Toplotne izgube objekta in moč ogrevalne naprave

[grega09]

Pred kratkim sem zaradi gradnje in zanimanja kako se to počne izračunal toplotne izgube svojega objekta.
S pomočjo literature in tehničnih podatkov materialov in njihovih toplotnih prevodnosti sem določil koeficiente toplotnih prehodnosti za posamezne dele ovoja stavbe. Preko površin ovoja in projektne temperature sem potem določil transmisijske izgube. Nekako sem preko volumenske izmenjave zraka ocenil ventilacijske izgube in ocenil notranje dobitke.

Prišel sem do številke 8,1 kW. Objekt ima cca 200 m2 neto bivalne površine. Z enim ogrevalnim virom bom ogreval objekt preko talnega ogrevanja in sanitrano vodo 300 L.

Imam velik vir podtalne vode, ki je celo leto maksimalno 3m pod nivojem tal. Pretok vira je bil testiran. Prav tako je izvedena ponikovalna vrtina.
Glede na to, da se bom na podlagi te številke odločal za moč ogrevalne naprave, ki je v mojem primeru toplotna črpalka voda-voda, bi rad razčistil nekaj stvari, ki me motijo. Mogoče se kdo na forumu ukvarja z gradbeno fiziko in mi bo znal detajle bolj praktično predstaviti. Nekako imam občutek, da so pri nas toplotne črpalke v večini primerov predimenzionirane.

Pomemben faktor pri izračunu moči ogrevalnega vira je projektna temperatura, ki je v mojem primeru -13°C (neka številka, ki jo pač prepišeš iz tabel). Uporabljena notranja temperatura objekta je 22°C. Tako pridemo do temperaturne razlike 35 K. Občutek imam, da je -13°C malo preveč. Sicer nimam neke močne osnove kakšna temperatura bi bila prava, ocenjujem pa, da bi bilo -5°C več kot dovolj.
Prva opcija je šibkejša toplotna črpalka in za tistih nekaj dni, ko se temperature gibljejo okrog tistih minimumov, sem mnenja, da je bolje zakuriti ogenj v kaminu, ki ga nameravam tako ali tako uporabljati.
Druga opcija je tudi šibkejša toplotna črpalka, ki ima vgrajen električni grelec za potrebe pokrivanja teh maksimumov izgub. V tistih nekaj dneh, ko se to zgodi, se pač vklopi električni grelec, ki pomaga pri ogrevanju.

Pred tem razmišljanjem sem se bolj nagibal k 10 kW toplotni črpalki, zdaj pa bi imel raje manj, in sicer max. 8 kW, ki pomeni cenejšo investicijo, možno, da zavzame manj prostora, potopna črpalka je lahko šibkejša, itd.

Druga stvar, ki mi je zanimva je ocena letne porabe energije, kjer preko izgub objekta in temperaturnega primankljaja določiš letno porabo energije. Temperaturni primakljaj zelo niha in sicer se s tem nisem preveč ukvarjal, ker poraba bo kakršna pač bo, je pa zanimiva ocena. Bolj prav pride pri oceni izgub objekta na podlagi porabe trenutnega ogrevalnega sistema.

Napisal sem dovolj za zdaj. Zanima me pa, če ima kdo kaj izkušenj s tem kako igranje s številko projektne temperature v praksi vpliva na določitev moči ogrevalnega sistema?

[grega09]

Vidim, da sem malo preveč "nabluzil" v prejšnjem prispevku.

No, mogoče ena zanimiva stvar, ki sem jo uspel izvedeti. Slučajno imam pri znancu dostop do podatkov temperatur za zadnjih 7 let v minutnih intervalih za mojo lokacijo. Projektna temperatura za mojo lokacijo je -13°C.

Hiter izpis in nekaj malega obdelave podatkov je pokazalo, da je bilo v zadnjih 7 letih:
- 189 dni, kjer je bila temperatura manj od -5°C. Povprečno je to cca. 27 dni na leto.
- 60 dni, kjer je bila temperatura manj od -10°C. Povprečno je to cca. 9 dni na leto.
- 23 dni, kjer je bila temperatura manj od -13°C. Povprečno je to cca. 3 dni na leto.
- 11 dni, kjer je bila temperatura manj od -5°C. Povprečno je to cca. 2 dni na leto.
- 0 dni, kjer je bila temperatura manj od -20°C.

Projektna temperatura je res kar dober pokazatelj nekih povprečnih minimalnih temperatur. Kolikor pač lahko sklepam iz teh sedmih let.

Malo sem brskal po literaturi in spletu in sem opazil, da je v tujini kar redna praksa izbira TČ nižje moči in kritje maksimalnih izgub z elektro grelci, ki so vgrajeni v TČ in ji pomagajo za teh nekaj dni na leto pokrivati te maximalne izgube.

[Žerjavar]

Projektna temperatura je tista, za katero je teoretično treba zagotoviti vir toplote za ogrevanje prostorov. Tistih nekaj ur, kake 3 dni po vrsti, ko so dejanske temperature nižje od projektne pa je treba potrpeti z nekoliko nižjo notranjo temperaturo. Individualni investitor ki je hkrati tudi uporabnik pa se lahko odloči za drugačno projektno temperaturo.

Tvoje mnenje, da se vzame TČ manjše moči ter se dogreva z el.grelci je znana. Nisem se nikdar igral z ekonomskim računom, ali si s prihrankom investicije pokril višjo ceno toplotne energije za čas življenske dobe TČ. Če se boš s tem ukvarjal, pa povej rezultat. Danes so moderni kamini, ki brez problema lahko v takih primerih nadomeščajo primanjkljaj toplote z ogrevanjem okoliškega zraka ali ogrevalne vode.

Če pomisliš, da je v prehodnem obdobju (jesen, pomlad) dnevna potreba po toplotni energiji tudi 8 krat manjša od projektne, je pametna odločitev, da se TČ doda še zalogovnik toplote. Mislim, da za prehodno obdobje TČ ni možno toliko znižati moči, da bi stalno delovala. Vsaka prekinitev delovanja zmanjša izkoristek (dnevni povpreček COP). Zalogovnik ti zmanjša število vklopov TČ.

Si se morda že poglobil v račun potrebne velikosti zalogovnika, glede na željeni čas vzdrževanja temperature prostorov, brez da bi vir toplotne energije deloval?

[grega09]

Glede zalogovnika imam deljena mnenja. Tudi s strani strokovnjakov sem dobil podatke, da je nujno potreben, s strani drugih pa, da ga sploh ne rabim, ker isto funkcijo opravlja sistem talnega gretja, ki deluje kot zalogovnik toplote.
Če bo le možno, bi se mu raje izognil, ker bom imel probleme s prostorom. Nisem se pa še spuščal v preračune in ocene.
Električne grelce vidim jaz praktične še z drugih vidikov, ne samo z ekonomskih. V primeru, da se pokvari kompresor toplotne črpalke oz. karkoli v grelnem krogu in čakaš na servis, imaš možnost ogrevanja preko grelcev, ki so v toplotni črpalki. Druga praktično uporabo vidim pa v hitrejšem ogrevanju objekta, če uporabnik dlje časa ni bil prisoten in se je objekt ohladil in ga bo preko talnega gretja težko hitro ogreti. V tem primeru pride prav seveda tudi kamin.

[Žerjavar]

Glede zalogovnika imam deljena mnenja. Tudi s strani strokovnjakov sem dobil podatke, da je nujno potreben, s strani drugih pa, da ga sploh ne rabim, ker isto funkcijo opravlja sistem talnega gretja, ki deluje kot zalogovnik toplote.

Zalogovnik je aktualen morda zadnjih 20 let. Centralno ogrevanje s toplo vodo je v uporabi že preko 80 let brez zalogovnika. Torej zalogovnik ni nujno potreben. Ima pa nekaj pozitivnih učinkov, kateri so lahko za nekatere nujno potrebni. Poudarja se predvsem:
- varnost, da se kotel ne pregreje in izpusti varnostni ventil, če zmanjka elektrike in obtočna črpalka neha delati, v kurišču pa je še precej kuriva (velja za trda kuriva).
- zaloga toplote, ki vzdržuje temperaturo prostorov tudi, ko ne proizvajamo nove toplote. To je aktualno pri drvah, katerih ponoči in med šihtom ne dolagamo ali pa pri peletih in TČ, da z daljšimi prekinitvami kurjenja zmanjšamo število vklopov.

