UNIVERZA V NOVI GORICI POSLOVNO-TEHNIŠKA FAKULTETA SMOTRNOST INVESTICIJE V ENERGETSKO PRENOVO PROIZVODNEGA OBJEKTA MAGISTRSKO DELO.

Transcription

1 UNIVERZA V NOVI GORICI POSLOVNO-TEHNIŠKA FAKULTETA SMOTRNOST INVESTICIJE V ENERGETSKO PRENOVO PROIZVODNEGA OBJEKTA MAGISTRSKO DELO Kristjan Kolavčič Mentor: prof. dr. Nataša Zabukovec Logar Nova Gorica, 2013

2 II

3 ZAHVALA Zahvaljujem se sodelavcem podjetja Meblo Signalizacija in mentorici za pomoč pri izdelavi magistrskega dela. III

4 IV

5 NASLOV Smotrnost investicije v energetsko prenovo proizvodnega objekta IZVLEČEK V magistrskem delu smo preučili smotrnost energetske prenove večjega proizvodnega objekta v bližini Nove Gorice. V uvodnem delu naloge smo opisali nekatere rešitve za zmanjšanje toplotnih izgub stavb in predstavili napredne sisteme za ogrevanje, s poudarkom na toplotnih črpalkah in sončnih kolektorjih. V nadaljevanju smo predstavili trenutne energetske potrebe za ogrevanje izbranega objekta ter ocenili zmanjšanje potreb, če objekt samo izoliramo oziroma če ga izoliramo in hkrati vgradimo toplotno črpalko in sončne kolektorje. Za zadnjo različico energetske prenove z izoliranjem objekta ter vgradnjo toplotne črpalke in sončnih kolektorjev smo naredili projektni načrt. Pri tem smo se oprli na zakonodajo o učinkoviti rabi energije v stavbah. Izvedbo predlaganega projekta smo tudi stroškovno ovrednotili za ekonomsko dobo dvajsetih let ob upoštevanju današnjih cen plina ter ob sto odstotni podražitvi plina. Plin je energent, ki se sicer trenutno uporablja za ogrevanje obravnavanega objekta. V magistrskem delu smo ugotovili, da je investicija v projekt smiselna le ob predpostavljeni podražitvi plina. KLJUČNE BESEDE energetska prenova stavb, toplotna črpalka, sončni kolektorji, toplotna prehodnost, izolacija V

6 TITLE Investing into an energy-efficient renovation of an industrial building: a viability study. ABSTRACT In the master thesis we studied the energy efficiency renovation of a larger production facility near Nova Gorica. In the introductory part of the work we described some of the possible solutions to reduce heat losses in buildings and to introduce advanced heating systems, with a focus on heat pumps and solar thermal collectors. Furthermore we presented the current energy demands for heating of the selected object and estimated the reduction in demand when object is only isolated or if we install insolation, heat pump and solar thermal collectors. For the latest version of the energy renovation with the insulation and installation of heat pump and solar collectors, we made the project plan. As a reference we considered the legislation on energy efficiency in buildings. We also financially evaluated the proposed project of the economic life of twenty years, taking into account today's gas prices and a hundred per cent rise in gas price. Gas is an energy source that is currently used to heat the considered building. In this thesis, we found that the investment in the project makes sense only when the price of the gas rises as anticipated. KEYWORDS energy efficiency renovation, heat pump, solar thermal collectors, thermal conductivity, isolation VI

7 KAZALO 1. UVOD OPIS PROBLEMA IN PREDSTAVITEV PODJETJA OGREVANJE STAVB S SONČNO ENERGIJO Orientacija in oblika zgradbe Zadrževanje toplotne energije Okna in vrata Prezračevanje Toplozračno ogrevanje Vir toplotne energije SONČNI KOLEKTORJI Delitev sončnih kolektorjev Ploščati sončni kolektorji Vakuumski cevni vsestekleni sončni kolektorji U - cevni sončni kolektorji Toplote cevi oziroma»heat pipes« TOPLOTE ČRPALKE Delovanje toplotne črpalke Izbira toplotne črpalke Bivalentna toplotna črpalka Najnižje temperature v Novi Gorici v zadnjih letih Solarna bivalentna toplotna črpalka DIMENZIONIRANJE OGREVANJA Poraba plina pri ogrevanju proizvodnega objekta za obstoječe stanje Poraba plina v primeru izolacije objekta VII

