Toplotne Pumpe u Novom Sadu

  • Published on
    12-Jul-2015

  • View
    1.345

  • Download
    5

Embed Size (px)

Transcript

<p>Seminarski rad KORIENJE TOPLOTNIH PUMPI ZA ZAGREVANJE PORODINIH KUA U NOVOM SADU</p> <p>ula Taka, 1344</p> <p>Novi Sad, 2011. godine</p> <p>Korienje toplotnih pumpi za zagrevanje porodinih kua u Novom Sadu</p> <p>SADRAJ1. ...UVOD ................................................................................................................................ 3</p> <p>2. ...NOVI SAD ................................................................................................................................ 4 2.1. 2.2. 2.3. Gradske etvrti Novog Sada .................................................................................... 4 Geomorfologija terena Novog Sada ......................................................................... 5 Litoloke karakteristike aluvijalne ravni Dunava ....................................................... 5</p> <p>3. ...GEOTERMALNA ENERGIJA ................................................................................................... 6 4. ...TOPLOTNE PUMPE ................................................................................................................. 8 4.1. 4.1.1. 4.1.2. 4.2. 4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.3. Sistemi grejanja ....................................................................................................... 8 Monovalentni sistemi ............................................................................................... 8 Bivalentni sistemi ..................................................................................................... 9 Izvori toplote za toplotne pumpe ............................................................................ 11 Vazduh kao izvor toplote ........................................................................................ 11 Voda kao izvor toplote............................................................................................ 11 Zemlja kao izvor toplote ......................................................................................... 12 Princip rada toplotnih pumpi................................................................................... 14</p> <p>5. ...LOKACIJA PLANIRANE ZGRADE ........................................................................................ 15 6. ...PRORAUN TROKOVA POTRONJE ENERGIJE ............................................................. 16 7. ...KRATAK OSVRT NA EKONOMSKU ANALIZU UGRADNJE TOPLOTNE PUMPE ............... 19 8. ...ZAKLJUAK .......................................................................................................................... 20 LITERATURA .............................................................................................................................. 21</p> <p>2</p> <p>Korienje toplotnih pumpi za zagrevanje porodinih kua u Novom Sadu</p> <p>1.</p> <p>UVOD</p> <p>U dananjem svetu energija je sigurno jedna od najznaajnijih tema. Novine i sopisi svakodnevno piu o ceni energije, o dostupnosti iste kao i o energetskoj efiksnosti. Jedna od tema oko koje strunjaci dananjice najvie diskutuju je ona o globalnom zagrevanju zbog upotrebe fosilnih goriva, tj. emisije tetnih gasova. Posledice korienja fosilnih goriva jo nisu kristlno jsni, ali je i ta nedoumica pokrenula pitanje korienja iste energije, danas jo popularno nazvane alternativnom energijom. Sve vea sredstva se ulau u naine to efikasnijeg iskorienja obnovljivih izvora energije. Zahvaljujui tome, sve je vie tehnologija koje omoguuju pojedincu implementaciju iste na mikroplanu, u svojoj kui. Tehnologije koje koriste solarnu energiju, geotermalnu energiju, energiju vetra su na rukohvat svima koji se odlue za ovu opciju. Napretkom tehnologije sve vie se skrauje vreme isplativosti ugradnje solarnih panela ili toplotnih pumpi. Isto tako, alternativni izvori energije se nalaze svuda, kao u centru jednog velegrada nabijene zgradama, tako i na usamljenom salau daleko od naselja. Tema ovog rada je upotreba toplotnih pumpi u porodinim kuama na teritoriji Novog Sada u kombinaciji sa podnim grejanjem.</p> <p>3</p> <p>Korienje toplotnih pumpi za zagrevanje porodinih kua u Novom Sadu</p> <p>2.</p> <p>NOVI SAD</p> <p>Novi Sad se nalazi na 45200 severne geografske irine i 19510 istone geografske duine, u sredinjem delu autonomne pokrajine Vojvodine, na severu Srbije, na granici Bake i Srema. Grad lei na obalama reke Dunav, izmeu 1.252-og i 1.262-og kilometra renog toka. Na levoj obali Dunava se nalazi ravniarski deo grada (Baka), dok je na desnoj obali, na obroncima Fruke gore, smeten brdoviti deo grada (Srem). Nadmorska visina sa bake strane je od 72 do 80 m dok sa sremske strane ide do oko 250-350 metara. Kod Novog Sada se u Dunav (sa leve strane reke) uliva Mali baki kanal, koji je deo sistema kanala Dunav-Tisa-Dunav. Baki deo grada je smeten sa obe strane ovog kanala. Sa 15 prigradskih naselja, optinsko podruje grada Novog Sada obuhvata povrinu od 702,7 km, dok ue podruje Novog Sada sa Petrovaradinom i Sremskom Kamenicom zauzima povrinu od 129,4 km. Graevinski rejon grada obuhvata povrinu od 106,2 km. Optinsko podruje Grada Novog Sada okruuju optine Baki Petrovac, Vrbas, Temerin, abalj, Titel, Inija, Sremski Karlovci, Irig i Beoin, iji stanovnici, zajedno sa stanovnicima jo nekih optina junobakog okruga, gravitiraju Novom Sadu. Klima u Novom Sadu prelazi iz umereno kontinentalne u kontinentalnu, tako da grad ima sva etiri godinja doba. Preko jeseni i zime povremeno duva hladan vetar koava, koji obino traje od tri do sedam dana. Koava moe tokom zime da stvori nanose i smetove snega tokom vejavica i meava. Prosena temperatura vazduha u gradu je 10,9 C , srednja temperatura u januaru je 1 C, dok je u julu 21,6 C . Godinje padne proseno 578 mm padavina, a broj dana sa padavinama je 122. Zbog promene klime na globalnom (svetskom) nivou, poslednjih godina se na podruju Novog Sada poveala koliina padavina, to povremeno izaziva poplave u nekim delovima grada, budui da sadanji gradski kanalizacioni sistem nije projektovan za izmenjene klimatske uslove.</p> <p>2.1. </p> <p>Gradske etvrti Novog SadaAvijatiarsko naselje (porodine kue i stambene zgrade kolektivnog stanovanja) Adamovievo naselje (uglavnom porodine kue) Adice (uglavnom porodine kue) Banati (uglavnom stambene zgrade kolektivnog stanovanja) Veternika rampa (uglavnom porodine kue) Grbavica (porodine kue i stambene zgrade kolektivnog stanovanja) Detelinara (uglavnom stambene zgrade kolektivnog stanovanja) Industrijska zona sever-jug Sajlovo (uglavnom porodine kue) Kamenjar (uglavnom porodine kue) Klisa (uglavnom porodine kue) Veliki rit (uglavnom porodine kue) Vidovdansko naselje (uglavnom porodine kue) Gornje livade (uglavnom porodine kue) Mali Beograd (uglavnom porodine kue) Rimski anevi (uglavnom porodine kue) Slana bara (uglavnom porodine kue) Liman (1, 2, 3, 4) (uglavnom stambene zgrade kolektivnog stanovanja) Novo naselje (uglavnom stambene zgrade kolektivnog stanovanja) Podbara (uglavnom porodine kue) Radna zona sever 4 Ribarsko ostrvo (uglavnom porodine kue) Rotkvarija (itni trg) (porodine kue i stambene zgrade kolektivnog stanovanja) Sajmite (porodine kue i stambene zgrade kolektivnog stanovanja) 4</p> <p>Korienje toplotnih pumpi za zagrevanje porodinih kua u Novom Sadu</p> <p>Salajka (Slavija) (uglavnom porodine kue) Satelit (uglavnom stambene zgrade kolektivnog stanovanja) Stari grad (Centar) (porodine kue i poslovni prostori) Telep (uglavnom porodine kue)</p> <p>2.2.