ΓΡΑΗΗΑΤεtΑ ~\.ΙΧΑΝΟΙ\0@ ΗΙ+ >( 'i--cq Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ Σχλή Τεχνλγικών Εφαρμγών Τμήμα Μηχανλγίας Τεχνικνμική ανάλυση συστήματς κλιματισμύ - δρσισμύ - Ζ.Ν.Χ. και κλυμβητικής δεξαμενής με αντλία θερμότητας και ηλιακών συλλεκτών " ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓ ΑΣΙΑ ΠΕΤ.Σ Α.Σ.ΣΤΥΛΙΑΝΟ.Σ \ ΑΝΑΠΑ.ΣΙΟΥ ΔΗΜΗΤΡΙΟ.Σ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΝΑΖ Ο.Σ ΑΝΤΩΝΙΟ.Σ Πεφαιάς, Νέμβρις 0
ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην εν λόγω πτυχιακή εργασία με τίτλ, «Τεχνικνμική ανάλυση συστήματς κλιματισμύ - δρσισμύ - Ζ.Ν. Χ. και κλυμβητικής δεξαμενής με αντλία θερμότητας και ηλιακών συλλεκτών», περιγράφεται λκληρωμέν σύστημα θέρμανσης και ψύξης μνκατικίας, με πισίνα, στην περιχή της Φιλθέης, εμβαδύ 77m, πέντε επιπέδων. Η θέρμανση και ψύξη επιτυγχάνεται με συνδυασμό χρήσης ηλεκτρικύ ρεύματς και της ηλιακής ενέργειας. Η εργασία απτελείται από θεωρητικό και υπλγιστικό μέρς. Στ θεωρητικό μέρς γίνεται αναφρά στ ενδδαπέδι σύστημα, στις αντλίες θερμότητας, στα συστήματα εξαναγκασμένης κυκλφρίας (fan coil) καθώ ς και στην ηλιακή ενέργεια και στ σύστημα Combi. Στ υπλγιστικό μέρς εκπνύνται όλες ι απαραίτητες μελέτες για την σωστή επιλγή, κατασκευή και λειτυργία λκληρωμένυ συστήματς ψύξης θέρμανσης, με σκπό την παρχή των ιδανικότερων συνθηκών άνεσης με την ελάχιστη δυνατή χρήση ενέργειας. Τέλς παρυσιάζεται τεχνικνμική ανάλυση, όπυ διαπιστώνεται ότι συνδυασμός χρήσης νέων τεχνλγιών σε συνδυασμό με εναλλακτικές μρφές ενέργειας, παρότι είναι ακριβότερ τ κόστς εγκατάστασής τυς, απσβένεται σε μικρό χρνικό διάστημα, εξαιτίας της μικρότερης κατανάλωσης ενέργειας. ΒΙ8ΛΙΟΘΗΚt-Ι ΤΕΙ ΠΕ ρ}~~.,ιr;;. Περλιληψη
ABSTRACT The scope of this diploma thesis titled, "Techno-economical analysis of airconditioning and cooling systems-hot water use and swimming pool with heating pump and solar collectors" is to describe a complete system of heating and cooling of a five-level 77m detached house, with swimming pool, in the area of Filothei. The heating and cooling is achieved by combining the use of electrical power and solar energy. This thesis ίs constituted of theoretical and calculation part. The theoretical part refers to the underfloor system, the heating pumps, fan coil units as well as solar energy and Combi system. The calculation part is based on the preparation of all the necessary studies for the correct choice, construction and operation of a complete system of heating and cooling, ίn order to achieve the ideal condίtions of comfort at the minίmum possible use of energy. Finally, the techno-economίcal analysis ίs being presented, where we clearly observe that the combination of the use of new technology combined wίth the alternative forms of energy, even though the cost of installation is more expensive, ίt is easily gaίned back in a short period of time, because of the smaller consumption of energy.
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Περίληψη...... 0 Περίληψη στην Αγγλική γλώσσα......... 0 Περιεχόμενα......... 0 ΜΕΡΟΣΙ. Εισαγωγή............... 08. Ανάγκες Θέρμανσης - Συνθήκες Άνεσης............ 09 5. Ενδδαπέδι Σύστημα Θέρμανσης............ 5.. Ορισμός............ 5.. Ιστρική Αναφρά...... 5.. Πλενεκτήματα της Ενδδαπέδιας Θέρμανσης......... 5.. Μεινεκτήματα της Ενδδαπέδιας Θέρμανσης... 5.5. Μελέτη και Κατασκευή............ 5.6. Λειτυργία... 7 6. Ενδδαπέδι Σύστημα Ψύξης............ 9 6.. Πρϋπθέσεις...... 9 6.. Λειτυργία τυ Συστήματς... 9. Συστήματα Εξαναγκασμένης Κυκλφρίας- Fan Coi\s... 0 7.. Ορισμός...... 0 7.. Πλενεκτήματα......... 0 8. Αντλία Θερμότητας............. 8.. Ορισμός............ 8.. Αρχή Λειτυργίας........ 8.. Κύκλς Ψύξης... 8.. Βαθμός Απόδσης (COP)... 8.5. Κατηγρίες...... 5 Περιεχόμε να
5 8.6. Πλενεκτήματα των αντλιών θερμότητας αέρα - νερύ... 5 9. Ηλιακά Συστήματα - Συστήματα Combi... 7 9.. Εισαγωγή...... 7 9.. Ενεργητικά Ηλιακά Συστήματα... 8 9.. Παθητικά Ηλιακά Συστήματα...... 9 9.. Συστήματα Combi... 9 ΜΕΡΟΣΙΙ 0. Μελέτη Υπλγισμύ Θερμικών Απωλειών... 0.. Εισαγωγή......... 0.. Παραδχές και Κανόνες Υπλγισμών... 0.. Παρυσίαση Απτελεσμάτων.... Μελέτη Υπλγισμύ Ψυκτικών Φρτίων... 0.. Εισαγωγή... 0.. Παραδχές και Κανόνες Υπλγισμύ....0.. Παρυσίαση Απτελεσμάτων... 8. Μελέτη Υπλγισμύ Εvδδαπέδιας Εγκατάστασης... 70.. Εισαγωγή...... 70.. Παραδχές και Κανόνες Υπλγισμύ... 70.. Παρυσίαση Απτελεσμάτων... 7. Μελέτη Υπλγισμύ Εγκατάστασης Fan Coils... 79.. Εισαγωγή... 79.. Παραδχές και Κανόνες Υπλγισμύ... 79.. Παρυσίαση Απτελεσμάτων... 80. Μελέτη Υπλγισμύ Δικτύυ Αεραγωγών... 85.. Εισαγωγή... 85.. Παραδχές και Κανόνες Υπλγισμύ... 85.. Παρυσίαση Απτελεσμάτων... 87 ' λ 'Ζ ' Ν ' Χ ' 5. Μελετη Υπ γισμυ εστων ερων ρησης... 9 Περιεχόμενα
6 6. Μελέτη Υπλγισμύ Θέρμανσης Κλυμβητικής Δεξαμενής... 9 7. Μελέτη Υπλγισμύ Ενεργειακύ Οφέλυς Ηλιακής Ενέργειας... 9 8. Σχεδιασμός Συστήματς... 95 8.. Εισαγωγή... 95 8.. Περιγραφή τυ συστήματς... 95 8.. Λειτυργία τυ συστήματς...... 96 9. Υπλγισμός Κόστυς Συστημάτων... 98 9..Σύστημα α. Λέβητας - καυστήρας πετρελαίυ... 98 9.. Σύστημα β. Αντλία θερμότητας... 98 9.. Μηχανστάσι... 99 9.. Εvδδαπέδι Σύστημα...... 00 9.5 Ηλιακό Σύστημα Βεβιασμεvης κυκλφρίας... 00 9.6 Εναλλάκτης κλυμβητικής δεξαμενής......... 0 9.7 Κλιματισμός... 0 9.8 Συνλικό κόστς εγκατεστημένυ συστήματς... 0 0. Υπλγισμς ' Ε νεργειακυ 'Κ' στυς... 0 0.. Ενδδαπέδιας Θέρμανσης... 0 0.. Ζεστών Νερών Χρήσης... 06 0.. Θέρμανση κλυμβητικής δεξαμενής... 07 0.. Ετήσιυ Θερμικύ... 08 0.5. Παραγόμενης Ηλιακής ενέργειας...... 08 0.6. Υπλγισμός ετήσιυ κόστυς δρσισμύ - κλιματισμύ... 0. Οικνμική Αξιλόγηση Επέvδυσης.... Μέθδς κόστυς στν κύκλ ζωής.... Μέθδς NPV (καθαρής παρύσας αξίας).... Βελτιστπίηση εγκατεστημένυ συστήματς... 7.. Αvτικατάσταση της αντλία θερμότητας με γεωθερμική αντλίας με κατακόρυφ κλειστό κύκλωμα γεωεvαλλάκτη... 7 Περιεχόμενα
7.. Αύξηση της συνεισφράς τυ ηλιακύ συστήματς βεβιασμένης κυκλφρίας στ σύστημα θέρμανσης... 8. Γενικά σχόλια και συμπεράσματα....... Βιβλιγραφία............ Παράρτημα : Κατόψεις Συστήματς Θέρμανσης............... Παράρτημα. Κατόψεις Συστημάτς Κλιματισμύ........... Παράρτημα : Κάθετ Διάγραμμα Μηχανλγικύ Εξπλισμύ.......... Περιεχόμ ε να
