zgrada približno nulte energije - hkis.hr Kristian Lenic.pdf · 3 S A th S S.-. • EU –zgrade...
28
3 . MEĐUNARODNI KONGRES DANI INŽENJERA STROJARSTVA 3th INTERNATIONAL CONGRESS MECHANICAL ENGINEERS DAYS ŠIBENIK, 23. - 24.5.2013. Optimizacija energetskih sustava zgrada približno nulte energije korištenjem dinamičkih simulacija dr. sc. Boris Delač, prof. dr. sc. Branimir Pavković, prof. dr. sc. Kristian Lenić Sveučilište u Rijeci Tehnički fakultet
Transcript of zgrada približno nulte energije - hkis.hr Kristian Lenic.pdf · 3 S A th S S.-. • EU –zgrade...
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Optimizacija energetskih sustava
zgrada približno nulte energije
korištenjem dinamičkih simulacija
dr. sc. Boris Delač, prof. dr. sc. Branimir Pavković, prof. dr. sc. Kristian Lenić
Sveučilište u Rijeci
Tehnički fakultet
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
• EU – zgrade ukupno troše 40% finalne energije od čega 50% za toplinske potrebe
• To čini 35% ukupnih emisija CO2
• novih zgrada godišnje tek 1-3% - važna je obnova, tu se mogu postići bolji rezultati
• EPBD direktiva - troškovno optimalna razina definira se za referentne zgrade –
obaveza država članica. nZEB nisu u troškovnom optimumu.
• Definicija nZEB: zgrada vrlo visokih energetskih svojstava koja za pokrivanje svoje
energetske bilance koristi velik udio obnovljivih izvora energije
Potrošnja primarne
energije [kWh/m2]
Ukupni troškovi [€
/m2]
nZEB
zgradeDanašnje zgrade
Troškovni
optimum
Zahtjev za zgrade
poslije 2021.od 1.1.2021.
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Isporučena energija [kWh]
Pro
izve
de
na
en
erg
ija [kW
h]
Razina prema zakonu
(troškovni optimum)
energetska
učinkovitost
Zgrada i
sustav prije
obnove
Razina nulte
energija
AB
C
D
• Osnovni koraci za postizanje energetske bilance približno nulte energije:
Smanjenje potrošnje primarne energije u odnosu na stanje prije obnove (točka
A) moguće je do određene mjere postići primjenom arhitektonsko - građevinskih
mjera energetske učinkovitosti uz primjenu odgovarajuće tehnologije za grijanje i
hlađenje (točka B), ali je za postizanje potrošnje približno nulte energije (točka
C) ili nulte energije (točka D) potrebno integrirati neku od tehnologija za
proizvodnju energije.
• Pojedinačni zahvati ili integrirani pristup?
Ukupna potrošnja
energije zgrade
Generator OIE
Granica sustava potrošnje
OIE na lokaciji
bez goriva
Isporučena
energija u
krug zgrade
Izvezena
energija iz
kruga
zgrade
Granica sustava preuzete i izvezene
energije iz kruga zgrade
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Problem istraživanja
Određivanje optimalnog koncepta zgrade s uključenim tehničkim sustavom
(minimalna potrošnja primarne energije, emisija i ukupnih godišnjih troškova)
koji ovisi o primijenjenim postupcima proračuna potrošnje energije za grijanje i
hlađenje, metodologiji proračuna učinka za grijanje i hlađenje i bazira se na
simulaciji rada tehničkih sustava.