8 6.3 Izolacija objekta Letni prihranek plina v primeru izoliranosti objekta Poraba energije, v primeru izolacije proizvodnega objekta ter bivalentnem delovanju toplotne črpalke in naprednih sončnih kolektorjev Poraba električne energije EKONOMSKA UPRAVIČENOST TEHNOLOGIJ ZAKLJUČEK LITERATURA PRILOGE Priloga 1: Učinkovitost naprednih sončnih kolektorjev Priloga 2: Toplotna prehodnost elementov zunanje površine stavbe VIII

9 KAZALO SLIK Slika 1: Zgradba Meblo signalizacija (Meblo, 2013)... 4 Slika 2: Mineralna volna (Mineralna volna, 2013)... 5 Slika 3: Penjeno steklo (Pasivna gradnja, 2013)... 5 Slika 4: Penjeni polietilen (Polietilen, 2013)... 6 Slika 5: Celulozna vlakna (Celuloza, 2013)... 6 Slika 6: Betonski zidak (Igem, 2013)... 6 Slika 7: Modularna opeka (Modularna opeka, 2013)... 7 Slika 8: Prikaz primerno izolirane fasade (Montažne hiše, 2013)... 7 Slika 9: Prikaz primerne toplotne izolacije strehe (ENSVET, 2013)... 8 Slika 10: Pisarniški trakt (Meblo, 2013) Slika 11: Princip delovanja prenosnika toplote (Pravilno zračenje in prezračevanje, 2013) Slika 12: Shema postavitve toplozračnega ogrevanja (Toplozračni sistem, 2013) Slika 13: Vir toplotne energije (Toplozračni sistem, 2013) Slika 14: Ploščati sončni kolektorji (Solarko, 2010) Slika 15: Prikaz toplotnih izgub Slika 16: Steklena vakuumska cev sončnega kolektorja GreenLand Systems (Bioplanet, 2013) Slika 17: Prikaz delovanja vakuumskega sončnega kolektorja (Quaschning, 2005). 20 Slika 18: Test učinkovitosti GreenLand System sončnih kolektorjev pod kotom 33 0 (Bioplanet, 2013) IX

10 Slika 19: Test učinkovitosti GreenLand System sončnih kolektorjev pod kotom 56 0 (Izes, 2013) Slika 20: Levo krožni proces - princip delovanja toplot črpalke (Grobovšek, 2009) 25 Slika 21: Delovanje in namestitev toplotne črpalke (Grobovšek, 2009) Slika 22: Bivalentna točka (Grobovšek, 2009) Slika 23: Temperature v Novi Gorici od Slika 24: Shematski prikaz postavitve ogrevanja za proizvodni objekt Slika 25: Poraba plina 2010/ Slika 26: Povprečna poraba plina za ogrevanje 2010/ Slika 27: Debelina izolacije in mejna toplotna prevodnost (ENSVET, 2013) Slika 28: Toplotna prevodnost izolacijskih materialov (Gruden, 2008) Slika 29: Izkoristek sončnih kolektorjev (Bioplanet, 2013) Slika 30: Izhodne moči sončnih kolektorjev Slika 31: Električna moč Slika 32: Stroški ogrevanja na plin Slika 33: Nastali prihodki pri ogrevanju na elektriko Slika 34: Nastali stroški adaptacije investicije Slika 35: Finančni viri investicije Slika 36: Stroški del in opreme Slika 37: Predračunska bilanca uspeha projekta Slika 38: Predračunska bilanca skupnega denarnega toka X