8 ΜΕΡΟΣΙ. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα τελευταία χρόνια η επιστήμη και η τεχνλγία έχει στραφεί πρς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και στην εξικνόμηση ενέργειας. Αυτό έχει ως απτέλεσμα να στραφεί τ ενδιαφέρν πρς την ανακάλυψη νέων πηγών ενέργειας και νέων τεχνλγιών. Μια από τις πι γνωστές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι η ηλιακή ενέργεια, η πία συναντάται από την θέρμανση νερύ μέχρι και την παραγωγή ηλεκτρικύ ρεύματς. Στην εργασία πραγματπιείται η τεχνικνμική μελέτη για την κατασκευή συστήματς θέρμανσης - κλιματισμύ σε ικία με γνώμνα την άνεση αλλά και τη μέγιστη ικνμική χρηματική ωφέλεια τυ ιδιόκτητη. Οι δύ κύριες πηγές ενέργειας μας θα είναι η ηλιακή μέσω των ηλιακών συλλεκτών και η παραγόμενη ενέργεια μέσω των αντλιών θερμότητας. Τυς χειμερινύς μήνες ι ηλιακί συλλέκτες θα παράγυν ζεστό νερό χρήσης, τ πί θα συλλέγεται σε δχεί αδρανείας (buffer) και στη συνέχεια με την βήθεια της αντλίας θερμότητας θα θερμαίνεται στην επιθυμητή θερμκρασία και θα πρσάγεται στ ενδδαπέδι σύστημα θέρμανσης αλλά και στ δχεί τυ boiler για τηv θέρμανση των ζεστών νερών χρήσης. Τυς καλκαιρινύς μήνες ι ηλιακί συλλέκτες θα παράγυν ζεστό νερό για να τρφδτύν τ boiler και η περίσσια θερμότητα θα παρέχεται για την θέρμανση της πισίνας. Η αντλία θερμότητας θα παράγει κρύ νερό ώστε να πετύχυμε δρσισμό τυ εvδδαπεδίυ συστήματς και στυς χώρυς όπυ απαιτείται χαμηλότερη θερμκρασία θα ενεργπιύνται τα fan coil τυ εκάσττε χώρυ για την επιθυμητή θερμκρασία. Όλα τα παραπάνω συστήματα θα τα διαχειρίζεται ένα σύστημα αντιστάθμισης, τ πί με τα κατάλληλα αισθητήρια αλλά και τ σωστό πργραμματισμό θα απφέρει τη μέγιστη άνεση με την μικρότερη κατανάλωση ενέργειας. Εισαvωvή
9. ΑΝΑΓΚΕΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ- ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΑΝΕΣΗΣ Η σχεδίαση ενός συστήματς θέρμανσης-ψύξης είναι κάτι πλύ περισσότερ από την εγκατάσταση ενός σώματς καλριφέρ με ένα θερμστάτη. Οι περισσότερες εγκαταστάσεις θέρμανσης-ψύξης σήμερα είναι σχεδιασμένες και βασιζόμενες περισσότερ στ κριτήρι της ελάχιστης κατανάλωσης ενέργειας για την λειτυργία τυς και λιγότερ για να δημιυργύν συνθήκες άνεσης για τυς ανθρώπυς πυ βρίσκνται μέσα στ κτίρι. Οι επικρατέστερες μέθδι υπλγισμύ ενός συστήματς ψύξης-θέρμανσης δηγύν στην πραγματικότητα σε παραπλανητικά απτελέσματα και σπατάλη ενέργειας. Η μέθδς τυ ελέγχυ τυ συστήματς μόν με βάση την θερμκρασία τυ αέρα δηγεί σε μεγάλη σπατάλη ενέργειας γιατί έχει αντίκτυπ μόν στ % των αισθητηρίων τυ σώματς. Αυτό γιατί τ σώμα μας δεν αντιλαμβάνεται την πραγματική θερμκρασία ενός χώρυ, αλλά αυτό πυ καλείται «αισθητή θερμκρασία». ανθρώπινς ργανισμός αισθάνεται την θερμική ακτινβλία από και πρς επιφάνειες και τ γεγνός αυτό συμβάλει στην διαμόρφωση τυ αισθήματς θέρμανσης και άνεσης. Επειδή είναι πλύ εύκλ να μετρήσυμε την θερμκρασία τυ αέρα, συχνά την χρησιμπιύμε ως κριτήρι άνεσης. Σε ιδανικές συνθήκες, μία θερμκρασία αέρς της τάξης των 8-0 C θεωρείται εξαιρετική από την πλειψηφία των ανθρώπων. Όμως, συχνά υπάρχει σημαντική διαφρά μεταξύ της πραγματικής θερμκρασίας τυ αέρα και την αίσθηση πυ αυτή πρκαλεί στυς ανθρώπυς. Αυτό νμάζυμε <<αισθητή θερμκρασία)) και είναι ένας συνδυασμός πλλών παραγόντων, όπως: η ανταλλαγή θερμότητας με ψυχρές-θερμές επιφάνειες η θερμκρασία τυ αέρα η υγρασία η κίνηση ρευμάτων αέρα Υπό καννικές συνθήκες, ι άνθρωπι αισθάννται άνετα με μία σχετική υγρασία από 0-70%. Η κίνηση τυ αέρα ή αλλιώς ρή τυ αέρα μπρεί να έχει Ανάvκες Θέρμανσης - Συνθήκες Άνεσης
0 σημαντική επιρρή στην αισθητή θερμκρασία τυ χώρυ. bλι μας έχυμε μια εμπειρία από την ανακύφιση πυ έχυμε με την χρήση ανεμιστήρα τις ζεστές μέρες τυ καλκαιριύ. Αυτό πρέπει να μελετάται και να συνυπλγίζεται σε κάθε νέ κτίρι. Μία καλή κατασκευή πρέπει να μένει ανεπηρέαστη από εξωτερικύς ανέμυς, και ι πόρτες και τα παράθυρα δεν πρέπει να αφήνυν εισόδυς για την διέλευση τυ αέρα. Επίσης θα πρέπει να απφεύγεται η μεγάλη θερμκρασιακή διαφρά των εσωτερικών τίχων τυ κτιρίυ ώστε να μην δημιυργύνται ρεύματα αέρα. Για αυτό άλλωστε και τα σώματα τυ καλριφέρ τπθετύνται κάτω από τα παράθυρα, ώστε να εξισρρπύν από απώλειες κυφώματα και εισρή αέρα, αλλά και να αντισταθμίζυν την χαμηλότερη θερμκρασία τυ εσωτερικύ τίχυ με τη θερμότητα πυ παράγυν. Μέθδι υπλγισμύ: Αυτό είναι ένα πλύ αμφιλεγόμεν θέμα. Πλλές μέθδι υπλγισμύ θα έπρεπε να έχυν αντικατασταθεί εδώ και πλλά χρόνια. Η πλειψηφία των συστημάτων θέρμανσης στην Ελλάδα παρυσιάζυν πλενάζυσα θέρμανση τις ζεστές μέρες τυ χειμώνα με απτέλεσμα την σπατάλη ενέργειας, ενώ συχνά τα ίδια συστήματα παρυσιάζυν ανεπάρκεια τις πλύ κρύες μέρες. Η αντιστάθμιση τυ συστήματς θέρμανσης είναι ανύπαρκτη στ 80% των εγκαταστάσεων, όπως και η ισρρπία μεταξύ της θερμκρασίας αέρα, επιφανειών, υγρασίας και ρής αέρα καθώς και υπλγισμός της θερμχωρητικότητας τυ κτιρίυ για την μελέτη της συμπεριφράς τυ στις καιρικές αλλαγές. Ανάvκες Θέρμανσης - Συνθήκες Άνεσης
5. ΕΝΔΟΔΑΠΕΔΙΟ ΣΥΠΗΜΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ 5.. Ορισμός Η εvδδαπέδια θέρμαvση ή δαπεδθέρμαvση όπως αλλιώς vμάζεται, απτελεί έvαv σύγχρv τρόπ θέρμαvσης τωv κατικιώv και πάσης φύσεως κτιρίωv ή εγκαταστάσεωv. Είvαι μια αξιόπιστη και απτελεσματική μρφή θέρμαvσης πυ συvδυάζει συvθήκες θερμικής άvεσης και ικvμικής λειτυργίας. Στ σύστημα αυτό, ζεστό vερό κυκλφρεί μέσα σε κύκλωμα σωληvώσεωv πυ είvαι εvσωματωμέv στ δάπεδ τυ χώρυ, μετατρέπvτας τ ίδι τ δάπεδ σε θερμαvτικό σώμα. Η μετάδση της θερμότητας πραγματπιείται με ακτιvβλία από τ δάπεδ πρς τv θερμαιvόμεv χώρ, από τα χαμηλότερα στρώματα πρς τα υψηλότερα σε όλη τηv επιφάvεια τυ χώρυ χωρίς ισχυρά ρεύματα. Επιτυγχάvεται με αυτόv τv τρόπ η επιθυμητή διαστρωμάτωση της θερμκρασίας. t t t t t 0 0 0 0000 0 0 Ενδδαπέδι σύστημα θέρμανσης Συμβατικό σύστημα θέρμανσης 5.. Ιστρική αναφρά Η ενδδαπέδια θέρμαvση μπρεί να θεωρείται από πλλύς καιvτμία στ πεδί των εφαρμγώv θέρμανσης, απτελεί όμως τεχvική πυ εμφαvίζεται για πρώτη φρά στηv αρχαιότητα και συγκεκριμέvα κατά τη Ρωμαϊκή επχή. Πρόκειται όμως, τότε για καvάλια μέσα στ δάπεδ, από όπυ διερχόταv ζεστός αέρας με βασική καύσιμη ύλη τα καυσόξυλα. Αργότερα, τ σύστημα ξεχάστηκε και ι πρώτες πρσπάθειες για τηv επαναφρά τυ συναvτιύνται στις αρχές τυ αιώνα μας. Στέφvται, όμως, με απτυχία καθώς ι πρς χρήση σωλήvες ήταν μεταλλικί και διαβρώvvταv εύκλα. Στη δεκαετία τυ 970 η αvάπτυξη της βιμηχανίας των ΕνδδαJlέδι Σϋσrημα Θέρμανσης