Ciljevi
• Izraditi pouzdane i potvrđene dinamičke simulacijske modele tehničkih
sustava primjenjivih za zgrade približno nulte energije
• Odrediti cjelovita optimalna rješenja izrađenim dinamičkim simulacijskim
modelima
• Omogućiti detaljnu cjelogodišnju simulaciju rada tehničkog sustava zgrade
• Osigurati podršku projektantima kod optimizacije koncepta tehničkog
sustava
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Primjena dinamičke simulacije:
1. Određivanje projektnih učinaka
2. Određivanje potrebne energije
- korisna energija
- konačna (isporučena) energija
- primarna energija
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Modeliranje potrošnje toplinske energije i projektnih učinaka za grijanje i
hlađenje numeričkom dinamičkom simulacijom
Primjer: Hotel na jadranskoj obali (16370 m2):
– cjelogodišnja potrošnja toplinske energije,
– kompleksna struktura potrošnje toplinske energije,
– složena tehnička rješenja,
– pogodnost za ugradnju opreme većeg kapaciteta,
– potreba obnove
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Modeliranje potrošnje toplinske energije i projektnih učinaka za grijanje i
hlađenje numeričkom dinamičkom simulacijom
• Numerička dinamička simulacija (Trnsys)
• Model podijeljen u toplinske zone prema namjerni korištenja i uvjetima u prostoru
• Toplinska zona - stanje zraka homogeno - višezonski toplinski model
Numerička dinamička simulacija
Višezonski toplinski model
zgrade
Infiltracija vanjskog
zraka (Trnflow)
Mehanička ventilacija
Model bazena
Meteorološki podaci Dinamika modela
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Modeliranje potrošnje toplinske energije za grijanje i hlađenje numeričkom
dinamičkom simulacijom
• Dinamička simulacija - vremenski korak manji od 1 h
• Meteorološki podaci za RH – u Tehničkom propisu o racionalnoj uporabi toplinske
energije i toplinskoj zaštiti u zgradama dostupni mjereni podaci s korakom 1 h za
Zagreb i Split
• Podaci referentnih lokacija i podaci satelitskih mjerenja - Meteonorm
• Geografski parametri lokacije (okruženje, izgrađenost i orijentacija)
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Modeliranje potrošnje toplinske energije za grijanje i hlađenje numeričkom
dinamičkom simulacijom
• Mjesečne karakteristike podataka usklađene s podacima iz Tehničkog propisa o
racionalnoj uporabi toplinske energije i toplinskoj zaštiti u zgradama
• sjeverni, srednji i južni dio istočne obale Jadranskog mora (Pula, Split i Dubrovnik)
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Te
mpe
ratu
ra zr
aka
[ C
]
Sat u godini
Satni podaci Mjesečni prosjek
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Modeliranje potrošnje toplinske energije za grijanje i hlađenje numeričkom
dinamičkom simulacijom
-900
-600
-300
0
300
600
900
1.200
192 242 292 342
Učin [kW
]
Sat u godini
Grijanje (prostori) Grijanje (mehanička ventilacija)
Grijanje bazen Ovlaživanje (mehanička ventilacija)
Hlađenje (prostori) Hlađenje (mehanička ventilacija)
Električna energija (ventilatori klima komora) Električna energija (ventilatorski konvektori)
-900
-600
-300
0
300
600
900
1.200
4100 4150 4200 4250
Učin [kW
]
Sat u godini
Grijanje (prostori) Grijanje (mehanička ventilacija)
Grijanje bazen Ovlaživanje (mehanička ventilacija)
Hlađenje (prostori) Hlađenje (mehanička ventilacija)
Električna energija (ventilatori klima komora) Električna energija (ventilatorski konvektori)
-900
-600
-300
0
300
600
900
1.200
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Učin [kW
]
Sat u godini