11 Slika 39: Predračunska bilanca realnega denarnega toka Slika 40: Ponderirana diskontna stopnja Slika 41: Neto sedanja vrednost projekta Slika 42: Cene zemeljskega plina v industriji in gospodinjstvih v obdobju od leta 1995 do 2011 (Agencija Republike Slovenije za okolje, 2013) Slika 43: Predračunska bilanca uspeha projekta Slika 44: Predračunska bilanca realnega denarnega toka Slika 45: Predračunska bilanca realnega denarnega toka Slika 46: Ponderirana obrestna mera Slika 47: Doba vračanja projekta Slika 48: Neto sedanja vrednost projekta Slika 49: Sedanja vrednost projekta je enaka Slika 50: Kazalci uspešnosti XI

12 XII

13 1. UVOD V zadnjih desetletjih so se pojavile velike spremembe v rabi primarne energije. Še nekaj desetletij nazaj so avtomobili potrošili tudi do trideset litrov goriva na sto kilometrov. Danes je poraba najvarčnejših avtomobilov, tako imenovanih hibridov, pri katerih delujejo agregati z notranjim izgorevanjem vzporedno z električnimi agregati, celo do tri litre na sto kilometrov. Tudi druge tehnologije imajo vedno večje izkoristke, prav tako je vedno večja težnja po nadomeščanju primarnih virov energije z obnovljivimi viri energije. Tudi na področju tehnologij ogrevanja je bil v zadnjih nekaj desetletjih narejen viden napredek; od ogrevanja s pečmi na trda goriva in olje, do peči na visokoenergijske pelete ter uporabe toplotnih črpalk in sončnih kolektorjev. Prav tako se naštete tehnologije nenehno izpopolnjujejo; danes poznane toplotne črpalke imajo, v primerjavi s starejšimi, zelo visoke izkoristke. Podobno so sončne kolektorje pred časom uporabljali samo za ogrevanje sanitarne vode. Sodobni in napredni sončni kolektorji so, poleg ogrevanja sanitarne vode, zaradi višjih izkoristkov sposobni ogrevati že cela stanovanja in hiše. V magistrskem delu smo skušali ugotoviti, ali lahko proizvodni objekt, ki leži v Kromberku pri Novi Gorici, prenovimo na način, da bi zadoščal standardom za energetsko učinkovito rabo energije v stavbah, prenova pa bi se tudi cenovno izplačala. 1

14 2. OPIS PROBLEMA IN PREDSTAVITEV PODJETJA V magistrskem delu smo se osredotočali na problem, kako z najmanjšimi posegi v okolico in v samo zunanjo ter notranjo strukturo proizvodnega objekta znižati stroške ogrevanja in obnoviti energetsko zastarel proizvodni objekt, da bo ustrezal zakonsko določenim predpisom o učinkoviti rabi energije v stavbah oziroma kako z najmanjšimi stroški in z najsodobnejšo tehnologijo ogrevanja prenoviti objekt, da bodo končni prihranki pri ogrevanju najvišji. Proizvodni objekt, opisan v nalogi, je bil v lasti podjetja Meblo a+a. Meblo a+a je bil vodilni slovenski proizvajalec vertikalne cestne signalizacije in ponudnik druge prometne opreme, poleg tega pa tudi vodilni slovenski proizvajalec kovinskih vrtnih garnitur in drugega kovinskega pohištva za različne kupce iz držav EU, do stečaja podjetja leta Od leta 2012, ima prostore v najemu družba MEBLO SIGNALI- ZACIJA, prometna signalizacija d.o.o. Nova Gorica. Namen Družbe MEBLO SIG- NALIZACIJA je nadaljevati razvoj, trženje in proizvodnjo prometne signalizacije blagovne znamke MEBLO. 2