πλαστικών σωλήνων και των μνωτικών υλικών επιτρέπυν την επιτυχημένη εφαρμγή τυ συστήματς της ενδδαπέδιας θέρμανσης, όπως τ ξέρυμε σήμερα. 5.. Πλενεκτήματα της ενδδαπέδιας θέρμανσης Έχυμε μιόμρφη κατανμή θερμότητας στν χώρ, χωρίς θερμκρασιακές διαφρές, αφύ ι σωληνώσεις καλύπτυν όλη την... _.. 5-6 ( /f~fft c -a 0 c " Συμβατικό σύστημα t a c f f t t o c t f t t -s c t t Ι:ΣΣΣ:Jι: ΣΣ:Ι Ι ](](,.: Εvδδαnέδι Σύστημα επιφάνεια τυ δαπέδυ και η θερμότητα διαχέεται στ χώρ μέσω ακτινβλίας 70-75% και μεταφράς 5-00~. Μειωμέν λειτυργικό κόστς λόγω χαμηλότερης θερμκρασίας πρσαγωγής τυ νερύ (5-5 C έναντι 70-80 C των κινών θερμαντικών σωμάτων) και με σχεδόν μηδενικές απώλειες. Λόγω της μιόμρφης κατανμής θερμότητας εξαλείφυμε τα μεινεκτήματα των κινών θερμαντικών σωμάτων όπως η ξηρή ατμόσφαιρα και η σκόνη, αλλά και σεβόμαστε την ανθρώπινη φυσιλγία η πία απαιτεί κρύ κεφάλι και ζεστά πόδια με ιδανική κατανμή θερμότητας. Λόγω χαμηλότερων θερμκρασιών πρσαγωγής τυ νερύ, πυ απαιτύνται από τ σύστημα, είναι δυνατή η λειτυργία με χρήση ήπιων μρφών ενέργειας, όπως είναι η αντλία θερμότητας, η γεωθερμία, τα ηλιακά συστήματα καθώς και συνδυασμός τυς, με απώτερ σκπό την εξικνόμηση ενέργειας λόγω χαμηλότερης εκπμπής καυσαερίων και σεβασμό πρς τ περιβάλλν. Εξικνόμηση χώρυ αφύ απφεύγυμε τη τπθέτηση θερμαντικών σωμάτων. Λόγω της υπχρεωτικής θερμμόνωσης των δαπέδων, εκτός από την απτρπή απωλειών θερμότητας πρς τα κάτω, πρσφέρει και αρκετή ηχμόνωση. Τ ενδδαπέδι σύστημα μας επιτρέπει πέρα της θέρμανσης τυ δαπέδυ να επιτύχυμε και τν δρσισμό τυ. Ενδδαπέδι Σϋστημα Θέρμανσης
Τ κόστς κατασκευής τυ ενδδαπεδίυ συστήματς είναι μεγαλύτερ από αυτό των κινών θερμαντικών σωμάτων, αλλά τ κόστς αυτό μπρεί να απσβεστεί βραχυπρόθεσμα διότι έχυμε μειωμένη κατανάλωση καυσίμυ πάνω από 0%, πλύ χαμηλό κόστς συντήρησης και μηδενικό κόστς όσ αναφρά την αντικατάσταση των θερμαντικών σωμάτων αλλά και της κτιριακής συντήρησης απφεύγντας μαυρίσματα σε τίχυς και κυρτίνες. 5.. Μεινεκτήματα της εvδδαπέδιας θέρμανσης Δεν ενδείκνυται για εξχικές κατικίες λόγω χαμηλής απόκρισης στην άμεση ζήτηση θερμικής ενέργειας. Τ μεινέκτημα αυτό όμως μπρεί να ξεπερασθεί, με την χρήση τηλεφωνικής εντλής για τη ενεργπίηση της θέρμανσης κάπιες ώρες πριν την επιθυμητή στιγμή. Μειωμένη η δυνατότητα επέμβασης σε περίπτωση βλάβης των σωληνώσεων εντός τυ πατώματς s.s. Μελέτη και κατασκευή της εvδδαπέδιας θέρμανσης Για την κατασκευή κάθε είδυς μηχανλγικύ συστήματς και της σωστής λειτυργίας τυ απαιτείται μελέτη από εξειδικευμέν πρσωπικό. Έτσι και στην ενδδαπέδια θέρμανση η μελέτη και η σχεδίαση τυ συστήματς εκπνείται από έμπειρυς μηχανλόγυς βάσει των μνώσεων, των κατασκευαστικών ιδιαιτερτήτων τυ κτιρίυ, αλλά και των απαιτήσεων και αναγκών θέρμανσης τυ πελάτη. Η θέρμανση δαπέδυ τπθετείται μετά τα επιχρίσματα (σβάδες) και πωσδήπτε πριν από τις δαπεδστρώσεις των χώρων. Πρσθέτει στ τελικό πάχς τυ δαπέδυ 8-9cm και εξισρρπεί τις διαφρές πάχυς των Τμή Δαπέδυ με εγκατεστημένη δαπεδθέρμαvση διαφόρων τελικών επιστρώσεων Ενδδωτ.έδι Σϋστημα Θέρμανσης
5 σε πίεση και κάμψη, τ κάvει vα στεγvώvει γρηγρότερα και vα συvεργάζεται καλύτερα με τ σωλήvα. Τ θερμμπετόν, εκτός τυ ότι καλύπτει τις σωληvώσεις της θέρμαvσης δαπέδυ και δημιυργεί ριζόvτι δάπεδ έτιμ vα δεχτεί τη δαπεδόστρωση, απτελεί και τ υλικό όπυ συσσωρεύεται η θερμότητα και απδίδεται μετά στ χώρ με ακτιvβλία θερμαίvvτάς τv. Μετά τ πέρας της κατασκευής πρέπει να εκτελεστύv κάπιες εργασίες δηγίες όπυ αvαγράφvται παρακάτω ώστε vα έχυμε τ επιθυμητό απτέλεσμα. Τ θερμμπετόv (γέμισμα τυ δαπέδυ) επιτρέπεται να πατηθεί μετά από 8 ώρες από τη χύτευσή τυ. Δεν επιτρέπεται τ στέγvωμα τυ θερμμπετόν vα γίνεται με εφαρμγή πιασδήπτε μρφής θέρμανσης. Ιδιαίτερη πρσχή πρέπει να δίνεται στ στέγνωμα τυ θερμμπετόν την πρώτη εβδμάδα της χύτευσής τυ, πρστατεύντάς τ από τη ζέστη ή άμεση ηλιακή ακτιvβλία και από τα ρεύματα αέρα.. Τα ρεύματα πυ δημιυργύνται από τα ανικτά κυφώματα δηγύν σε πρόωρη αφυδάτωση τυ θερμμπετόv και εv συνεχεία ρηγμάτωση τυ). Αν ι υπαίθριι χώρι (βεράντες κλπ.) δεv έχυν υγρμνωθεί μέχρι τη χύτευση τυ γεμίσματς τυ δαπέδυ της δαπεδθέρμαvσης και υπάρχει κίνδυνς εισρής νερώv ή υγρασίας από τv εξωτερικό χώρ μέσω των μαρμαρπδιών στv εσωτερικό χώρ, τότε πρέπει να ληφθεί ειδική μέριμνα ώστε αυτό να απφευχθεί με τηv τπθέτηση π. χ. επιπλέν φύλλυ νάιλν στη θέση της μαρμαρπδιάς ή με άλλ πρόσφρ τρόπ. αρμός διαστλής {περιμετρικός και ενδιάμεσς) εκτείνεται σε όλ τ ύψς της κατασκευής τυ δαπέδυ μέχρι και την τελική δαπεδόστρωση. Δεv αφαιρείται ύτε απκόπτεται παρά μόν μετά τηv αρμλόγηση τυ κυρίως δαπέδυ. Μετά την αρμλόγηση ι αρμί διαστλής καλύπτνται με ειδικό σιλικνύχ εύκαμπτ υλικό σφράγισης. Ειδικά, στυς περιμετρικύς τίχυς αρμός απκόπτεται μετά την τπθέτηση της δαπεδόστρωσης (πλακάκι, μάρμαρ, ξύλ κλπ.) και πριν την τπθέτηση τυ σβατεπιύ. Ο περιμετρικός αυτός αρμός διαστλής Ι Ι s: ριμ ετρική Ταινία Ενδδαπ.έδι Σϋστημα Θέρμανσης
6 καλύπτεται όπως πραναφέρθηκε με τ ειδικό σιλικνύχ υλικό σφράγισης και μετά ακλυθε( η τπθέτηση τυ σβατεπιύ. Η τπθέτηση πιυδήπτε είδυς δαπεδόστρωσης πρέπει να γίνει αφύ περάσει περίπυ μήνας τυλάχιστν μετά τη χύτευση τυ θερμμπετόν. Στις υπχρεώσεις τυ τεχνίτη τελικής επένδυσης είναι τ τρίψιμ της τσιμεντκνίας τπικά στα σημεία των αρμών διαστλής και περιμετρικά τυ θερμμπετόν (όπυ χρειάζεται) και η υγρμέτρησή τυ (για ξύλινα δάπεδα). Σε συγκεκριμένα σημεία έχυν πρβλεφθεί αρμί ξήρανσης. Οι αρμί ξήρανσης χρησίμευσαν στν έλεγχ της φυσικής ξήρανσης τυ θερμμπετόν (απφυγή ανεξέλεγκτων ρωγμών). Οι αρμί ξήρανσης δεν είναι απαραίτητ να τηρηθύν στην τελική επένδυση. Μαζί όμως με πιεσδήπτε άλλες ανεπιθύμητες ρωγμές πρέπει να σφραγισθύν, δημιυργώντας σταθερή σύνδεση. Σε περίπτωση πυ παραδόθηκε γέμισμα θερμμπετόν και απαιτείται τσιμεντκνία: Απφεύγυμε τη χρήση άμμυ θαλάσσης, χρησιμπιώντας κατάλληλα υλικά. ( πρτιμητέα η άμμς πταμύ) Εξασφαλίζυμε την σωστή πρόσφυση. Φρντίζυμε να τηρηθύν περιμετρικός αρμός και ι αρμί διαστλής. Εκτός από τα σημεία όπυ έχει γίνει ήδη πρόβλεψη, καμία άλλη επέμβαση δεν επιτρέπεται χωρίς έγκριση (χτίσιμ σταθερής κατασκευής πάνω στ θερμμπετόν, τρύπημα ή κόψιμ θερμμπετόν). Ειδικά, στην περίπτωση δαπεδόστρωσης με ξύλιν κλλητό δάπεδ και αφύ περάσυν τυλάχιστν 8 ημέρες τ σύστημα πρέπει να τίθεται σε λειτυργία. Η πρώτη έναυση γίνεται ως εξής : κατά την πρώτη ημέρα λειτυργίας εφαρμόζυμε θερμκρασία πρσαγωγής ίση με τη θερμκρασία περιβάλλντς. Η θέρμανση συνεχίζεται αδιάκπα με αύξηση της θερμκρασίας ανά ημέρα κατά S C μέχρις ότυ φθάσυμε τη Ενδδωιέδι Σϋστημα Θέρμανσης