Grijanje (prostori) Grijanje (mehanička ventilacija)
Grijanje bazen Ovlaživanje (mehanička ventilacija)
Hlađenje (prostori) Hlađenje (mehanička ventilacija)
Električna energija (ventilatori klima komora) Električna energija (ventilatorski konvektori)
-800-600-400-200
0200400600800
1.0001.200
0 5000
Učin [kW
]
Sat u godini
Grijanje (prostori)
Grijanje (mehanička ventilacija)
Grijanje bazen
Ovlaživanje (mehanička ventilacija)
Hlađenje (prostori)
Hlađenje (mehanička ventilacija)
Električna energija (ventilatori klima komora)
Električna energija (ventilatorski konvektori)
Tjedan zima Tjedan ljeto
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Modeliranje potrošnje toplinske energije za grijanje i hlađenje numeričkom
dinamičkom simulacijom
• HRN EN ISO 13790 (KI Expert) i numerička dinamička simulacija -
međusobno usporedivi proračuni
• Utjecaj ponašanja korisnika na energetsku bilancu zgrade - logika
simulacije i kontinuirano opterećenje (24 h)
100% 100%89%
239%
88%
228%
71%
166%
62%
126%
Toplinska energija za grijanje Toplinska energija za hlađenje
EN 13790 (24h)Jednostavni model (24h)Složeni model (24h)Jednostavni model (logika simulacije)Složeni model (logika simulacije)
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Određivanje projektnih učinaka za grijanje i hlađenje numeričkom dinamičkom
simulacijom – stacionarno stanje
• Modeliranje projektnih učinaka za grijanje i hlađenje
• Rubni uvjeti stacionarnog stanja – utjecaj akumulacije topline se izbjegava
• Zadovoljavajuća točnost
Učinci za grijanje Učinci za hlađenje
• Rubni uvjeti referentne godine - bliži onima u stvarnom pogonu sustava
10
0%
10
0%
10
0%
10
3%
95
%
99
%
95
%
94
%
99
%
71
%
66
%
69
%
65
%
63
%
64
%
Pula Split Dubrovnik
EN 12831Jednostavni model - projektni uvjetiSloženi model - projektni uvjetiJednostavni model - referentna godinaSloženi model - referentna godina
10
0%
10
0%
10
0%
92
%
94
%
93
%
92
%
93
%
96
%
56
%
53
%
53
%
54
%
55
%
54
%
Pula Split Dubrovnik
VDI 2078Jednostavni model - projektni uvjetiSloženi model - projektni uvjetiJednostavni model - referentna godinaSloženi model - referentna godina
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Te
me
pe
ratu
ra [
C]
Sat
Referentna godina
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Te
me
pe
ratu
ra [
C]
Sat
Referentna godina Odstupanje 1 Sd Odstupanje 2 Sd
Određivanje projektnih učinaka za grijanje i hlađenje numeričkom
dinamičkom simulacijom
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
EN12831 Referentnagodina
1 Sd 2 Sd
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
VDI2078 Referentnagodina
1 Sd 2 Sd
Određivanje projektnih učinaka za grijanje i hlađenje numeričkom dinamičkom
simulacijom – projektna godina
• Otvoren potencijal smanjenja projektnih učinaka
Učinak za grijanje Učinak za hlađenje
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Određivanje troškovnog optimuma
INTEGRIRANI (CJELOVITI) PRISTUP
Vanjska ovojnica + termotehnički sustav
Ciljevi optimizacije
– minimalna potrošnja primarne energije
– minimalna godišnja emisija CO2
– minimalni ukupni godišnji troškovi tijekom perioda razmatranja
Potrošnja primarne
energije [kWh/m2]
Ukupni troškovi [€
/m2]
nZEB
zgradeDanašnje zgrade
Troškovni
optimum
Zahtjev za zgrade
poslije 2021.
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
• Optimizacijski problem: određivanje najpovoljnije grupe arhitektonsko – građevinskih
zahvata i tehničkog sustava za grijanje, hlađenje i proizvodnju električne energije
baziranog na OIE.
