TOPLOTNA PUMPA I NJENA PRIMENA. Dr Milorad Bojic, red. prof Mašinski fakultet u Kragujevcu Univerzitet u Kragujevcu

TOPLOTNA PUMPA I NJENA PRIMENA Dr Milorad Bojic, red. prof Mašinski fakultet u Kragujevcu Univerzitet u Kragujevcu

TOPLOTNA PUMPA I NJENA PRIMENA 1.UVOD, ZAŠTO, ŠTA?? 2. ŠTA JE TO TOPLOTNA PUMPA? (15 min) 3. KAKO JE MOGUĆE PRIMENITI TOPLOTNU PUMPU? (15 min) 4. KAKO IZGLEDA I KOJA JE FUNKCIJA DEMONSTRATORA ZA STUDENTE UČILA FINANSIRANOG OD ASHRAE-a(30 min) 5. EKONOMIJA PRIMENE (15 min) 6. Šta je to ASHRAE? (15 min) 7.Centar za Grejanje, klimatizaciju i Solarnu energiju (15 min)

1. UVOD-ZAŠTO?? U budućnosti korišćenje fosilnih goriva je pod znakom pitanja. Rezerve fosilnih goriva su ograničene, i njihova upotreba dovodi do lokalnog (SO2 i NOx) i globalnog zagadjenja (CO2) i zagrevanja planete i klimatskih promena.

1. UVOD- ŠTA URADITI?? Zadovoljiti narastajuće energetske potrebe bez korišćenja fosilnih goriva. Koristiti obnovljive energetske izvore kao što su solarna energija i energija akumulirana u tlu (geotermalna energija).

2. TOPLOTNE PUMPE i II-gi ZAKON TERMODINAMIKE? Toplota se sa medijuma na višoj temperaturi na medijum na nižoj temperaturi prebacuje spontano. II Zakon Termodinamike Toplota se sa medijuma na nižoj temperaturi na medijum na višoj temperaturi prebacuje prinudno. II Zakon Termodinamike

2. ŠTA JE ISTO U FUNKCIONISANJU TOPLOTNE PUMPE I FRIŽIDERA? Uredjaji za prinudno prebacivanje toplote sa medijuma na nižoj na medijum na višoj temperaturi su Toplotna pumpa i Frižider. Pri tome se troši energija (elektro energija ili toplota).

2. KOJA JE RAZLIKA IZMEDJU TOPLOTNE PUMPE I FRIŽIDERA Cilj rada Toplotne pumpe jeste grejanje. Toplota se ubacuje u medijum na višoj temperaturi koji greje. Toplota se uzima iz medijuma na nižoj temperaturi (vazduh, voda). Cilj rada Frižidera, klimatizera jeste hladjenje. Toplota se izbacuje iz prostora frižidera. Toplota se ubacuje u medijum na višoj temperaturi-vazduh.

2. Opis rada kompresorske toplotne pumpe Kompresorske troše struju za transport toplote. Animacija rada toplotne p Animacija rada toplotne p

2. Opis rada absorpcione toplotne pumpe Absorpcione toplotne pumpe apsorpcione troše toplotu (vodene pare, toplih dimnih gasova) za transport toplote Animacija rada apsor.

1. ŠTA JE TO TOPLOTNA PUMPA? Pitanja i odgovori!!??

3. Neki primeri primene u svetu 1. Grejanje i hladjenje pomoću toplotne pumpe sa izvorom toplote iz zemlje 2. Grejanje i hladjenje pomoću toplotne pumpe sa izvorom toplote iz vazduha

3. Neki primeri primene u svetu Grejanje i hladjenje pomoću toplotne pumpe sa izvorom toplote iz zemlje Video zapis

3. Neki primeri primene u svetu Grejanje i hladjenje pomoću toplotne pumpe sa izvorom toplote iz vazduha Altherma iz Daikina (video zapis)

3. KAKO JE MOGUĆE PRIMENITI TOPLOTNU PUMPU? Pitanja i odgovori!!??

4. TOPLOTNA PUMPA STUDENTSKO UČILO FINANSIRANO OD ASHRAE-a 1. IZGLED 2. HIDRAULIČNA SHEMA 3. ELEMENTI 4.KORIŠĆENJE SOLARNE ENERGIJE 5.KORIŠĆENJE VODOVODSKE VODE