7 θερμκρασία των 5 C. Σε αυτήν τη θερμκρασία παραμένει τ σύστημα της δαπεδθέρμανσης για 6-7 ημέρες τυλάχιστν, φρντίζντας να αερίζνται καλά ι χώρι. Στ τέλς της διαδικασίας χαμηλώνυμε τη θερμκρασία πρσαγωγής κατά S C κάθε ημέρα μέχρι να φθάσυμε θερμκρασία νερύ πρσαγωγής ίση με τη θερμκρασία περιβάλλντς. Τώρα πλέν πργραμματισμός της ξήρανσης δεν γίνεται χεψκίνητα αλλά μέσω των εξελιγμένων αυτματισμών. Ανάλγα με τ είδς της δαπεδόστρωσης δίννται στυς τεχνίτες Σuλλέκτης πρσαγωγής και επιστρφής νερύ δηγίες για την τπθέτηση καθώς και των υλικών πυ θα χρησιμπιηθύν. 5.6. Λειτυργία Ζεστό νερό θερμκρασίας S-S C πρσάγεται σε σύστημα συλλεκτδιανμέων, J Πίvακας Διανμής n... δκιμασμένι σε πίεση atm με ειδικές ρυθμιστικές βαλβίδες και είναι τπθετημένι σε μεταλλικό πίνακα. Από εκεί τ ζεστό νερό διανέμεται μέσα στυς πλαστικύς σωλήνες ι πίι καλύπτυν λόκληρη την επιφάνεια τυ δαπέδυ τυ θερμαινόμενυ χώρυ και βρίσκνται θαμμένι μέσα στ θερμμπετόν. ' Ηλεκτρθερμικί κινητήρες για την λειτuργία της αυτνμίας στυς χώρυς Κατ' αυτόν τν τρόπ συσσωρεύεται θερμότητα στ θερμμπετόν, τ πί ανυψώνει τη θερμκρασία τυ περίπυ στυς 8 C και ακτινβλώντας θερμαίνει στ χώρ. Η λειτυργία των διαφόρων δωματίων όπυ έχει εγκατασταθεί θέρμανση δαπέδυ και η επίτευξη ή όχι ίσης θερμκρασίας σε αυτά, γίνεται χρησιμπιώντας ζεύγη Ενδδωrέδι Σϋσrημα Θέρμανσης
8 διακπτών ρύθμισης παρχής και πίεσης τπθετημένα στυς συλλέκτες της θέρμανσης δαπέδυ. Τ λεβητστάσι όπυ θα παρασκευαστεί τ ζεστό νερό πυ θα τρφδτεί τ σύστημα της θέρμανσης δαπέδυ, δε διαφέρει από τ λεβητστάσι ενός συμβατικύ συστήματς θέρμανσης με σώματα, ύτε απαιτεί ειδικότερ τεχνίτη. Λόγω ότι η θέρμανση δαπέδυ λειτυργεί με νερό χαμηλότερης θερμκρασίας θα πρέπει να πρβλεφθεί μία τρίδη βάνα η πία θα τρφδτείται από τ νερό τυ λέβητα και από τ νερό επιστρφής τυ ενδδαπεδίυ, θα κάνει ανάμειξη και θα δίνει στυς συλλέκτες τυ συστήματς την επιθυμητή θερμκρασία πρσαγωγής νερύ. Στην περίπτωση μας θα συνδυαστεί και με σύστημα αντιστάθμισης εξωτερικής θερμκρασίας πυ θα συμβάλλει στην ικνμικότερη λειτυργία τυ συστήματς θέρμανσης. Για την σωστή λειτυργία τυ συστήματς απαιτείται να απφεύγυμε την συχνή διακπή λειτυργίας της θέρμανσης δαπέδυ διότι τ σύστημα λειτυργεί ικνμικότερα αυξάνντας την διάρκεια λειτυργίας και μειώνντας την θερμκρασία λειτυργίας. Ενδδαιrέδι Σϋστημα Θέρμανσης
9 6. ΕΝΔΟΔΑΠΕΔΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΨΥΞΗΣ 6.. Πρϋπθέσεις Εάν σε ένα κτίρι πυ έχυμε κατασκευάσει ενδδαπέδια θέρμανση κυκλφρήσυμε ψυχρό νερό στις σωληνώσεις των κυκλωμάτων τυ δαπέδυ τότε ψύχυμε τ δάπεδ και σαν απτέλεσμα αυτύ επιτυγχάvυμε δρσισμό - ψύξη των χώρων τυ κτιρίυ. Δηλαδή με τ ίδι σύστημα έχυμε ενδδαπέδια θέρμανση και ψύξη τυ κτιρίυ (δαπεδθέρμανση και δαπεδψύξη). Άρα σε κτίρι με θέρμανση δαπέδυ με μικρό επιπλέν κόστς πυ αντιστιχεί στην αγρά ενός ψύκτη αέρα-νερύ και στυς επιπλέv αυτματισμύς και αισθητήρια πυ απαιτύνται απκτάμε και ψύξη - δρσισμό τυ κτιρίυ με όλα τα πλενεκτήματα πυ ισχύυν στα συστήματα θέρμανσης δαπέδυ. Στην περίπτωση πυ χρησιμπιύμε αντλία θερμότητας στην εγκατάσταση θέρμανσης μας σαν πηγή θερμικής εvέργειας τότε τ κόστς μας και για ψύξη - δρσισμό είναι σημαντικά μικρότερ και αντιστιχεί μόν στ κόστς των αυτματισμών και των αισθητηρίων. 6.. Λειτυργία τυ Συστήματς Τ σύστημα ψύξης δαπέδυ λειτυργεί με θερμκρασίες πρσαγωγής ψυχρύ νερύ από -6 C. Οι αντίστιχες θερμκρασίες επιστρφής είναι από - 50c βαθμύς υψηλότερες. Στην ψύξη δαπέδυ υπάρχει περιρισμός στην τελική θερμκρασία δαπέδυ, η πία πρέπει να είναι τέτια ώστε να απφεύγεται τ φαινόμεν υγρπιήσεων στ δάπεδ. Η ελάχιστη επιτρεπόμεvη θερμκρασία τυ τελικύ δαπέδυ είναι 0- C τιμή πυ περιρίζει την μέση απόδση τυ συστήματς στα 5-50Watt/m, απτρέπει όμως τ φαινόμεν των υγρπιήσεων. Εάν τ κτίρι μας είναι σχετικά ενεργβόρ και η τπθεσία τυ έχει μεγάλες θερμκρασίες τ καλκαίρι τότε τ ενδδαπέδι σύστημα θα επιτύχει τν δρσισμό τυ κτιρίυ αλλά όχι την ψύξη αυτύ σε αυτές τις κλιματλγικές συνθήκες. Τότε θα αναγκαστύμε να συμπληρώσυμε την πρσδιδόμενη ψύξη στυς χώρυς τυ κτιρίυ με την τπθέτηση μνάδων fan coil. Ενδδατιέδι Σύστημα Ψύξης
0 7. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΑΝΑΓΚΑΣΜΕΝΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ- FAN COILS 7.. Ορισμός Τα Fan Coils η αλλιώς σύστημα σωμάτωv εξαvαγκασμέvης κυκλφρίας είvαι εσωτερικές μvάδες πυ μεταφέρυv τηv θερμότητα ή τηv ψύξη στυς διάφρυς χώρυς μέσω της τρφδσίας τυς με vερό κατάλληλης θερμκρασίας. τ σύστημα αυτό εvδείκvυται τόσ για κατικίες όσ και για κτίρια επαγγελματικά, συvδυαζόμεv με συμπληρωματικές εφαρμγές αερισμύ και εξαερισμύ. 7.. Πλενεκτήματα Μικρότερ κόστς Απτελεσματικότητα, ικαvπίηση τωv απαιτήσεωv τυ χρήστη άμεσα Συvδυάζεται και με αvτλία θερμότητας καθώς τ vερό πυ χρειάζεται είvαι έως S0 C. Υπάρχυv διάφρες κατασκευαστικές μρφές τωv τερματικώv μvάδωv έτσι ώστε vα πρσαρμόζvται στ χώρ (δαπέδυ, δαπέδυ κρυφά, καvαλάτα, ρφής κτλ.) Jo'an (:ίl NS τι ς C anicι, εμφα\'ιjt> ς ι.:αι ι.:ρυφί> τl> πυ Συστήματα Εξαναvκασμ έ νης Κυκλφρίας - Fan Coί/s
8. ΑΝΤΛΙΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ 8.. Ορισμός Η αντλία θερμότητας είναι μία συσκευή η πία έχει την ικανότητα να απρρφά (να αντλεί) θ ε ρμότητα από μία πηγή χαμηλής θ ερμκρασίας και να τη μεταφέρει σε έναν απδέκτη υψηλότερης θερμκρασίας. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω ενός κύκλυ εξάτμισης και συμπύκνωσης ενός εργαζόμενυ μέσυ, με την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργ ε ιας. Παρυσιάζει πλλές μιότητες με τα κινά κλιματιστικά γνωστά και ως air-condition. Η διαφρά μεταξύ μιας αντλίας θερμότητας και ενός κινύ κλιματιστικύ είναι ότι η αντλία θερμότητας μπρ ε ί να χρησιμπιηθεί τόσ για θέρμανση όσ και για ψύξη λειτυργώντας βάσει τυ ίδιυ βασικύ ψυκτικύ κύκλυ, αλλάζντας κάθε φρά ανάλγα με τη ζήτηση ψύξης ή θέρμανσης τν ρόλ τυ εξατμιστή και τυ συμπυκνωτή. 8.. Αρχή Λειτυργίας τρόπς λειτυργίας της αντλίας θερμότητας βασίζεται στν ψυκτικό κύκλ, με τη διαφρά ότι ένα μεγάλ μέρς της ενέργειας πυ δαπανάται για την λειτυργία τυ ψυκτικύ κύκλυ αντλείται από τ περιβάλλν, ενώ ένα μικρότερ πσστό ενέργειας από τ ηλεκτρικό ρεύμα. Ο ανεμιστήρας της αντλίας αντλεί αέρα από τ περιβάλλν και τν διχετεύει στν εξατμιστή, πίς απρρφά τη θερμότητα τυ περιβάλλντς. Η θερμότητα αυτή μεταφέρεται σε ένα κλειστό κύκλωμα ψυκτικύ υγρύ και δηγείται στν συμπιεστή ώστε να αυξηθεί η πίεση και η θερμκρασία τυ. Έπειτα, δηγείται στ συμπυκνωτή, όπυ και απβάλλει όλη τη θερμότητα πυ έχει απθηκεύσει. Τ ψυκτικό μέσ μεταφέρεται στη Ε!Α ΜΙΣΗ ΣVΜΠΥ ΙCΝΟI Η ΥΠΟΜΝΗΜΑ : ΑipιΨ'tι8CΥaι<6Θιρμό R 0A ΓΕ Ω ΘΕΡΜΙΚΟΣ ΕΝΑΜΑΚ ΤΙ<Σ ΕΝΔΟΔΑΩΕΔΙΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗ -Ψr:Η λiρι Ψυκ κό Ψυχρό R ()Α Υyρό '+'ιj κ t ι8'όψ uχ ρό R 0A ΥγρόΨ\ΙΚ Υ ωtόθιρμό R 0A Πρ-aνωνή Θiρμαν η~ Η 0 ΒΜΒΙΔΑ ι κ 0.'Ι/αικt, Ειτ ισ ιρ.,\ Θέ ρ,μαvrκ Η 0 Πρσαyωyή Γιωιv.Μιiιcι η Η 0 Επιτ~ Γ ιωιναλλόιc:τη HrO ΑΝΤΕΠtΙΤΡΟΦΗ ΙΑΛΙΙΔλ Διι'ι.γpαμμιι λι:ιτυργίας ψυκτιιωίj υγμ) Αντλία Θερμότητας
βαλβίδα εκτόνωσης όπυ και εκτνώνεται για να επιστρέψει στν εξατμιστή και να επαναλάβει την ίδια διαδικασία. Η διαδικασία αυτή συντελείται στη περίπτωση της θέρμανσης και της παραγωγής ζεστύ νερύ χρήσης, ενώ για να επιτευχθεί δρσισμός η λειτυργία αντιστρέφεται. 8.. Κύκλς Ψύξης Ο κύκλς ψύξης χρησιμπιεί ένα υγρό, πυ νμάζεται ψυκτικό υγρό, για να μεταφέρει θερμότητα από ένα μέρς σε ένα άλλ. Τ κλειδί για τ πως λειτυργ ε ί τ σύστημα είναι η ιδιότητα πυ έχει τ ψυκτικό υγρό να βράζει σε πλύ μικρότερη θερμκρασία από ότι τ νερό. Για παράδειγμα τ ψυκτικό υγρό πυ συνήθως χρησιμπιείται, βράζει στυς 5-0 C ενώ τ νερό βράζει στυς 00 C. ιίιγριtμμιt ψjι.:τιι.:ιί) ΙJγρύ Η λειτυργία τυ κύκλυ ψύξης για θέρμανση και ψύξη είναι: Ψύξη Τ ψυκτικό υγρό τ πί εισέρχεται στην σπείρα εισόδυ πυ λειτυργεί ως εξατμιστής εξατμίζει τ υγρό. Στν εξατμιστή τ υγρό έχει θερμκρασία από 5 c ως 0 c και χωρίς να αλλάξει η θερμκρασία τυ, απρρφά θερμότητα και αλλάζει από υγρό σε αέρι. Η θερμότητα πυ εξατμίζει τ ψυκτικό υγρό πρέρχεται από τν θερμό αέρα τυ δωματίυ την πία παραλαμβάνει ένα κύκλωμα αέρα ή νερύ. Τ αέρι ψυκτικό μετακινείται στ συμπιεστή πίς είναι υσιαστικά μια αντλία πυ ανυψώνει τηv πίεση ώστε vα κυκλφρεί τ ψυκτικό διαμέσυ τυ συστήματς. Αντλlα Θερμότητα ς
i Γρ μμι\ ι> ) ρύ r - -- Β cι,\βι'δ α \' L\f )':\0..Ι,._\ ειστ ιj J \ L.--- Εσω τιpι κό ς Ο\ψιστή ρ α ς @<>i J Η αύξηση της πίεσης από τ συμπιεστή πρκαλεί αύξηση της θερμκρασίας τυ ψυκτικύ. Καθώς φεύγει από τ συμπιεστή τ ψυκτικό είναι ένα ζεστό αέρι θ ε ρμκρασίας 0 C-50 C, πυ στη συνέχεια ρέει στν συμπυκνωτή. Καθώς συμπυκνώνεται, δίνει θερμότητα σε ένα άλλ κύκλωμα νερύ ή αέρα, ψύχεται και υγρπιείται. Τ κύκλωμα νερύ ή αέρα είναι ικανό να πάρει θερμότητα από τις σπείρες τυ εναλλάκτη. Καθώς τ ψυκτικό υγρό φεύγει από τ συμπυκνωτή είναι πλέν υγρό αφύ έχει ψυχθεί αλλά εξακλυθεί να είναι υπό υψηλή πίεση. Η βαλβίδα εκτόνωσης στραγγαλίζει αδιαβατικά τ ψυκτικό υγρό ώστε να περάσει σε χώρ χαμηλότερης πίεσης και θερμκρασίας. Ο κύκλς λκληρώνεται όταν τ ψυχρό ψυκτικό υγρό επανέρχεται στν εξατμιστή για να πάρει θερμότητα από τ δωμάτι όντας υγρό. r - ------------- - - - ----- ι Εξω τ φ ι κό μή μα ι Κρύς ι ~ ι ξω~φ ι κός ι αιρας Βαλβiδα ιλtγχnι> ι ( <λστή ) ι t Βf'β iδα Βαλβίδα ι Γ ρμμ ή υγρύ r - - - θ rιλ β ιδα! ~ ελtγχnu ι (ι>ν ι χ-rή ) ι Κ ρύ ς α{ρς ι δωιιατiυ f Ι Τιτράδ η ι βαλ βι'δα Γρυμ μ ή ατ μύ L.--- L----------------------Jt Κι) ι.: λυς ψύ ξι\ ς γ ια θέ pμιινσι --------- Εωτφ ι κ6ς ιιν ιμ ιστιjρας / ~Α. Ζ. στόςαέρα) ~ V! πρσ<χ) ωyι)ς J Αντλία Θερμό τη τας
Θέρμα.vση Ο κύκλς για την θέρμανση χώρυ περιλαμβάνει τα ίδια στάδια με τν κύκλ ψύξης με την μόνη διαφρά ότι στην συγκεκριμένη περίπτωση τ στιχεί πυ εκτελύσε την ατμπίηση εδώ εκτελεί την συμπύκνωση και τ αντίστρφ. Με λίγα λόγια τ ψυκτικό υγρό εισέρχεται στην σπείρα εισόδυ η πία αυτή τη φρά λειτυργεί ως συμπυκνωτής. Εκεί τ ψυκτικό υγρό έχει χαμηλή θερμκρασία και είναι υπό την μρφή υγρύ. Έπειτα δηγείται στν συμπιεστή όπυ αυξάνεται η θερμκρασία τυ και γίνεται αέρι. Υστερα περνάει από τν εξατμιστή και από τις σπείρες τυ εξατμιστή πρσδίδει την θερμότητα τυ σε ένα κύκλωμα νερύ ή αέρα πυ επιθυμύμε. Ο κύκλς λκληρώνεται όταν τ ζεστό ψυκτικό υγρό επανέρχεται στν συμπυκνωτή και ψύχεται και υγρπιείται. 8.. Βαθμός Απόδσης (COP) Οι αντλίες θερμότητας βαθμνμύνται σύμφωνα με τ συντελεστή ενεργειακής απόδσης (COP: Coefficient of Performance), πυ είναι η απδιδόμενη ενέργεια από την αντλία πρς την καταναλισκόμενη ηλεκτρική ενέργεια. Είναι επιστημνικός τρόπς πρσδιρισμύ της ενέργειας πυ τ σύστημα παράγει σε σχέση με αυτή πυ χρησιμπιεί. Ο βαθμός απόδσης μίας αντλίας εξαρτάται από τις θερμκρασίες περιβάλλντς και χώρυ, και γενικά ισχύει ότι όσ μικρότερη είναι η διαφρά μεταξύ της θερμκρασίας τυ μέσυ από τ πί αντλείται η θερμότητα και της θερμκρασίας τυ μέσυ στ πί απρρίπτεται η θερμότητα, τόσ υψηλότερς είναι βαθμός απόδσης. Οι σύγχρνες αντλίες θερμότητας Ψυχρό Θερμδχεί έχυν υψηλύς βαθμύς απόδσης (COP = "'5). Δηλαδή ένας καυστήρας ρυκτών καυσίμων μπρεί να είναι Tc COP = IQcl + W w Θερμό Θερμδχεί 78-95% απδτικός, ενώ μια γεωθερμική αντλία θερμότητας είναι 000Λ~ -600%. Αυτό σημαίνει ικνμικότερη λειτυργία σε Ανrλlα Θερμ6τηrα ς
5 σχέση με όλα τα συμβατικά συστήματα θέρμανσης. Σε αυτό συντελεί, καθώς χρησιμπιείται από τν συμπιεστή, έλεγχς inverter όπυ παρέχει την ακριβή θερμική ισχύ πυ απαιτείται σε κάθε δεδμένη στιγμή. Αυτό σημαίνει ότι καταναλώνει μόν τη συγκεκριμένη ενέργεια πυ απαιτείται. 8.5. Κατηγρίες Οι αντλίες θερμότητας έχυν την ίδια αρχή λειτυργίας. Ανάλγα με την επιλγή της πηγής άντλησης ενέργειας διακρίννται στις παρακάτω κατηγρίες: Αέρας- Νερύ Νερύ - Νερύ Αέρα - Αέρα 8.6. Πλενεκτήματα των αντλιών θερμότητας αέρα - νερύ Αυξημένς συντελεστής απόδσης (COP έως ), δηλαδή καταναλώνντας lkw ηλεκτρικής ενέργειας, - -- - παράγνται έως kw χρηστικής ενέργειας, για θέρμανση ή δρσισμό. Ι w Αυτό σημαίνει ότι επιτυγχάνεται η ικνμικότερη λειτυργία σε σχέση με όλα τα συμβατικά συστήματα θέρμανσης. Στις γεωθερμικές αντλίες COP είναι μεγαλύτερς. Θέρμανση και δρσισμός με μία μόν μνάδα. Αντιστρέφντας τν κύκλ λειτυργίας παράγεται θέρμανση ή δρσισμός αντίστιχα. Παραγωγή ζεστών νερών χρήσης για όλη τη διάρκεια τυ έτυς, και κατά την περίδ τυ δρσισμύ. Φιλικότητα πρς τ περιβάλλν (ψυκτικό υγρό R-0A). Μηδενικές εκπμπές ρύπων, εφόσν δεν υπάρχει καύση. Αθόρυβη λειτυργία. Αντλία Θερμότητας
6 Μικρό μέγεθς για να τπθετηθεί σε πιδήπτε μηχανστάσι και επιπλέν κέρδς χώρυ εξαιτίας της έλλειψης δεξαμενής απθήκευσης καυσίμυ. Εφαρμγές αντλιών θερμότητας Ξ ενδχειακές μνάδες, βιμηχανικά κτίρια, επαγγελματικά κτίρια, κατικίε ς και γενικότερα σε όλυς τυς τύπυς κτιρίων. Αντλlα Θερμότητας
7 9. ΗΛΙΑΚΑ ΣΥΠΗΜΑΤΑ - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ COMBI 9.. Εισαγωγή Ο ήλις εκπέμπει τεράστια πσότητα ενέργειας ημερησίως. Η ηλιακή ενέργεια εμφανίζεται με την μρφή ακτινβλίας και είναι μια μρφή ανανεώσιμης πηγής ενέργειας. Η ακτινβλία τυ ήλιυ, μας δίνει φώς, θερμαίνει τα αντικείμενα στα πία πρσπίπτε ι και αλλάζει τις ιδιότητες των ημιαγωγών παράγντας ηλεκτρικό ρεύμα. N'M ι,tu)t f ~taj.:.ulίr~ I Ιl! tt.»j GREEC.E 8JRC Σε κάθε περιχή της Ελλάδας μπρεί να αξιπιηθεί απτελεσματικά η ηλιακή '....,,,{. t ~... r ί,.,,.. \...ιιf,:'.., '.../ Γ. ~. J' _., \.../..''.. " ') ~ - ".,. ) ενέργεια. Η ετήσια ηλιακή ακτινβλία κυμαίνεται μεταξύ 00-900kWh/m Τ θερμικό ηλιακό σύστημα αξιπιεί την ηλιακή ενέργεια για τη θέρμανση νερύ χρήσης και κατ' επιλγή για την υπστήριξη της θέρμανσης. Τα ηλιακά συστήματα για τη θέρμανση νερύ είναι ικνμικά ως πρς την κατανάλωση ενέργειας και φιλικά πρς τ περιβάλλν και χρησιμπιύνται λένα ]\fέσιι ιλιcιι.:\ flι(τtνβλία στt\\' Ελλιίδα και περισσότερ. Με τις εγκαταστάσεις θερμικών ηλιακών συστημάτων μπρεί να αξιπιηθεί σημαντικό μέρς της ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή θερμότητας επιτυγχάνντας πλύτιμη εξικνόμηση καυσίμων και μείωση των εκπμπών ρύπων πυ επιβαρύνυν αισθητά τ περιβάλλν μας. Την θερμότητα αυτή μπρύμε να την χρησιμπιήσυμε αμέσως ή να την απθηκεύσυμε με τεχνητά μέσα και να την χρησιμπιήσυμε όταν την χρειαστύμε. Τα ηλιακά συστήματα διακρίννται σε παθητικά και ενεργητικά συστήματα. Ηλιακά Συστήματα - Συστήματα Combί
8 9.. Εvερyητικά ηλιακά συστήματα Ενεργητικά ηλιακά συστήματα είναι όλα όσα συλλέγυν την ηλιακή ακτινβλία, και στη συν έχε ια τη μεταφ έ ρ υν με τ η μρφή θ ε ρμότητας σ ε ν ε ρό, σε αέρα ή σε κάπι άλλ ρευστό. Η τεχνλγία πυ εφαρμόζεται είναι αρκετά απλή και υπάρχυν πλλές δυνατότητες εφαρμγής της σε θερμικές χρήσεις χαμηλών θερμκρασιών. Η πλέν διαδεδμένη εφαρμγή των συστημάτων αυτών είναι η παραγωγή ζεστύ νερύ χρήσης, ι γνωστί σε όλυς ηλιακί θερμσίφωνες. Ένας τυπικός ηλιακός θ ε ρμσίφωνας ζε στύ νε ρύ απτε λε ίται από επίπεδυς ηλιακύς συλλέκτες, ένα δχεί απθήκευσης της θερμότητας και σωληνώσεις. Η ηλιακή ακτινβλία απρρφάται από τ συλλέκτη και η συλλεγόμενη θερμότητα μεταφέρεται στ δχεί απθήκευσης. Οι επίπεδι ηλιακί συλλέκτες τπθετύνται συνήθως στην ρφή τυ κτιρίυ, με νότι πρσανατλισμό και κλίση 0-60 ως πρς τν ρίζντα, ώστε να μεγιστπιηθεί τ πσό της ακτινβλίας πυ συλλέγεται ετησίως. Πέρα από την ικιακή χρήση, η πία είναι και η πι διαδεδμένη σήμερα, ενεργητικά ηλιακά συστήματα μπρύν να χρησιμπιηθύν πυδήπτε απαιτείται θερμότητα χαμηλής θερμκρασιακής στάθμης. Έτσι, η χρήση της ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή ψύξης, νια τν κλιματισμό χώρων και άλλες εφαρμγές, εμφανίζεται ως μία από τις πλλά υπσχόμενες πρπτικές, λόγω της αυξημένης ηλιακής ακτινβλίας ακριβώς την επχή πυ απαιτύνται τα ψu κτικά φρτία. Τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα απτελύνται από δύ βασικά μέρη: Τ τμήμα συλλγής (ι ηλιακί συλλέκτες, η επιφάνεια απρρόφησης της ηλιακής ακτινβλίας). Τ τμήμα απθήκευσης (η δεξαμενή απθήκευσης τυ νερύ) πυ συνήθως διαθέτει και ηλεκτρική αντίσταση με θερμστάτη, για να μπρεί να παράγεται ζεστό νερό και σε περιόδυς μικρής η μηδενικής ηλιφάνειας. Τα ενεργητικά συστήματα διακρίννται σε δύ είδη ανάλγα με τ κύκλωμα κυκλφρίας τυ θερμα ινόμενυ μέσυ : Ηλιακά Συστήματα - Συστήματα Combί
9 Ανιχτύ κυκλώματς : απευθείας θέρμανση τυ νερύ χρήσης Κλειστύ κυκλώματς: έμμεση θέρμανση τυ νερύ χρήσης με χρήση εναλλάκτη θερμότητας. 9.. Παθητικά ηλιακά συστήματα Τα Παθητικά Ηλιακά Συστήματα είναι δμικά στιχεία ενός κτιρίυ πυ λειτυργύν χωρίς μηχανλγικά εξαρτήματα ή πρόσθετη παρχή ενέργειας και με φυσικό τρόπ θερμαίνυν, αλλά και δρσίζυν τα κτίρια. Χωρίζνται σε τρεις κ ατηγρίες : Παθητικά ηλιακά συστήματα θέρμανσης Παθητικά συστήματα και τεχνικές φυσικύ δρσισμύ Συστήματα και τεχνικές φυσικύ φωτισμύ Για τ ην εφαρμγή των παθητικών ηλιακών συστημάτων σε ένα κτίρι θα πρέπει να έχει γίνει βικλιματικός αρχιτεκτνικός σχεδιασμός από τν αρχιτέκτνα μηχανικό. 9.. Συστήματα Combi Μια άλλη εφαρμγή πυ έχει εξαπλωθεί στην Ευρωπαϊκή αγρά είναι συνδυασμός παραγωγής ζεστύ νερύ χρήσης και θέρμανσης χώρων με ενεργητικά ηλιακά συστήματα, γνωστά και ως συστήματα Combi. Η χρήση των συστημάτων αυτών στις ελληνικές κλιματικές συνθήκες για τη θέρμανση χώρων, θεωρείται τεχνικά αλλά και ικνμικά απδτική, αν συνδυαστεί με την κατάλληλη μελέτη κατασκευή τυ κτιρίυ (καλή μόνωση, εκμετάλλευση των παθητικών ηλιακών ωφελειών, κ. λπ.) και τη συνεργασία τυ χρήστη. Μπρεί να εξικνμήσει συμβατική ενέργεια σε νέα ή παλιά κτίρια, στα πία έχυν ληφθεί όλα τα εφικτά μέτρα για την ελαχιστπίηση των απωλειών και τη μεγιστπίηση της ικνμικότητας της εγκατάστασης. Γενικά τα συστήματα αυτά απτελύνται από τ κύκλωμα των ηλιακών συλλεκτών (παραγωγή ενέργειας), τ θερμδχεί αδρανείας (απθήκευση ενέργειας), ένα σύστημα βηθητικής ενέργειας (ηλεκτρικός λέβητας, λέβητας Ηλιακά Συστήματα - Συστήματα Combi
0 ί:iάνα avάμιξης -"' '" - - '" - - - "' - "'.. -... -.. -... -.. - "'.. - '" -... - -.. ~... - ι : Ζιστ ό : νφ ό Βαηθητι ιtή πηγή,, ' ' ' JIDV. ' ' Νερό δικ ιύ u Επιστρφή Θt ρμανση )(ώρων Avrλ i α Πρωτιύντ ς Σl~στημα c :ιιιιi -Tank ίn Τ;ιιιk πετρελαίυ - αερίυ - βιμάζας, αντλία θερμότητας), ένα σύστημα θέρμανσης (θερμαντικά σώματα, ενδδαπέδια, fan coils} και ένα σύστημα ελέγχυ. Η ιδανική εφαρμγή τυ συστήματς είναι για συστήματα θέρμανσης χαμηλών θερμκρασιών (ενδδαπέδια, fan coils), ενώ για θέρμανση με θερμαντικά σώματα αναμένεται μια μείωση της απόδσης κατά 0-5%. Η αρχή λειτυργίας τυ συστήματς είναι ίδια με αυτή ενός κεντρικύ συστήματς ηλιακών για θέρμανση ζεστύ νερύ χρήσης. Η πρσπίπτυσα ηλιακή ακτινβλία μετατρέπεται στυς ηλιακύς συλλέκτες σε θερμική ενέργεια και μεταφέρεται μέσω συστήματς σωληνώσεων σε ειδικό πρς απθήκευση θερμδχεί. Από τ θερμδχεί αυτό καλύπτνται τόσ ι ανάγκες σε ζεστό νερό Σύστιιμα Cιιιbi - Θι: pμδuχ~:ία Ηλιακά Συστήματα - Συστήματα Combi
χρήσης όσ και σε θέρμανση. Αν η απθηκευμένη ενέργεια από τα ηλιακά δεν επαρκεί, τότε και μόνν τίθεται σε λειτυργία η βηθητική πηγή ενέργειας πρς κάλυψη της υπλειπόμενης ενέργειας. Με τη μέθδ αυτή επιτυγχάνεται μεγάλη εξικνόμηση καυσίμων και η θέρμανση των χώρων και τυ νερύ χρήσης επιτυγχάνεται με τρόπ φιλικό πρς τ περιβάλλν. Ένα από τα βασικά στιχεία ενός σωστύ συστήματς ηλιακής θέρμανσης είναι τ θερμδχεί, τ πί απτελεί την "καρδιά" τυ συστήματς και πρέπει να είναι ειδικά μελετημέν και κατασκευασμέν για τν σκπό αυτό. Τ θερμδχεί θα πρέπει να είναι καλά μνωμέν και κυρίως να βηθά στην διαστρωμάτωση της θερμκρασίας τυ νερύ στ εσωτερικό τυ. Η διαστρωμάτωση τυ δχείυ έχει ως απτέλεσμα την μέγιστη απόδση τυ συστήματς, τν περιρισμό των θερμικών απωλειών και την μέγιστη συλλγή ενέργειας από τυς ηλιακύς συλλέκτες. Τα συστήματα Combi έχυν ήδη εισχωρήσει στην ευρωπαϊκή αγρά και στην Ελλάδα, ι συνθήκες για την εφαρμγή τυς είναι πλύ ευνϊκές καθώς μπρύν να καλύψυν φρτί ίσ με 0-50% μόν με τα ηλιακά και 00% σε συνδυασμό με βιμάζα. Ηλιακά Συστήματα - Συστήματα Combi