</p> <p>Geomorfologija terena Novog Sada</p> <p>Geomorfoloki teren pripd i Juno-bkoj (Vrosk) lesnoj tersi n uu knl Dunv-TisDunv u Dunv i luvijlnoj rvni Dunv. Morfoloki oblici su ili slbo izreni ili mskirni urbnizcijom. Mendri rzliite strosti nlze se u iroj istrivnoj oblst u luvijlnoj rvni Dunv. Njstriji imju velike ovlne lukove, koje presecaju mli mendri koji su skoro prlelni s tokom Dunv, i izrenu strukturu. Ribnjci su izgrene n njih. Osim mendri rzliite strosti, na rzliitim delovim oble, postoje formirana rena ostrv, ko to su Mkov sprud Sprud kod Beoin, Kmenik i Petrovrdinsk rena ostrv i Rtno ostrvo u blizini Novog Sd.</p> <p>2.3.</p> <p>Litoloke karakteristike aluvijalne ravni Dunava</p> <p>Dubine aluvijalnih sedimenata na nekim lokacijama u Novom Sadu, varirali su od 17 m do 38 m u zvisnosti od erozije Dunava i rzvoja renog korita, mrtvaja ili naslaga posle poplava. Reprezentativni profili litolokog sastava naslaga dobijeni su tokom hidrogeolokih istrivnj tokom poslednjih trideset godin u cilju pronalaenja izvorita za gradski sistem snabdevanja vodom. Istraivanja ukzuju n postojnje tri razliita hidrogeoloka ambijenta: izdan, vodonosni sloj i osnovni sloj. Vodonosni sloj ine sedimenti niske vodopropusnosti, debljine od 3 m do 6 m. Izdan je debljine 10 m do 20 m. Izdni su geoloke sredine koje su potpuno ili delimino zsiene slobodnim podzemnim vodm, koje se formirju infiltrcijom povrinskih vod ili vod nstlih od tmosferskih tlog. Formirju se iznd osnovnog i vodonosnog sloja koj usporv njihovo kretnje i omoguv kumulciju slobodnih podzemnih vod. Gornj grnic izdni, slobodni nivo izdni, je vrijbiln (kolebljiv) i zvisi od svojstv sten d kumulirju, odnosno d odju podzemne vode.</p> <p>5</p> <p>Korienje toplotnih pumpi za zagrevanje porodinih kua u Novom Sadu</p> <p>3.</p> <p>GEOTERMALNA ENERGIJA</p> <p>Geotermln energij je jedini potpuno obnovljivi izvor energije iz sme Zemlje. Koristi se z grejnje i hlenje zgrd, ko i za generisnje skromne koliine elektrine energije. Dobro dizjnirn geotermlni sistem je mod najbolji mogui ekoloki izvor energije. I mod njbolje od sveg, geotermln energij je sveprisutna, pouzdna, iz obnovljivih je i odrivih izvor, i rznovrstn po tome to se moe koristiti direktno z grejnje i hlaenje, ko i za generisnje elektrine energije. Vie od 70.000 put vie energije je n rspolgnju u gornjem sloju Zemljine kore od energije koja se potencijalno moe dobiti iz svih do sada otkrivenih rezervi fosilnih goriv. k i pristupnje malom delu te energije oslobodilo bi oveanstvo od zavisnosti od fosilnih goriva. I svki novi geotermlni izvor, umanjuje problem zgenj. Toplotna energija u Zemljinoj kori nastaje na dva mogua naina: Povrinski sloj omotaa Zemlje zagreva sunce (moe se rei, da je to u stvari uskladitena solarna energija)</p> <p>odbijeno od atmosfere 6% odbijeno od oblaka 20% dolazea suneve energije 100%</p> <p>odbijeno od Zemljine povrine 4% odbijeno u svemir od oblaka i atmosfere absorbovano u atmosferi 16%</p> <p>64 %</p> <p>6%</p> <p>toplota odbijena direktno u svemir</p> <p>absorbovano oblaka 3%</p> <p>od toplota absorbovana u atmosferi 15% toplota odneena u oblake i atmosferu vodenom parom 23%</p> <p>toplota odnoena vazduhom 7%</p> <p>toplota absorbovana u zemlji 51%</p> <p>Slika 1. Energetski bilans Zemlje Toplotna energija u dubljim slojevima Zemljine kore je toplota koja se stvara pri polaganim raspadanjem radioaktivnih elemenata, hemijskim reakcijama ili trenjem pri kretanju tektonskih masa.</p> <p>6</p> <p>Korienje toplotnih pumpi za zagrevanje porodinih kua u Novom Sadu</p> <p>TEMPERATURA ZEMLJINE KORE TEMPERATURA U C DUBINA U KM 2000 4000 5000 4000 6000</p> <p>Slika 2. Temperatura Zemljine kore</p> <p>7</p> <p>Korienje toplotnih pumpi za zagrevanje porodinih kua u Novom Sadu</p> <p>4.