Hidraulična shema demonstratora

Demonstraciona instalacija -glavni deo

Demonstraciona instalacija

Instalacija Solarnih hibridnih kolektora

3. KAKO IZGLEDA DEMONSTRATOR ZA STUDENTE I KOJA JE NJEGOVAFUNKCIJA? Pitanja i odgovori!!??

Toplotna pumpasrce demonstratora (1) Freon R22: T isparavanja ti=5 0 C na Pi=5.85 bar, T kondenzacije tc= 32 0 C na Pc=12.55 bar, (3) Snaga grejanja je 3.78kW kada je tc=55 0 C, ti=5 0 C, (4)Snaga kompres.=0.98kw(220v,50hz) (5) Broj uključenja kompresora je 6/h, (6) Primarna voda: Nominalni protok je 0.72m3/h na tw=12 0 C, Minimalna temperatura t wmin=10 0 C i minimalni protok 0.28m3/h, maksimalna temperatura 35 0 C t wmax 40 0 C i maximalni protok je 0.15 m3/h za t wmax, (7) Voda u sekundaru: Protok 0.65 m3/h, maksimalna temperatura 50 0 C, i nominalni pad pritska 30kPa.

Koeficijent grejanja toplotne pumpe 6 5 y = 0.0757x + 2.6246 R 2 = 0.9966 Koeficijent grejanja 4 3 2 1 t up =Temperatura u Solarnom bojleru,(koristi se voda iz solarnog bojlera) t up =Ulazna temperatura vodovodske vode (koristi se voda direktno iz vodovoda) 0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 Ulazna temperatura vode u primaru, t up, 0 C

Rezervoar za zagrejanu vodu

Radijator koji se zagreva pomoću sekundarne vode Radijator za grejanje prostorije je 1. od aluminijuma, 2. ima 4 rebra 3. visinu od 600mm.

Podno grejanje na sekundarnu vodu 1. Cev spoljnjeg prečnika od 14mm i dužine od 4m, savijena u petlju i postavljena na Al foliju preko koje se toplota distribuira u prostor. 2. Materijal cevi je poprečno povezan polietilen umrežen sa Al žicom. 3. Folija se postavlja na podlogu od stiropora (2 x 0.5 m) koja sprečava da se toplota prenosi dole prema zemlji.

Sanitarna voda pomoću sekundarne vode 1. Bojler za zagrevanje potrošne vode je od 10 litara. 2. Unutar bojlera se nalazi razmenjivač toplote koji zagreva sanitarnu vodu preko bakarnih spiralnih cevi.

Fen-koil koji se hladi pomoću primarne vode 1. U kalorifer, vazduh koji se hladi ulazi na 26 0 C pa se hladi do oko 14 0 C pomoću ohladjene vode primara. 2. Ohladjeni vazduh se ubacuje u prostoriju pomoću centrifugalnog ventilatora. 3. Kalorifer radi samo kada instalacija koristi vodovodsku vodu u primaru.

3. KAKO IZGLEDA DEMONSTRATOR ZA STUDENTE I KOJA JE NJEGOVAFUNKCIJA? Pitanja i odgovori!!??

Korišćenje Solarne energije (zimi) hidraulična šema 14 TANK FOR DOMESTIC HOT WATER 15 FLOW METER 12 13 14 1 HYDRAULIC SCHEMA 9 10 2 6 Tp' 4 7 Ts' 5 Tp" 3 15 8 5

Korišćenje Solarne energije(zimi) energijska šema Qs 3,5P COP=(Qs)/P 3,5

Korišćenje Solarne energije(leti) energijska šema 14 TANK FOR DOMESTIC HOT WATER 15 FLOW METER 12 13 14 1 HYDRAULIC SCHEMA 9 10 2 6 Tp' 4 7 Ts' 5 Tp" 3 15 8 5

Korišćenje Solarne energije (leti) energijska šema Qs 5P COP=(Qs)/P 5

FUNKCIJA DEMONSTRATORA KOJI KORISTI SOLARNU ENERGIJU. Pitanja i odgovori!!??