ΜΕΡΟΣΙΙ 0. ΜΕΛΕΤΗ VΠΟΛΟΓΙΣΜΟV ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ 0.. Εισαγωγή Η παρύσα μελέτη έγινε σύμφωνα με την μεθδλγία DIN 70 και τις /86 (μέρς & ) και 7 /86 ΤΟΤΕΕ, ενώ ακόμα χρησιμπιήθηκαν και τα ακόλυθα βηθήματα : α. β. Erlaeterungen zur DIN 70/8, mit Beispielen, Werner-Verlag Recknagel-Sprenger, Taschenbuch fuer Heizung und Klimatechnik γ. Rietschel, Raiss, Heiz und Klimatechnik, Springer-Verlag δ. Κεντρικές Θερμάνσεις, Β. Σελλύντς ε. Εγχειρίδι νια τν Μηχανικό θερμάνσεων Garms/Pfeifer (ΤΕΕ) 0.. Παραδχές και καvόvες υπλγισμών Με βάση τ DIN 70, ι θερμικές απώλειες ενός χώρυ συνίστανται από :. Απώλειες θερμπερατότητας ~. πυ πρέρχνται από τα περιβάλλντα δμικά στιχεία (τίχι, ανίγματα, δάπεδα, ρφές κλπ).. Απώλειες λόγω πρσαυξήσεων.. Απώλειες αερισμύ χώρυ Qι. Α. Οι απώλειες θερμπερατότητας υπλγίζνται από τη σχέση: - Clo: Απώλειες θερμότητας - F: Επιφάνεια τυ δμικύ τμήματς m _ k: Συντελεστής θερμπερατότητας W/m Κ (ή Kcal/m Κ) - /k: Αντίσταση θερμπερατότητας σε m K/W - tί: Θερμκρασία χώρυ σε C - ta: Θερμκρασία εξωτερικύ αέρα σε C Μελ έτη Υnλvισμύ Θερμικών Απωλειών
Β. Οι πρσαυξήσεις υπλγίζνται% και διακρίννται σε : ί. Πρσαύξηση ΖΗτην επίδραση τυ πρσανατλισμύ. (ΖΗ= -5 για Ν, ΝΔ, ΝΑ, ZH=+S για Β, ΒΔ, ΒΑ και ΖΗ=Ο για Δ και Α) ίί. Πρσαύξηση Ζυ+ΖΑ=Ζ διακπής λειτυργίας και ψυχρών εξωτερικών τίχων (στ DIN 70/8 αγνείται συντελεστής Ζυ). Η πρσαύξηση Ζ 0 πρσδιρίζεται με βάση τ D=Oo/(FgesX Δt), όπυ Fges η συνλική επιφάνεια πυ περιβάλλει τν χώρ, και τις ώρες λειτυργίας τυ συστήματς θέρμανσης, σύμφωνα με τν πίνακα: Τρόπς Λειτυργίας 0.-0.9 0.0-0.69 0.70-.9 Ο ώρες διακπής 7 7 7 8- ώρες διακπής 0 5 5-6 ώρες διακπής 0 5 0 συντελεστής ZD για τ DIN8 μεταβάλλεται ανάλγα με την τιμή τυ D περίπυ γραμμικά (βλ. καμπύλη ZD για τ DIN8) παίρνντας τιμές από τ Ο μέχρι τ. Επμένως ι θερμικές απαιτήσεις μαζί με τις πρσαυξήσεις είναι : Γ. Οι απώλειες αερισμύ Οι υπλγίζνται εναλλακτικά: ί. από την σχέση πυ υπλγίζει τν απαιτύμεν αερισμό: Q = Vo Χ p Χ c Χ (tί - ta) σε W όπυ: V: Όγκς εισερχμένυ αέρα σε m /s c: Ειδική θερμότητα τυ αέρα σε kj/g Κ ρ: Πυκνότητα τυ αέρα σε kg/m ίί. από την σχέση υπλγισμύ απωλειών λόγω χαραμάδων (στην περίπτωση πυ δεν υπάρχει εξαερισμός) : Q = Σ χ Q χ Αί όπυ Q χ Αί =αχ ΣΙ χ R χ Η χ Δt χ Ζ για κάθε άνιγμα όπυ: α: Συντελεστής διείσδυσης αέρα ΣΙ: Συνλική περίμετρς ανίγματς (σε m) Μελέτη Υnλvισμύ Θερμικών Αnωλειών
R: Συντελεστής διεισδυτικότητας (στ DIN70/8 ρίζεται συντελεστής r). Η : Συντελεστής θέσης και ανεμόπτωσης (στ DIN 70/8 συντελεστής Η πρσαυξάνεται αυτόματα για ύψς πάνω από 0m σύμφωνα με τ συντελεστή εgα). Δt: Διαφρά θερμκρασίας (σε βαθμύς C). Zr: Συντελεστής γωνιακών παραθύρων (στην περίπτωση γωνιακών παραθύρων παίρνει την τιμή, αντί της καννικής ). Δ. Τ τελικό σύνλ των θερμικών απωλειών είναι: 0.. Παρυσίαση Απτελεσμάτων Τα απτελέσματα των υπλγισμών παρυσιάζνται πινακπιημένα ως εξής :. Στ επάνω μέρς τυ πίνακα παρυσιάζνται τα δμικά στιχεία πυ έχυν απώλειες από θερμπερατότητα με τα χαρακτηριστικά τυς. Οι στήλες τυ πίνακα αντιστιχύν στα ακόλυθα μεγέθη: Είδς στιχείυ (πχ. Τ= Τίχς, Α= Άνιγμα, Ο= Ορφή, Δ= Δάπεδ) Πρσανατλισμός Πάχς Μήκς Υψς ή Πλάτς - Επιφάνεια Αριθμός όμιων επιφανειών - Συνλική Επιφάνεια Συντελεστής k Διαφρά θερμκρασίας Δt Καθαρές θερμικές απώλειες. Στ κάτω μέρς τυ πίνακα συμπληρώννται ι πρσαυξήσεις και ι απώλειες αερισμύ, με πλήρη ανάλυση. Μελέτη Υπλγισμύ Θερμι κών Απωλειών
5 Στιχεία Κτιρίυ Μέση Ελάχιστη Εξωτερική Θερμκρασία ( C) Ο Επιθυμητή Εσωτερική Θερμκρασία ( C) 0 Θερμκρασία Μη Θερμαινόμενων Χώρων ( C) 0 Θερμκρασία Εδάφυς ( C) 0 Αριθμός Επιπέδων Κτιρίυ (-5) 5 Ι Επίπεδ στη Στάθμη τυ Εδάφυς Μεθδλγία Υπλγισμύ Σύστημα Μνάδων DIN77 Watt Τυπικά Στιχεία - Εξωτερικί Τίχι τι Διπλός Δρμικός Μόνωση cm 0.6 Τ Δκός 0cm Μόνωση Scm 0.65 Τυπικά Στιχεία - Εσωτερικί Τίχι El Εσωτερική τιχπιία 0.7 Τυπικά Στιχεία - Ορφές 0 Ταράτσα Μνωμένη -Μπετόν Κλίσης 0.55 Τυπικά Στιχεία - Δάπεδα Δl Δ Δ Δάπεδ Μαρμ. σε Έδαφς Μόνωση 5cm Δάπεδ Μαρμ. σε Έδαφς Αμόνωτ Δάπεδ Μαρμ. σε Pilotis Μόνωση 5cm 0.60.7 0.6 Τυπικά Στιχεία - Αvίγματα.. Al Διπλό διακένυ mm.9.5 Μελέrη Υπλγισμύ Θερμικών Απωλειών
6 ι--- (μεταλλικό πλαίσι) Α Α... Α0 Α Άνιγμα χωρίς τζάμ ι (ξύλιν πλαίσ ι )...9.0 Α Άνιγμα χωρίς τζάμι (ξύλιν πλαίσι) 0.9..9.0 Επίπεδ /Χώρς / ΚΟΥΖΙΝΑ τι Τ Τ Τ τι Τ Τ τι Al Τ τι Τ Τ Τ El Β Β Β Β ΝΑ ΝΑ ΝΑ ΒΑ ΒΑ ΒΑ Ν Ν Ν Δ Ε..9.8.8 Α 0.5..08.08 Α.8... Α. 0.5.0.0.0.9.90.90 Α 0.5. 0.60 0.60 Α.0 0.5 0.50 0.50..9 6.96 6.96 α.. 5.76 5.76 Α. 0.5.. 5.5.9 5.95 5.95 Α.0... Α 5.5 0.5.75.75.0.9.9.9.8.9 5. 5. Απώλειες θερμπερατότητας:: Q 0 = 96 7.50.68 0.6 0.00 59.90.08 0.65 0.00.0. 0.65 0.00 56.6.0 0.65 0.00 7.0.0.880 0.6 0.00.0 0.60 0.65 0.00 7.80 0.50 0.65 0.00 6.50 6.96 0.6 0.00 5.76.9 0.00 0.0.0 0.65 0.00 5.60 5.5 0.80 0.6 0.00 8..0 0.65 0.00.0.75 0.65 0.00 5.75.90 0.65 0.00 7.70 5..7 0.00 90.8 Συνλική Πρσαύξηση : Zv + ΖΗ = % Πρσαύξηση λόγω πρσανατλισμύ: ΖΗ = 5 Μελ έτη Υπλvισμύ Θ ερμ ικών Απωλ ειών
8 Τ Ν Α.5 0.5.75.75.75 0.65 0.00.75 Α Ε α 0.9..98.98.98.9 0.00 69.0 0 7..0 7.0 7.0 7.0 0.55 0.00 78.0 Απώλειες θερμπερατότητας:: Q 0 = 668 Συνλική Πρσαύξηση: ZD + ΖΗ = % 80 Πρσαύξηση λόγω πρσανατλισμύ : ΖΗ = 5 Πρσαύξηση λόγω διακπών: ZD = 7 Q 0 668 D = = = 0. F'ges Χ Δι 0.8 Χ 0 Συνλικές απώλειες θερμπερατότητας Qτ = Q 0 χ ( + Ζ0 + ΖΗ) = 78 Απώλειες Χαραμάδων: Qι = ΣQAi(QAi = αχ ΣΙ χ R χ Η χ Δt χ ΖΓ) = 0,6 Χαρακτηριστικός Αριθμός Κτψίυ : Η = 0.6 Χαρακτηριστικός Αριθμός Χώρυ : R (ή r) = 0.9 Συντελεστής Γωνιακών Παραθύρων: ΖΓ = Απώλειες από εναλλαγές αέρα Qι = V χ p χ c χ Δt =, Όγκς χώρυ: V =.χ χ.0 = 6 Αριθμός εναλλαγών Αέρα ανά ώρα n = 0.5 Σύνλ θερμικών απωλειών QΛ = Qτ + Qι = 99 Με τν ίδι τρόπ υπλγίζνται ι θερμικές απώλειες και για τυς υπόλιπυς χώρυς και παρυσιάζνται συνπτικά στ παρακάτω πίνακα: Μελέτη Υπλvισμύ Θερμικών Απωλειών
9 Γ- - - ~ -- ~ΤΝΟΛ~ΚΕ-Σ ΑΠ~ΛΕΙΕΣ ΧΩΡΩΝ (kw} -- -. -~. ~- - -~----~...._ --...;...-- ~-..._~ - ~... \._. Ξ ΕΝΩΝΑΣ 0,9 ΚΟΥΖΙΝΑ,896 ΔΙΑΔΡΟΜΟΣ.8 0,8 ΤΡΑΠΕΖΑΡΙΑ,95 ΔΙΑΔΡΟΜΟΣ. 0,86 wc 0,89 wc 0, ΔΙΑΔΡΟΜΟΣ 0,66 ΚΑΘΙΠΙΚΟ ΔΙΑΔΡΟΜΟΣ,76 ΥΠΝΟΔΩΜΑΤΙΟ. 0,9 ΥΠΝΟΔΩΜΑΤΙΟ.5 0,5 ΥΠΝΟΔΩΜΑΤΙΟ.6 0,8 ΥΠΝΟΔΩΜΑΤΙΟ.,55 5 ΛΟΥΤΡΟ. 0,99 6 ΔΙΑΔΡΟΜΟΣ. 0,575 ΓΡΑΦΕΙΟ. 0,7 7 JACUZZI 0,597 ΓΡΑΦΕΙΟ. 0,8 8 ΛΟΥΤΡΟ. 8 0,87 Μελ έτη Υπλvισμύ Θερμι κών Απωλειών
0. ΜΕΛΕΤΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΨΥΚΤΙΚΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ.. Εισαyωyή Η παρύσα μελέτη έγινε σύμφωνα με την μεθδλγία Carrier, ακλυθώντας επίσης τις δηγίες της 5/86 ΤΟΤΕΕ και χρησιμπιώντας και τα ακόλυθα βηθήματα : α. Recknagel -Sprenger, Taschenbuch fuer Heizung und Klimatechnik β. VDI Kuehlastregeln, VDI 078 γ. Carrier Handbook of Air Conditioning System Design δ. Αερισμός και Κλιματισμός Κ. Λέφα.. Παραδχές και καvόvες υπλγισμύ Ακλυθώντας πιστά την Carrier, τ ψυκτικό φρτί (ή θερμικό κέρδς) ενός χώρυ πρκύπτει από τ άθρισμα των φρτίων πυ φείλνται στις ακόλυθες αιτίες : Α. Εξωτερικί τίχι Qί = Κ Χ Α Χ Dιeί όπυ: - Qi: Τ φρτί κατά την ώρα ί ί: Οι ώρες της ημέρας - Κ: Θερμική αγωγιμότητα τίχυ Α: Τ εμβαδόν της επιφάνειας τυ τίχυ Dtei: Η ισδύναμη θερμκρασιακή διαφρά για την ώρα ί Η ισδύναμη θερμκρασιακή διαφρά παίρνεται από πίνακες ανάλγα με τ βάρς τυ τίχυ και τν πρσανατλισμό τυ. Οι τιμές τυ πίνακα διρθώννται σύμφωνα με συντελεστή διόρθωσης (υπλγίζεται από τν πίνακα σύμφωνα με την ημερήσια διακύμανση και τη διαφρά της εξωτερικής θερμκρασίας στις μμ τυ υπλγιζόμενυ μήνα από τη θερμκρασία χώρυ) και τ χρώμα τυ τίχυ. για σκύρ χρώμα: Dteί = (Dtem ί + D) Μελ έ τη Υnλvισμύ Ψυκτικών Φρτίων
για ενδιάμεσ χρώμα : Dteί = 0.78 Χ (Dtemί + D) + 0. Χ (Dtesί + D) για ανικτό χρώμα : Dteί = 0.55 Χ (Dtem ί + D) + 0.5 Χ (Dtes ί + D), όπυ: D: Ο συντελεστής διόρθωσης τίχων Ισδύναμη θερμκρασιακή διαφρά ανάλγα με τν πρσανατλισμό και τ βάρς, για τίχ εκτεθειμέν σε ήλι Dtes i: Ισδύναμη θερμκρασιακή διαφρά από πίνακα, ανάλγα με τ βάρς, για τίχ σκιασμέν (Βόρεις πρσανατλισμός) Αν τίχς είναι σκιασμένς, τότε τ σκιασμέν τμήμα τυ τίχυ υπλγίζεται με ισδύναμη θερμκρασιακή διαφρά (Dtes i +D) ενώ τ υπόλιπ τμήμα με την θερμκρασιακή διαφρά πυ αναφέρθηκε παραπάνω δηλαδή: Qί = (Κ Χ Dte ί Χ Re) + (Κ Χ CDtes ί + D) Χ Res), όπυ: - Re: Επιφάνεια εκτεθειμένη στν ήλι Re 5 : Σκιασμένη επιφάνεια Β. Ορφές Ο υπλγισμός των φρτίων από ρφές είναι αντίστιχς με τν υπλγισμό των εξωτερικών τίχων, χρησιμπιώντας διαφρετικό πίνακα ισδύναμων θερμκρασιακών διαφρών. Γ. Εσωτερικί τίχι Ο υπλγισμός των φρτίων από εσωτερικύς τίχυς πρκύπτει από τν πλλαπλασιασμό της θερμικής αγωγιμότητας τυ τίχυ με τ εμβαδόν της επιφάνειας τυ τίχυ και με την ισδύναμη διαφρά θερμκρασίας για κάθε ώρα. Qi = Κ χ Α χ Dιί όπυ: - Qi: Τ φρτί κατά την ώρα ί i: Οι ώρες της ημέρας 8πμ -6μμ Κ: Θερμική αγωγιμότητα τίχυ Α: Τ εμβαδόν της επιφάνειας τυ τίχυ Μελέτη Υτrλvισμύ Ψυκτικών Φρτίων
- Dti: Η ισδύναμη θερμκρασιακή διαφρά σε μη κλιματιζόμενυς χώρυς για την ώρα ί Δ. Δάπεδα Τα φρτία από τα δάπεδα υπλγίζνται από τν παρακάτω τύπ: Q = Κ χ Α χ Dι όπυ: Q: Τ υπλγιζόμεν φρτί Κ: Η θερμική αγωγιμότητα τυ δαπέδυ Α: Τ εμβαδόν της επιφάνειας τυ δαπέδυ Dt: Η διαφρά της θερμκρασίας τυ κλιματιζόμενυ χώρυ από τη θερμκρασία εδάφυς (θεωρείται σταθερή) Ε. Ανίγματα Τα φρτία από τα ανίγματα πρκύπτυν από τ άθρισμα των φρτίων από θερμική αγωγιμότητα και των φρτίων από ακτινβλία. Qί = Qkί + Qaί όπυ: Qi: Τ συνλικό φρτί από τα ανίγματα κατά την ώρα ί Qki: Τ φρτί λόγω θερμικής αγωγιμότητας κατά την ώρα ί Qii: Τ φρτί λόγω ακτινβλίας κατά την ώρα ί Τ φρτί λόγω θερμικής αγωγιμότητας (Qki) δίνεται από τν παρακάτω τύπ: Qkί = Κ χ Α χ Dιί όπυ: ί: Οι ώρες της ημέρας Κ: Η θερμική αγωγιμότητα τυ ανίγματς Α: Τ εμβαδόν της επιφάνειας τυ ανίγματς - Dιί: Η ισδύναμη θερμκρασιακή διαφρά για αγωγιμότητα ανιγμάτων κατά την ώρα ί. Ο υπλγισμός της ισδύναμης θερμκρασιακής διαφράς για αγωγιμότητα ανιγμάτων (Dιί) αναφέρεται αναλυτικά στα γενικά στιχεία της μελέτης. Τ φρτί λόγω ακτινβλίας πρκύπτει από τν πλλαπλασιασμό της επιφάνειας τυ ανίγματς με τ ηλιακό θερμικό κέρδς μέσα από κινό τζάμι διρθωμέν κατά τυς απαραίτητυς συντελεστές: Μελέτη Υπλvισμύ Ψυκτικών Φρτίων
χ ( + ( (9.5 -Tadp) χ O.~OS))) Χ ( + ( At Χ 0.007)) ( ( 0.005))) 00 Χ + (9.5 -Tadp) χ- - όπυ : ί: Οι ώρες της ημέρας 8πμ-6μμ Α: Τ εμβαδόv της επιφάvειας τυ αvίγματς Dί : Τ ηλιακό θερμικό κέρδς μέσα από κιvό τζάμι, για τv δθέvτα πρσαvατλισμό Desi: Τ ηλιακό θερμικό κέρδς μέσα από κιvό σκιασμέv τζάμι (βόρεις πρσαvατλισμός) ESouti: Ο συvτελεστής εξωτερικής σκίασης Esin: Ο συvλικός συvτελεστής για ηλιακό θερμικό κέρδς μέσα από τζάμια με ή χωρίς μηχαvισμό σκίασης Sl: Ο συvτελεστής αυτός εξαρτάται από τ πλαίσι τυ αvίγματς. Έχει τιμή για τζάμια με ξύλιv πλαίσι και.7 για τζάμια χωρίς πλαίσι ή μεταλλικό πλαίσι 5: Συvτελεστής πυ εξαρτάται από τηv ύπαρξη ή όχι μίχλης. Έχει τιμή για περιχή χωρίς μίχλη και τιμή 0.90 για περιχή με μίχλη At: Τ υψόμετρ στ πί βρίσκεται τ κτίρι Tadp: Η τιμή τυ σημείυ δρόσυ ΣΤ. Φρτία φωτισμύ Τα θερμικά κέρδη λόγω φωτισμύ υπλγίζvται από τv παρακάτω τύπ : Μελέτη Υπλγισμύ Ψυκτι κών Φρτίων
qtot = qc,θ+q-, θ = (qt.θ χ Cp) + Rp Χ (ro Χ qr,8 + rι Χ q -,θ- + + r Χ qr,θ-)όπυ: qt,e: %,e: qe: Lc: Ηc, θ qe χ : χ Ηc,θ qt,e χ Rρ Φρτί φωτισμύ ανά ώρα θ Συντελεστής φωτισμύ Ετερχρνισμός ανά ώρα θ Rρ, Cρ: Πσστό ακτινβλών και μετανωγικών θερμικών κερδών. r 0, r,... : Συντελεστές ακλυθίας ακτινβλίας Τα θερμικά κέρδη τυ πρηνύμενυ βήματς χωρίζνται σε δύ μέρη, τ ακτινβλών και τ μετανωνικό κμμάτι. Ο διαχωρισμός νίνεται με χρήση τυ ενδεικτικύ πίνακα της ASHRAE πυ ένα μέρς τυ φαίνεται και παρακάτω : 00 Εκπεμπόμεvη ηλιακή εvέργεια χωρίς εσωτερική σκίαση 6 7 Αvίγματα με εσωτερική σκίαση 6 7 Απρρφημέvη ηλιακή εvέργεια (από εξωτερική σκίαση) 00 Πρσαγωγή και απόρριψη αέρα 56 Άτμα καθισμέvα σε θέατρ. Πλύ ελαφρά εργασία 5 8 Εργασία γραφείυ, όρθιι, ελαφρά εργασία, περπάτημα. 88 Υπλγιστής 6 7 Οθόvη L. 78 Αντιγραφικό z. Vπλyισμός φρτίων ατόμων Τ θερμικό φρτί από τα άτμα διακρίνεται σε αισθητό και λανθάνν. Οι σχέσεις υπλνισμύ είναι ι παρακάτω: Qai = j ~ Σ F aj Χ Nji Qli = j ~ Σ Fj χ Νj ί όπυ: Μελέrη Υπλvισμύ Ψυκτι κών Φρτlων
5 Oai: Τ αισθητό φρτί από τα άτμα την ώρα ί Οιί: Τ λανθάνν φρτί από τα άτμα την ώρα ί j: Ο τύπς βαθμύ ενεργητικότητας των ατόμων σύμφωνα με τν πίνακα της Carrier. Faj: Τ αισθητό φρτί ενός ατόμυ βαθμύ ενεργητικότητας πυ εξαρτάται από την θερμκρασία ξηρύ βλβύ τυ χώρυ Flj: Τ λανθάνν φρτί ενός ατόμυ βαθμύ ενεργητικότητας j. Εξαρτάται από την θερμκρασία ξηρύ βλβύ τυ χώρυ Nji: Ο αριθμός των ατόμων βαθμύ ενεργητικότητας j πυ βρίσκνται στ χώρ κατά την ώρα ί Ειδικότερα, ανάλγα με τν βαθμό ενεργητικότητας και την εσωτε ρική θερμκρασία τυ κλιματιζόμενυ χώρυ, τα λανθάνντα και αισθητά φρτία λαμβάννται από τν ακόλυθ πίνακα: Kcal/h) ανάλγα f!e εσωτεrιι<ή ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΟΤΗΤ ΑΣ Τ=.5 Τ=.5 Τ= 5.5 Τ=6.5 Τ=7. 5 Α Λ Α Λ Α Λ Α Λ Α Λ Καθισμένι σε ακινησία 60 6 56 0 5 8 8 5 Καθισμένι σε ελαφρά εργασία 6 9 59 55 8 50 5 6 57 Καθισμένι, τρώγvτας 76 69 70 75 65 80 60 85 55 90 Δυλειά Γραφείυ 76 5 70 60 65 65 60 70 55 75 Ιπτάμενι ή περπατώντας αργά 90 70 8 77 77 8 7 89 65 95 Καθιστική εργασία (Εργστάσι) 00 98 9 05 86 79 9 7 5 Ελαφρά εργασία (Εργστάσι) Μέτρις Χρός 00 60 0 0 9 67 86 7 79 8 7 87 0 9 95 7 87 5 Βαριά εργασία (Εργστάσι) 65 0 5 5 6 7 8 Βαριά εργασία (Γυμναστήρι) 87 6 7 77 60 90 7 0 5 5 Μελέ τη Υnλvισμύ Ψυκτι κών Φρτίων