Sistem talnega ogrevanja (dejansko ogrevanje masivnega estriha) ima lahko vlogo zalogovnika, vendar le v primeru, če se dovod tople vode vanj preneha in nas ne moti nižanje temperature zraka v prostoru. Enako lahko vlogo zalogovnika prevzamejo tudi masivni, zunaj izolirani, zunanji zidovi.
Hiter približni račun: Predpostavim, da v zalogovniku lahko niha temperatura vode za 25°C. Če dovolimo, da se po prenehanju dovoda tople vode v talno (radiatorje, ...) zrak prostora ohladi do 2°C, nam
- 13 ton betonskih estrihov s talnim ogrevanjem nadomešča 180 l vode v zalogovniku
- 100 t opečnatih izoliranih zunanjih zidov nadomešča 800 l vode.

[grega09]

Se strinjam z vsem, kar si napisal, vendar ko pravim bo verjetno problem s prostorom. Je pa res, da peči na drva ne planiram, tudi na objektu sem prisoten večino časa.
Še en članek, ki sem ga našel na to temo: http://www.atlas-trading.si/strokovni-clanki/toplotna-crpalka-in-hranilnik-toplote-kdaj-in-zakaj
Nisem še pa uspel najti podatka iz izvedenih sistemov, kakšni so izkustveni volumni zalogovnikov za TČ voda - voda. Pri pečeh na drva je to ponavadi kar med 1000 in 2000 L, kolikor vem.

[Žerjavar]

Nisem še pa uspel najti podatka iz izvedenih sistemov, kakšni so izkustveni volumni zalogovnikov za TČ voda - voda.

Zakaj pa iskustveni volumni? Vsak, ki je k TČ vgradil zalogovnik, bo zagovarjal, da je njegov volumen primeren. Pa še prav ima, saj zalogovnik katerega koli volumna zmanjša število vklopov (glavni namen zalogovnika).

Si se morda že poglobil v račun potrebne velikosti zalogovnika, glede na željeni čas vzdrževanja temperature prostorov, brez da bi vir toplotne energije deloval?

Ob postavitvi tega vprašanja sem ti dal vedeti, da se potrebna velikost zalogovnika izračuna glede na želje.
Če se sprijazniš z možnostjo, da temperatura prostora niha za kako stopinjo ali dve, pa običajno za želeno število vklopov TČ že zadostuje akumulacija estriha in zalogovnik ni potreben. Seveda moraš v avtomatiko delovanja vključiti potrebno histerezo sobnega termostata.

[grega09]

Zato ker imam prakso, da pri stvareh, ki so že dokaj v uporabi, preverim tudi kakšne izvedbe so že narejene v praksi in si tako lahko pomagam pri izračunih. Veliko dam na teorijo, s praktično izvedenimi zadevami pa to teorijo lažje potrdiš in potem zadeve lažje zapelješ v pravo smer oz. tja kamor rabiš.
Bom malo preveril, kar si predlagal. Hvala za nasvet, ga cenim.

[igorb]

praktično,če ti kaj pomaga,imam hišo 170m²,cca 2/3 tlaka parket ostalo keramika,izolacija 15 cm stiroporja,hiša je narejena iz stiropornih zidakov,prevodnost zid če se prav spomnim po katalogu 0,15W/m-k, ravna streha,gramoz na strehi 15cm in 15 cm stiroporja,notranji zidi opeka,hiša je na primorskem,na burji,fasada ima površino 240 m² 60m²steklenih površin plastična okna 3rojni termopan,sončna lega,višina prostorov 280cm,ogrevam z 6kw toplotno črpalko voda zrak majhen zalogovnik 200l,max nastavljena temperatura vode 40 stopinj celzija,v hiši je v največji burji takrat je zunaj cca 3-4 stopinje vedno vsaj 21 stopinj,včasih zakurimo kamin bolj zaradi ambienta,takrat pride takoj 25 stopinj,stroški so v mesecih ko ne ogrevam cca 80€ za elektriko v mesecih ko ogrevam cca 100€
v hiši nimamo plina ampak tudi kuhamo na elektriko,stroški popravil toplotne črpalke v 5 letih 80€ crknil ventilator in 100€ nekakšna elektronika,največji problem je čakanje mojstra za popravilo ker crkne tedaj,ko imajo vsi delo in če ni prav njegova in ni v garanciji in.......... mu moraš točno opisat napako,zato svetujem nakup pri nekom ki je blizu in ima hiter odzivni čas.sicer so mi svetovali ob gradnji svašta,pelete,plin,zalogovnik,ker nisem imel denarja sem tako naredil in funkcionira,sicer sem bil precej skeptičen ampak dela

[grega09]

Hvala za odgovor. Sem tudi jaz že zasledil, da je lahko problem s čakanjem na popravilo - verjetno ne samo pri TČ. Zato pa je zame kamin oz. nekaj kar lahko zakuriš brez problemov, nuja. Marsikaj sicer uredim sam, danes pri teh sistemih je to vedno težje - najprej je upoštevanje garancije, velikokrat pa crkne kakšna elektronika, kjer pa je treba potem zamenjati seveda celo vezje in izstaviti dober račun.

Spomnil sem se, da sem pred kratkim naletel na izvedbe zalogovnikov, ki za medij uporabljajo parafin, kjer lahko zaradi fizikalnih lastnosti zmanjšamo velikost zalogovnika. Nisem še uspel raziskati in ne vem kakšne so druge tehnične omejitve in cena. Vem, da je treba zaradi izkoriščanja talilne toplote treba izbrati pravi parafin, ki ima tališče pri pravih temperaturah, ki se v sistemu pojavljajo.
Ko se tako pogovarjamo o izvedbi z zalogovnikom, potem razmišljam, kako bi najlažje to izvedel, ker za nekaj velikega res nimam prostora:
1) Majhen dodatni zalogovnik, ki ima kot medij parafin.
2) Zalogovnik, ki ima v sredini vgrajen hranilnik sanitarne vode. Mogoče bi bila zanimiva izvedba zalogovnika, ki ima v sredini vgrajen hranilnik, ki je oblit s parafinom.
3) Bolj enostaven majhen zalogovnik z vodo.
4) Najbolj enostavno brez zalogovnika. Hiša je masivna, kalsična gradnja in je sposobna dobrih akumulacij.

[igorb]

pri meni potrebuje talno gretje cca 4 ure da prebije oz kot pravijo mojstri da so ploščice tople mislim da potrebuješ zalogovnik,nekje moraš greti tudi sanitarno vodo,moj zalogovnik ima 3 spirale,toplotna,sanitarna in eden je prost za sončno,ker so notranji zidi opečnati dobro akumulirajo toploto,res je da se na koncu vse ustavi na histerezi sobnega termostata,mestu kjer je montiran termostat, in občutku toplo mrzlo ker če je zunaj mraz se vsem zdi da je tudi notri mraz,če vidijo goreče poleno se vsem zdi toplo.

[grega09]

Ja seveda, kot sem že rekel, je zalogovnik za toplo sanitarno vodo planiran in bo ogrevan preko TČ. Zdaj samo postavljam na mizo opcije združitve z zalogovnikom toplote za talno gretje. Glede na to, da danes ogrevalni sistemi zavzemajo vedno manj prostora nisem planiral strojnice tako velike, ker mi je škoda koristnega prostora v hiši in so bile druge omejitve glede velikosti objekta.
Marsikje danes v manjših objektih imaš TČ zraven pralnega stroja (hočem povedati, da ni več namenskih strojnic oz. "kurilnic") in to je vse prostora kar rabiš, da sistem deluje. Je res, da je potem pametno vzeti TČ z vgrajenim zalogovnikom sanitarne vode, da je zadeva še toliko bolj kompaktna.