• Analiza utjecaja parametara na učinke i potrošnju energije za grijanje i hlađenje
• Olakšana priprema simulacijskih modela za cjelovitu analizu
Parametar Referentna vrijednost Raspon Korak
Toplinska izolacija
Vanjski zid 0 cm 5 - 14 cm 1 cm
Krov 0 cm 5 - 14 cm 1 cm
Pod prema tlu 0 cm 5 - 14 cm 1 cm
Koeficijent apsorpcije
sunčevog zračenja
Zid 0,3 0,4 – 0,7 0,1
Krov 0,3 0,4 – 0,7 0,1
Koeficijent prolaza topline za prozirne
dijelove2,8 W/m2K 0,7 – 1,4 W/m2K -
Koeficijent propusnosti sunčevog toplinskog
zračenja prozirnih dijelova0,75 0,21 – 0,61 -
Povrat toplinske energije sustava
mehaničke ventilacije (osjetne)0 % 40 – 80 % 20 %
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Tehnički sustavi pogodni za zgrade približno nulte energije
• Proizvodnja električne energije:
– fotonaponski kolektori
– plinske kogeneracije
• Proizvodnja toplinske i rashladne energije:
– solarni toplinski kolektori
– kotlovi na biomasu
– kompresijske dizalice topline
– apsorpcijski rashladni uređaji
• Toplinski izvori i ponori:
– zrak
– morska voda (dubina oko 10 m, podaci slični kao i za podzemnu vodu)
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
CP
ARU-1
S-HV
S-PTV
PTV
CP
IT-PTV
CP
CP
BK-2
BK-1
CP
CP
CP
CP
CP
IT-B
Ventilokonvektori
CP CP
Klima komore
CP CP
CP
HV
S-TV
CP
CP
ARU-2
CP
SK
S-ARU-SK
S-PTV-SK
IT-TP
CP
CP2
CP
IT-PTV-SK
M
RV
M
RV
M
RV
RT-1
HV
RT-2
HV
IT-M1
CP
MORE
IT-M2
CP
MORE
SUSTAV BK D
SUSTAV BK C
CP
M
RV
M
RV
CP
Funkcionalni koncepti sustava - simulacijski
modeli (Trnsys)
Sustavi proizvodnje, distribucije i predaje
energije kojima upravlja regulacija
Sustav s biomasom (Biomasa C i D)
BK – kotao na biomasu,
ARU – apsorpcijski rashladni uređaj,
RT – rashladni toranj,
ITM – izmjenjivač topline s morskom vodom,
SK – solarni toplinski kolektor.
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
• Sustav s KDT voda – voda
(primjer KDT V-V)
S-HV
S-PTV-1
CP
IT-PTV-1
CP
CP
CP
CP
CP
IT-B
VentilokonvektoriCP CP
Klima komore
CP CP
CP
HV
S-TV M RV
CP
MRV
IT-M-K1 IT-M-I1
CP CP
CPM
RV
CP
MRV
IT-M-I2
CP
IT-M-K2
CP
DT-1 DT-2
CP
CP
ST-DT
CP
IT-PTV-2
MM
RV
S-PTV-2
PTV
CP
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Optimizacija arhitektonsko – građevinskih mjera
Utjecaj fotonaponskog sustava
Optimizacija tehničkog sustava
Model zgrade i model tehničkog sustava
▪ Tijek optimizacijskog postupka
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
• Klimatski uvjeti sjevernog, srednjeg i južnog Jadrana (Pula, Split, Dubrovnik)
• 4 serverska računala, procesori novije generacije (64, 40, 2 x 24 jezgre)
• Višezonski model zgrade - 8 do 10 sati računanja
• Kvalitetna rješenja – 1.000 do 1.500 rješenja kroz generacije
• Provedeno oko 21.000 simulacija po lokaciji, a uz naknadne simulacije s
fotonaponskim sustavom ukupni broj rješenja oko 180.000 po lokaciji
• Ukupno 7 mjeseci procesorskog rada
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
BK
KDT V-V KDT Z-V
PK
KDT V-V KOG
KDT V-V TRIG
Rezultati u klimatskim uvjetima jadranske Hrvatske (Pula)
▪ PRIMARNA ENERGIJA
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Optimizacija sustava - sustav KDT V-V
