Priprema potrosne tople vode najcesce se provodi pomocu kotlova na fosilna goriva cijim izgaranjem nastaju oneciscujuci plinovi te elektricnim bojlerima cija velika potrosnja posredno utjece na emisije stetnih plinova. Visok specificni toplinski kapacitet vode uzrokuju velike potrebne kolicine energije za njeno zagrijavanje, sto znacajno pridonosi ukupnoj potrosnji u kucanstvima, sektoru u kojem je u 2010. godini utroseno 80, 81 PJ ili 19, 6 posto ukupne potrosnje u Republici Hrvatskoj. S obzirom na važnost sustava za pripremu potrosne tople vode u pogledu potrosnje energije i emisije staklenickih plinova te obveze koje Hrvatska mora ispuniti u podrucju smanjenja ukupne potrosnje energije, smanjenja emisije CO2 te povecanja udjela energije iz obnovljivih izvora, ocigledna je potreba za primjenom novih tehnoloskih rjesenja u ovom podrucju. U ovom radu opisana je solarna dizalica topline s direktnim isparivanjem radne tvari. Razvijeni uređaj, ciji princip rada pociva na ljevokretnom kružnom procesu, služi za pripremu potrosne tople vode volumena 300 l i predstavlja mogucu komercijalnu inacicu omogucujuci istovremeno istraživanja zahvaljujuci ugrađenoj mjernoj opremi. Objasnjen je i princip rada uređaja, prikazani su i analizirani rezultati prvih mjerenja te je napravljena usporedba emisije CO2 između solarne dizalice topline i uređaja koji se uobicajeno koriste. S obzirom na decentraliziranu pripremu potrosne tople vode, povoljne meteoroloske prilike posebice u južnim dijelovima Hrvatske te na sve vise cijene energenata, ovaj tip sustava trebao bi pronaci svoju prakticnu primjenu u vrlo skoroj buducnosti. Takav sustav omogucio bi istovremeno sudjelovanje domacih proizvođaca pojedinih komponenata i smanjenje kako ukupne potrosnje energije tako i emisije staklenickih plinova u Hrvatskoj.

Dizalice topline, kao ekoloski i financijski prihvatljivi uređaji, nalaze sve vecu primjenu u sustavima za grijanje prostora i zagrijavanje potrosne tople vode. Kao izvori topline najcesce se koriste zrak, voda ili tlo dok je koristenje izravnog Suncevog zracenje jos uvijek u fazi ispitivanja i istraživanja. U Laboratoriju za toplinu i toplinske uređaje Fakulteta strojarstva i brodogradnje Sveucilista u Zagrebu projektiran je i izveden mobilni ispitni sustav sa solarnom dizalicom topline. Solarna dizalica topline s direktnim isparavanjem radne tvari jedno je od prakticnih rjesenja cijom se primjenom mogu ostvariti znacajne ustede energije te, s obzirom da najvecim dijelom koristi obnovljivu energiju Suncevog zracenja, smanjiti negativni utjecaj na okolis od strane sustava na fosilna goriva. Sustav je realiziran u svrhu pripreme potrosne tople vode, a zahvaljujuci ugrađenim mjernim instrumentima i osjetnicima te sustavu za automatsko prikupljanje mjernih podataka, predstavlja mjernu liniju koja omogucuje precizna ispitivanja mogucnosti iskoristenja ovog oblika obnovljive energije za spomenutu primjenu. U radu ce biti prikazana razrada ideje te razvoj solarne dizalice topline s direktnim isparavanjem radne tvari u kolektoru . Isto tako, prikazati ce se i rezultati probnih ispitivanja na temelju kojih ce se donijeti preliminarni zakljucci o prednostima i nedostacima ovakvih sustava.

The building sector is one of the largest energy consumers. Even though cooling needs do not contribute a large share to the overall energy demand in temperate climates, recent trends show a tendency of large growth. This growth is related to two main drivers: cheap and affordable air-conditioning units that have overrun the market and the more frequent occurrence of hot and extremely hot weather conditions. In combination with inadequate insulation and sealing in most old buildings, both drivers contributed to new cooling installations that are significantly increasing electricity demand and peak load, even at the national level. Consequently, the use of fossil fuels in power plants and electricity import has increased. The development of sustainable buildings and the use of renewable energy sources (RES) seem to be promising solutions. However, the problem of the integration of RES in the current energy system is related to their intermittent nature and uncontrollable occurrence.Cool Thermal Energy Storage (CTES) may play an important role in the management of peak loads and solve the intermittency problem of RES, especially when cooling storage is integrated into district cooling systems. A simple mathematical model of a system with integrated RES and CTES has been developed. Hourly system analyses have been conducted for one building, a group of buildings connected to the district cooling system and a region represented by a mixture of different demands for cool thermal energy. This paper also includes the results for the overall energy efficiency, cost effectiveness and environmental impact of the systems analysed. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

This paper presents development of direct-expansion solar assisted heat pump system (DX-SAHP) along with the results of the trial testing. The main purpose of the developed unit with 300 l water tank is to heat up the water by 45 to 55°C. The unit is designed as a test rig enabling all necessary measurements to evaluate potential of solar irradiation for domestic water heating on various locations. A mobile and compact-in-form-and-size device has been developed representing a gradual step towards the commercial application. First set of measurements has been carried out explaining procedures in examination of the working parameters. The evaporation dynamics of the refrigerant in the collector/evaporator has been examined by means of quantitative infra-red thermography method. Computational fluid dynamics simulation has been carried out providing temperature distribution in the water tank. It was compared with the results obtained by temperature measurements by means of thermocouples that were placed in the water tank.

Dizalice topline, kao ekoloski i financijski prihvatljivi uređaji, nalaze sve vecu primjenu u sustavima za grijanje prostora i zagrijavanje potrosne tople vode. Kao izvori topline najcesce se koriste zrak, voda ili tlo dok je koristenje izravnog Suncevog zracenje jos uvijek u fazi ispitivanja i istraživanja. U Laboratoriju za toplinu i toplinske uređaje Fakulteta strojarstva i brodogradnje Sveucilista u Zagrebu projektiran je i izveden mobilni ispitni sustav sa solarnom dizalicom topline. Solarna dizalica topline s direktnim isparavanjem radne tvari jedno je od prakticnih rjesenja cijom se primjenom mogu ostvariti znacajne ustede energije te, s obzirom da najvecim dijelom koristi obnovljivu energiju Suncevog zracenja, smanjiti negativni utjecaj na okolis od strane sustava na fosilna goriva. Sustav je realiziran u svrhu pripreme potrosne tople vode, a zahvaljujuci ugrađenim mjernim instrumentima i osjetnicima te sustavu za automatsko prikupljanje mjernih podataka, predstavlja mjernu liniju koja omogucuje precizna ispitivanja mogucnosti iskoristenja ovog oblika obnovljive energije za spomenutu primjenu. U radu ce biti prikazana razrada ideje te razvoj solarne dizalice topline s direktnim isparavanjem radne tvari u kolektoru . Isto tako, prikazati ce se i rezultati probnih ispitivanja na temelju kojih ce se donijeti preliminarni zakljucci o prednostima i nedostacima ovakvih sustava.

U sklopu znanstvenog projekta Dizalice topline s koristenjem tla kao obnovljivog toplinskog spremnika, u Laboratoriju za toplinu i toplinske uređaje Fakulteta strojarstva i brodogradnje Sveucilista u Zagrebu izveden je prvi pokretni uređaj za ispitivanje toplinskih svojstava tla. Prvi put u Hrvatskoj, na lokaciji buduceg trgovackog centra IKEA u Rugvici, na kojoj su izvedene tri probne busotine dubine 100 m, provedena su terenska ispitivanja toplinskih svojstava tla (eng: Thermal Response Test - TRT). U svrhu terenskih mjerenja koristen je pokretni uređaj koji je posebno razvijen za takvu namjenu. Takva mjerenja se u pravilu sastoje od visednevnog grijanja busotinskog izmjenjivaca topline s konstantnom snagom grijaca. Iz dobivenih rezultata vremenske promjene temperature vode na ulazu i izlazu toplinske sonde te protoka vode i snage grijaca izracunava se efektivna toplinska vodljivost tla koje okružuje busotinski izmjenjivac topline te efektivni toplinski otpor unutar busotinskog izmjenjivaca topline. Metoda se temelji na matematickom modelu linijskog izvora topline. Poznavanje toplinskih svojstava tla koristi se za projektiranje dizalica topline povezanih s tlom, tehnologije koja bilježi jedan od najbržih porasta u podrucju primjene obnovljivih izvora energije mjereno brojem instaliranih jedinica u svijetu.

U radu je dana metodologija proracuna dizalice topline s elektricnim pogonom prema normi HRN EN 15316-4-2. Norma daje metode proracuna pogonske energije i godisnjeg toplinskog množitelja dizalica topline koje se koriste u sustavima grijanja prostora, dizalica topline za zagrijavanje potrosne tople vode, te dizalica topline koje se koriste kombinirano za grijanje prostora i za pripremu potrosne tople vode. Preporucena metoda proracuna je bin metoda. Proracun prema bin metodi podrazumijeva podjelu sezone grijanja na temperaturne intervale-razrede. Za određivanje trajanja pojedinih temperaturnih intervala koriste se ulazni podaci o satnoj vanjskoj temperaturi zraka ispitne referentne godine, za promatranu geografsku lokaciju. U radu je dan primjer proracuna dizalice topline tlo-voda za zagrijavanje prostora i pripremu PTV-a obiteljske kuce povrsine 250 m2. Najveci utjecaj na ucinkovitost dizalice topline osim meteoroloskih parametara i vremena rada sustava, imaju ucinkovitost same dizalice topline pri standardnim ispitnim uvjetima prema normi HRN EN 14511, te temperaturni režim rada sustava grijanja.