15 3. OGREVANJE STAVB S SONČNO ENERGIJO Za optimalno ogrevanje stavb s sončno energijo je potrebno pri načrtovanju in gradnji zgradbe upoštevati različne dejavnike, le ti so: orientacija in oblika zgradbe, zadrževanje sončne energije, toplotna izolacija, okna in vrata, prezračevanje in ogrevanje. 3.1 Orientacija in oblika zgradbe Pomemben korak, oziroma faza načrtovanja, je pravilna izbira lokacije (lege), kjer bomo zgradbo postavili. Potrebno je upoštevati klimatske vplive, ki se izražajo v prisotnosti vetra in sonca. Pomembno je tudi, ali so v izbrani lokaciji prisotna drevesa, griči, ki bi morebiti zgradbi ustvarjali senco ter tako onemogočali oziroma zelo poslabšali sončno obsevanje. Zaradi navedenega moramo zgradbo načrtovati na legah, ki so dobro obsijane s soncem (Osončenost površja Slovenije, 2002; Kolavčič, 2010/11). Pri oblikovanju zgradbe stremimo v smeri omejitve transmisijske oziroma prestopne toplotne izgube. Zato je bistveno, da je zunanjih površin glede na prostornino zgradbe čim manj. Najustreznejše oblike za dosego prej omenjenega razmerja med zunanjo površino in prostornino zgradbe so: kvadratne, okrogle, osem-kotne in elipsaste zgradbe (stremeti moramo k najbolj strnjeni obliki zgradbe). (Pasivna hiša, 2013). Kot je razvidno iz slike 1, je zgradba družbe MEBLO SIGNALIZACIJA postavljena na primerni lokaciji glede sončnega obsevanja. Objekti, označeni z rdečimi pravokotniki, niso ogrevani prostori, le ti so ločeni od centralne zgradbe. Ogrevana zgradba je označena z modrimi pikami. Kot je razvidno iz slike 1, je ogrevana zgradba strnjene pravokotne oblike z izjemo jugovzhodnega vogala, kjer sta dodani še dve manjši hali. 3

16 Slika 1: Zgradba Meblo signalizacija (Meblo, 2013) 3.2 Zadrževanje toplotne energije Zelo pomembna je sposobnost zadrževanja sončne energije toplote v zgradbi, kar dosežemo z masivnim gradivom. Primerna masivna gradiva so ilovica, opeka, beton in silikatna opeka. Našteti materiali imajo veliko specifično toploto, kar jim daje zelo dobre lastnosti za shranjevanje toplote, ki jo dobimo iz sončne energije. Ko sončnega sevanja ni več na voljo, prej navedeni materiali sevajo toploto v prostor, ki so jo čez dan akumulirali. Tako sončno energijo bolje izkoristimo ter zmanjšamo potrebe po energiji za ogrevanje. Masivna stena je sposobna zadrževati toploto do 24 ur, če je debelina stene med 10 in 12 centimetrov (Pasivna hiša, 2013). V primeru masivne gradnje so nosilne stene iz zidakov, opečnih zidakov polnjenih s perlitom ali zidakov iz betona oziroma lahkega betona. Druga možnost je ulivanje sten iz betona - beton je na gradbišču direktno ulit v prefabricirane opažne elemente. 4

17 Na zunanji strani sten je seveda potrebno namestiti tudi ustrezno debelo plast izolacije (Pasivna hiša, 2013). Izolacija oziroma toplotni ovoj je meja, ki jo tvorijo gradbeni elementi med dvema različnima temperaturnima območjema. Na notranji strani toplotnega ovoja so tisti prostori, ki so ogrevani, na zunanji strani toplotnega ovoja pa so ostali neogrevani prostori. Z gradbenimi elementi toplotnega ovoja skušamo doseči kar se da majhno toplotno prehodnost oziroma do 0,15 W/m 2 K. Vrednost 0,15 W/m 2 K dosegamo pri tako imenovanih pasivnih hišah. Za primerjavo, ovoj iz neizoliranih gradbenih elementov ima toplotno prehodnost od 0,90 do 1,40 W/m 2 K. