Energetski efikasni sistemi za grejanje, ventilaciju i klimatizaciju sa termokompresijom i termalnim skladištenjem

Apstrakt

U ovom radu je predstavljen koncept toplotnog sistema za grejanje, ventilaciju, klimatizaciju i hlađenje objekata (HVAC) koji se sastoji od kompresorske toplotne pumpe/mašine za hlađenje i jedinice za skladištenje toplote. Toplotna pumpa/mašina za hlađenje se koristi za proizvodnju energije tokom cele godine - zimi za grejanje, a leti za hlađenje. Novoizgrađenih objekti imaju visoku energtsku efikasnost i karakteristični su po tome što je projektni kapacitet postrojenja u režimu grejanja sličan projektovanom kapacitetu postrojenja u režimu hlađenja, što u kombinaciji sa termoakumulacionom jedinicom čini ove sisteme ekonomski isplativijim. Toplotna pumpa, kao generator jeftine energije, koristi se za pokrivanje baznog toplotnog opterećenja, a vrhovi se pokrivaju vršnim generatorom toplote. Delujući kao bazni generator toplote, toplotna pumpa sa znatno manjim kapacitetom od projektovanog, pokriti će veliki deo potrebne energije, s obzirom na karakteristike klime centralnog Balkana (izrazito niske temperature u relativno kratkom periodu). Uvođenjem termoakumulacionog uređaja (skladištenje toplote i hlađenja) postižu se značajne prednosti, kao što su smanjeni projektni kapacitet toplotnog sistema, manja količina utrošene električne energije, efikasni režimi rada i dr. Rad generatora toplote/hladnoće u noćne sate, kada je cena struje upola niža nego tokom dana utiče ne samo na račune za struju, već i dovodi do visokih COP-a toplotne pumpe / rashladne mašine. Toplotne karakteristike zgrada analizirane su prema standardnim kriterijumima energetske efikasnosti. Analize se rade prema tehno-ekonomskim kriterijumima, pri čemu je zbir investicionih troškova (cena sistema) i operativnih troškova (potrošnja energije, održavanje i sl.) minimalan. Prikazane su toplotne karakteristike HVAC sistema sa termoakumulacijom u letnjem i zimskom režimu u administrativnoj zgradi u Skoplju. Prikazani su i razmotreni dijagrami ukupne potrošnje energije za hlađenje HVAC sistema u letnjem režimu sa i bez termoakumulacije.