• Utjecaj frekventne regulacije pumpi morske vode u ovisnosti o potrebnom protoku
za fiksnu razliku temperature vode ulaz / izlaz (isparivač /kondenzator)
Vis
ina
do
bav
e [m
]
Protok [m3/h]VmaxVmin
Hgeo
Hgub
n1n1> n2> n3> n4 >n5
n2
n3
n4
n5
Slučaj ΔEp [%] ΔCuk [%] SCOP SEER
fmin = 1 0,00 0,00 4,25 5,66
fmin = 0,9 -0,82 -0,98 4,19 5,65
fmin = 0,8 -1,67 -1,78 4,14 5,64
fmin = 0,7 -1,04 -3,09 4,09 5,61
fmin = 0,6 -2,17 -3,97 4,08 5,53
S-HV
S-PTV-1
CP
IT-PTV-1
CP
CP
CP
CP
CP
IT-B
VentilokonvektoriCP CP
Klima komore
CP CP
CP
HV
S-TV M RV
CP
MRV
IT-M-K1 IT-M-I1
CP CP
CPM
RV
CP
MRV
IT-M-I2
CP
IT-M-K2
CP
DT-1 DT-2
CP
CP
ST-DT
CP
IT-PTV-2
MM
RV
S-PTV-2
PTV
CP
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
• Utjecaj postavnih vrijednosti sustava regulacije i volumena toplinske
akumulacije u sustavu grijanja
90%
100%
110%
120%
130%
140%
90% 95% 100% 105% 110% 115% 120% 125% 130% 135% 140%
Po
go
nsk
i tr
ošk
ovi
[%]
Primarna energija [%]
VrhSredinaDno
Referentna potrošnja
Optimalno rješenje
90%
95%
100%
105%
110%
90% 92% 94% 96% 98% 100% 102% 104% 106% 108% 110%
Po
go
nsk
i tr
ošk
ovi
[%]
Primarna energija [%]
10 m3
20 m3
30 m3
40 m3
Referentna potrošnjaOptimalna rješenja
m3
m3
m3
m3
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Potencijal optimizacije energetskih sustava
– Regulacija polazne temperature grijanja klizno u ovisnosti o vanjskoj temperaturi
• Analizirani su i:
– Utjecaj veličine izmjenjivača topline
– Toplinska akumulacija u sustavu pripreme PTV
Slučaj Cuk [€] ΔEp [%] ΔCuk [%] SCOP
Bez regulacije 112411 - - 4,25
Regulirana temperatura 108429 -3,5 -3,7 4,57
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Po
go
nsk
i tr
ošk
ovi
[€]
Pri
mar
na
ener
gij
a [k
Wh]
Sat
PE_EE
PE_EE
C (regulirano)
C (50 °C)
Ep (regulirano)
Ep (50°C)
Cuk (regulirano)
Cuk (50°C)
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Potencijal optimizacije energetskih sustava
• Rezultat međuovisnosti optimizacijskih varijabli
26
84%
86%
88%
90%
92%
94%
96%
98%
100%
90% 91% 92% 93% 94% 95% 96% 97% 98% 99% 100%
Po
go
nsk
i tr
ošk
ovi
[%]
Primarna energija [%]
Referentna potrošnja
Optimalna rješenja
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Zaključak
• Prikladnost numeričkih dinamičkih simulacija za analize bolja nego za simulacije s
mjesečnim vremenskim korakom
• Potvrđena prikladnost za određivanje projektnih učinaka i utvrđena mogućnost
smanjenja projektnih učinaka primjenom „projektne godine“
• Razvijena cjelovita metodologija optimizacije zgrade i tehničkih sustava
• Utvrđeni sustavi pogodni za zgrade približno nulte energije
• Utvrđeni parametri koji vode ka optimalnim rješenjima
• Uspostavljen odnos između arhitektonsko – građevinskih mjera energetske
učinkovitosti i tehničkog sustava
• Dane smjernice za odabir optimalnih sustava kod obnove zgrada
• Modelima omogućen uvid u ponašanje složenih tehničkih sustava, otvoren
potencijal optimizacije, mogućnost uklanjanja nedostataka i preliminarnih analiza u
fazi projektiranja
27
3. M
EĐ
UN
AR
OD
NI
KO
NG
RE
SD
AN
I IN
ŽE
NJ
ER
A S
TR
OJ
AR
ST
VA
3th
INT
ER
NA
TIO
NA
L C
ON
GR
ES
SM
EC
HA
NIC
AL
EN
GIN
EE
RS
DA
YS
ŠIB
EN
IK, 2
3.-
24
.5.2
013.
Hvala na pozornosti
28