Korišćenje entalpije vodovodske vode (zimi) hidraulična shema 13 12 HYDRAULIC SCHEMA 9 10 14 3. TANK FOR PRYMARY WATER 4. CIRCULATION PUMP OF PRYMARY WATER 5. MANUAL REGULATION VALVE 6. HEAT PUMP 7. BUFER TANK FOR SECONDARY WATER 8. CIRCULATION PUMP OF SECONDARY WATER 9. EXPANSION TANK 10. SECUEITY VALVE 11 FAN COIL (Cooling) 12 HEATING RADIATOR 13 MINI SYSTEM FOR FLOOR HEATING 14 TANK FOR DOMESTIC HOT WATER 15 FLOW METER Tp' 6 4 3 7 11 Ts' 5 8 Tp" 5 15 15 Ts''' Ts"

Korišćenje entalpije vodovodske vode (zimi) energetska shema Qs=3P COP=(Qs)/P 3

Korišćenje entalpije vodovodske vode(leti) hidraulična shema 13 12 HYDRAULIC SCHEMA 9 10 14 3. TANK FOR PRYMARY WATER 4. CIRCULATION PUMP OF PRYMARY WATER 5. MANUAL REGULATION VALVE 6. HEAT PUMP 7. BUFER TANK FOR SECONDARY WATER 8. CIRCULATION PUMP OF SECONDARY WATER 9. EXPANSION TANK 10. SECUEITY VALVE 11 FAN COIL (Cooling) 12 HEATING RADIATOR 13 MINI SYSTEM FOR FLOOR HEATING 14 TANK FOR DOMESTIC HOT WATER 15 FLOW METER Tp' 6 4 3 7 11 Ts' 5 8 Tp" 5 15 15 Ts''' Ts"

Korišćenje entalpije vodovodske vode (leti)-energetska shema Qs=3P Qc=2P COP=(Qs+Qc)/P 5

5. EKONOMIJA PRIMENE EKONOMIJA PRIMENE TOPLOTNE PUMPE

FUNKCIJA DEMONSTRATORA KOJI KORISTI ENERGIJU VODE IZ VODOVODA! Pitanja i odgovori!!??

Energetska efikasnost (poredjenje)

Energetska ušteda

Vreme povraćaja investicije (u godinama) poredjenje sa korišćenjem gasa za slučaj Montreala New elementary school (3000 m²) 13.6 Seniors complex (7800 m²) 7.61 Curling rink/hockey arena (1100 m²) 4.8 Mid-size hotel (10 500 m²) 5.9 Motel (2050 m²) 5.4 Strip mall 4.9

Typical Cost of GWHP System (Canada)

EKONOMIJA Pitanja i odgovori!!??

Zaključak o demonstratoru Demonstrator omogućava korišćenje (2) Entalpije vode Solarno zagrejane (3) Entapije vodovodske vode. Srce demonstratora je toplotna pumpa. Rezultat: voda zagrejana na 50 0 C koja se koristi za grejanje prostora pomoću radijatora, i podnog grejača, grejanje sanitarne vode i hladjenje prostora. Za grejanje se koristi elektroenergija. 1J elektroenergije prebacuje oko 3J energije u nove energetske nosioce.

3. KAKO IZGLEDA DEMONSTRATOR ZA STUDENTE I KOJA JE NJEGOVAFUNKCIJA? Pitanja i odgovori!!??

ASHRAE- Američko društvo za grejanje, hladjenje i klimatizaciju To je Američko društvo čiji je cilj napredak tehnologije grejanja, hladjenja i klimatizacije radi radi održivog razvoja. Članstvo je otvoreno bilo kojoj osobi kaja radi u ovoj oblasti.

ASHRAE- Američko društvo za grejanje, hladjenje i klimatizaciju-publikacije ASHRAE Journal ASHRAE Standards ASHRAE Transactions HVAC&R Research 2007 Annual Meeting Seminars DVD June 2007, Long Beach, CA 2007 ASHRAE Handbook HVAC Applications Air-Conditioning System Design Manual

ASHRAE- Američko društvo za grejanje, hladjenje i klimatizaciju-tehnologija ASHRAE Technical Committees Task Groups Technical Committees. ASHRAE Standards AddendaStandards Actions Articles Public Review Draft Standards Sustainability Guidelines Life-Cycle Cost Analysis for economic decisions on the project.