</p> <p>TOPLOTNE PUMPE</p> <p>Toplotna pumpa je rashladni ureaj koji od okoline oduzima toplotu i odaje istu na viim temperaturama u sistemu za grejanje. Uz pomo toplotne pumpe mogue je da se uloenim radom u krunom procesu oduzme toplota od okoline da bi se ista zatim na viem temperaturnom nivou koristila za grejanje pri emu je koliina toplote mnogostruko vea od toplotnog ekvivalenta utroenog rada tj. elektrine energije. Primera radi, 1kw uloene elektrine energije dobija se 4kw toplotne energije, a u nekim sluajevima i vie, odnosno, za zagrevanje stambenog prostora od 100 m2 sa toplotnom pumpom potrebno je 2kw elektrine energije. Ovakav vid grejanja se upotrebljava vie decenija u svetu. Jedna od prvih toplotnih pumpi na svetu instalirana je u Tokiju 1932. godine. Gradska kua u Cirihu se od 1938. godine greje toplotnom pumpom. A danas milioni toplotnih pumpi zagrevaju stanove i kue irom zapadne Evrope, Kanade i SAD-a. Od svih alternativnih grejanja najveu perspektivu imaju toplotne pumpe. Toplotna pumpa je jedini ureaj kojim je ovek nadmudrio prirodu, da dobije vie nego to ulae. Vlade zemalja Evropske unije zagovaraju korienje alternativnih i obnovljivih izvora energije (u koje primarno mesto zauzimaju toplotne pumpe) iz sledeih razloga: Velika uteda energije. Zatita ovekove okoline. Energetska nezavisnost u odnosu na druge uvozne energente npr. gas i nafta. Iskljuena mogunost od poara Mogunosti primene toplotne pumpe za zagrevanje stambenih objekata Toplota koja se dobija pomou toplotne pumpe a koristi se za zagrevanje stambenih objekata moe da bude u sledeim izvedbama: Podno grejanje Zidno grejanje Ventilator konvektor (fen coil) Radijatorsko grejanje Kanalni sistemi Zagrevanje sanitarne vode</p> <p>4.1.</p> <p>Sistemi grejanja</p> <p>Toplotna pumpa se za grejanje stambenih objekata moe primeniti u dva osnovna sistema grejanja. Monovalentni sistem Bivalentni sistem</p> <p>4.1.1. Monovalentni sistemiSistem grejanja ostvaruje se iskljuivo toplotnom pumpom. Tokom cele grejne sezone koristi se toplotna pumpa nezavisno od spoljnih uslova. Osnovna karakteristika monovalentnih sistema sa toplotnom pumpom je da su niskotemperaturni sistemi. Veliina toplotne pumpe ispunjava 100% potreba za grejanjem tokom najhladnijeg dana u godini. Ovo reenje se predlae za kue u kojima se troi malo struje i za umerene klimatske uslove gde nema otrih zima. Trokovi ulaganja mogu biti vei, ali je potronja energije najnia od svih sistema.</p> <p>8</p> <p>Korienje toplotnih pumpi za zagrevanje porodinih kua u Novom Sadu</p> <p>Slika 3. Monovalentni sistem - toplotna pumpa zadovoljava 100% potranje za toplotom</p> <p>4.1.2. Bivalentni sistemi</p> <p>Bivalentni sistemi kombinuju dva odvojena izvora toplote, toplotnu pumpu i bojler na fosilno gorivo. Postoje dva tipa bivalentnog sistema: serijski povezan6 i paralelno povezan. Veliina serijski povezanog bojlera je takva da pokriva samo maksimalne kapacitete, dok kod paralelne konfiguracije veliina pokriva ceo kapacitet za vreme najhladnijeg dana u godini. Paralelna bivalentna konfiguracija se preporuuje tamo gde postoji sistem grejanja. Bivalentni sistem grejanja omoguava dobijanje vee temperature vode u razvodnom sistemu, a time i primenu visoko temperaturnog radijatornog grejanja. Visoku temperaturu vode u razvodnom sistemu obezbeuje toplotni izvor sa fosilnim gorivom. Kod primarne toplotne pumpe u bivalentnom sistemu grejanja mogue su sledee varijante. Bivalentno-alternativni sistem grejanja Bivalentno-paralelni sistem grejanja</p> <p>Kod bivalentno-alternativnih sistema istovremeno radi samo jedan sistem grejanja (ili toplotna pumpa ili bojler), dok u bivalentno-paralelnih sistemima grejanja toplotna pumpa stalno radi a u sluaju potrebe ukljuuje se i drugi izvor grejanja (bojler).</p> <p>9</p> <p>Korienje toplotnih pumpi za zagrevanje porodinih kua u Novom Sadu</p> <p>Slika 4. Bivalentni alternativni sistem sa toplotnom pumpom i bojlerom</p> <p>Slika 5. Bivalentni paralelni sistem sa toplotnom pumpom i bojlerom</p> <p>10</p> <p>Korienj...</p>