Potrosnja elektricne energije sustava klimatizacije i komfornog hlađenja u sektoru zgradarstva razvijenih zemalja cini vise od 20 % ukupne potrosnje elektricne energije. Rad klimatizacijske i rashladne opreme tijekom ljetnih mjeseci cini znacajan dio vrsnog opterecenja elektroenergetskog sustava te je jedan od glavnih uzroka poremecaja u sustavu proizvodnje i opskrbe elektricnom energijom, a u krajnjim slucajevima može dovesti i do njegovog raspada. Primjenom ispravno dimenzioniranog indirektnog sustava hlađenja sa spremnikom hladne vode kao akumulatorom rashladnog ucinka moguce je u velikoj mjeri smanjiti vrsna opterecenja elektroenergetskog sustava te povoljno utjecati na ravnotežu potrosnje elektricne energije rashladne i klimatizacijske opreme. U radu je prikazan primjer radnih karakteristika cilindricnog spremnika hladne vode kao i energetsko-ekonomska analiza rashladnog postrojenja s akumulacijskim spremnikom hladne vode na primjeru hlađenja zgrade Klinicke bolnice Dubrava. Rezultati pokazuju da se primjenom ispravno odabranog spremnika hladne vode može zadovoljiti mnogostruko vece i vremenski promjenjivo toplinsko opterecenje s relativno malim kapacitetom rashladnog uređaja. Ispravnim odabirom radnih uvjeta mogu se postici gotovo nepromjenjive izlazne temperature vode uz visoku iskoristivost akumulirane rashladne energije. U usporedbi s direktnim sustavom hlađenja, sustav sa spremnikom hladne vode omogucuje uravnotežen rad kompresora sto rezultira visim faktorima hlađenja te sukladno tomu i manjim pogonskim troskovima sustava.

Pocetkom godine ispitna dizalica topline s busotinskim izmjenjivacem topline na FSB-u pustena je u rad u režimu grijanja. Temperaturni osjetnici koji su zajedno s toplinskom sondom položeni duž izmjenjivaca od 1, 5 do 100 m omogucuju pracenje toplinskog odziva tla za vrijeme rada sustava. Sama dizalica topline voda-zrak opremljena je s magnetskim protokomjerom glikolne smjese, elektronicki upravljanom cirkulacijskom pumpom, mjerilom elektricne snage elektromotora kompresora i temperaturnim osjetnicima. Mjerene velicine prikupljaju se i pohranjuju pomocu akvizicijskog sustava Agilent. Mjereni rezultati u prvih nekoliko mjeseci rada uređaja pokazuju znacajan pad ucinka izmjenjivaca u tlu s vremenom eksploatacije tla, te razlicit lokalni prijelaz topline u tlu duž busotine. Intermitentni rad uređaja pokazao je da se ucinak i toplinski množitelj dizalice topline smanjuju od 15 do 25 % na kraju dana, nakon visesatnog kontinuiranog rada sustava, u odnosu na ucinak u jutarnjim satima.

In order to verify the mathematical model of an ice bank system developed for the purpose of predicting the system performance, experimental measurements on the ice-bank thermal storage system were performed. Static, indirect, cool thermal storage system, with an external ice on coil building/melting was considered. The tested system was installed as a part of a production line in dairy in the city of Ludbreg, Croatia. Energy stored in a form of ice during night is used for rapid cooling of milk after the process of pasteurization during day time. The ice-bank system was tested under real operating conditions to determine parameters such as time varying heat load imposed by a consumer, refrigeration unit load, storage capacity, supply water temperature to the load and to find storage charging and discharging characteristics, i.e. ice building and melting rate. Experimentally obtained results were then compared to the computed ones. It was found that calculated and experimentally obtained results are in a good agreement as long as there is ice present in the silo.

The economic justification of ice storage application in cooling systems within the process industry and building sector

The heat pumps coupled to the borehole heat exchangers (BHE) can serve for heating and/or cooling of buildings. Optimal sizing of BHE is important because of high drilling costs and importance of matching borehole thermal capacity with the capacity of the heat pump. Proper design of such systems is usualy based on complex mathematical simulations that have to be performend not only for peak building loads, but also for building loads that are calculated throughout the whole year. For this reason the building loads have to be analysed in more detail than for sizing of a conventional system. Designers of heat pumps systems coupled to the BHE should also take into acount the long-term temperature changes in the ground surrounding the BHE, which would influence the overall efficiency of the system during its life cycle. The required BHE length is substantially influenced by the thermal conductivity of the ground, that can be only roughly estimated from the local geological data. Experimental thermal response tests provide a good estimate of the ground thermal conductivity and of the borehole thermal resistance. High cost of the thermal response test reduces its application to commercial and institutional objects with the large number of BHE. In this work the overview of calculation methods for the heat pumps coupled to the BHE is presented, with suggestions for optimal sizing of the BHE.