ASHRAE- Američko društvo za grejanje, hladjenje i klimatizaciju-edukacija ASHRAE Learning Institute offers a wide selection of courses to help you learn more about the HVAC&R Industry and earn PDHs and CEUs. Offerings include 3-4 hour short courses, onetwo day professional development seminars and online courses that allow you to learn at your own pace. Seminars at 2008 Winter Meeting and Expo Self-Directed Learning, Fundamentals of Steam System Design, Fundamentals of Air System Design, Fundamentals of Heating and Cooling Loads Web-based ASHRAE elearning courses are on-demand and ideal for individual and corporate training. ASHRAE Certification Programs the Healthcare Facility Design Professional (HFDP)! A certification program in sustainability/high performance building. Programs in commissioning and building O&M

ASHRAE- Američko društvo za grejanje, hladjenje i klimatizaciju-skupovi The ASHRAE Winter Meeting will be held Jan. 19-23, 2008 in New York City. The ASHRAE Summer Meeting The AHR Expo is the largest HVAC&R event in America Jan 19-23 2008 New York, Jan 24-28 2009 Chicago, Jan 23-27, 2010 Orlando, FL, Jan 29- Feb 2, 2011 Las Vegas Jun 21-25, 2008 Salt Lake City, UT, Jun 20-24, 2009 Louisville, KY

ASHRAE- Američko društvo za grejanje, hladjenje i klimatizaciju-studenti ASHRAE Student Congress in New York City 2008 Student Design Project Competition: HVAC System Selection; HVAC System Design; Architectural Design; Absolute Zero Junior Engineering Technical Society Available Student Resources Learn more about accredited programs Student News ASHRAE Announces Scholarship Recipients Students can attend Greenbuild for FREE! ASHRAE Student Membership Books at Reduced Prices August 2007 Student Activities Newsletter Scholarships and Grants 2007-08 Award of Bachelor Engineering TechnologyScholarship 2007-08 Associate Engineering Technology Scholarship Awarded Undergraduate Grants to engineering, technical and architectural schools worldwide.

Studenti i pločica ASHRAE-a

ASHRAE- Američko društvo za grejanje, hladjenje i klimatizaciju-članovi Grade & Annual Dues: Member $165 Ideal For: Professionals with 12 or more years of experience Benefits: Included in Membership: Access to member-only web pages, ASHRAE Handbook. ASHRAE Journal, ASHRAE Insights newsletter, HVAC&R Industry enewsletter, Society Connections. Discounts on publications (20% off), education & Meeting registrations. Group Insurance.

ASHRAE- Američko društvo za grejanje, hladjenje i klimatizaciju-članovi Grade & Annual Dues: Associate Member $165 Ideal For: Professionals with less than 12 years experience in the industry. Qualifications: Experience in technical matters or in design, operation, or maintenance in HVAC&R fields; Interest in the advancement of the Society's aims, and sufficient qualifications to cooperate with HVAC&R engineers in the advancement of the knowledge relating to HVAC&R engineering and its application.benefits: Same as member

ASHRAE- Američko društvo za grejanje, hladjenje i klimatizaciju-članovi Grade & Annual Dues: Affiliate Member $40 Ideal For: New members who want an introduction to ASHRAE. Younger and International professionals. Qualifications: Interest in the advancement of the Society's aims, Must be under 30 years of age, and can only hold this grade for up to 3 cumulative years.benefits: Same as Member, except: You get a one-time discount (20% off Member price) on all Handbook items (except network versions). You can serve on Chapter committees, but cannot hold office or vote at Chapter, Regional or Society level.

ASHRAE- Američko društvo za grejanje, hladjenje i klimatizaciju-članovi Grade & Annual Dues: Student Member $16 Ideal For: Undergraduate and Graduate students in University; Qualifications: Must be studying or have an interest in an HVAC&R industry-related field. Student Membership Bonuses: 2005 Handbook Fundamentals; with CD $49 Current ASHRAE Handbooks prior to 2005, $39 Educational Discount on certain other publications. Free registration for ASHRAE meetings; and Student Activities at the Winter meeting. Participate in: Student Design Project Competition, Grants-in-Aid, Society and Local Scholarships, and Student Branch Activities. Career & Education Resources

4. Šta je to ASHRAE? Pitanja i odgovori!!??

Center za grejanje klimatizaciju Centar Mašinskog fakulteta u Kragujevcu, Univerziteta u Kragujevcu Upravnik Dr Milorad Bojić, red.prof. Sajt: gkse1centar.pbwiki.com Vesti : 1. Mentori studenata iz privrede 2. PREDAVANJE: TOPLOTNA PUMPA I NJENA PRIMENA 3.Istraživačko mesto za doktoranta ISTRAZIVANJA: Solarna energija; toplotne pumpe ČASOPISI SOFTVERI Konferencije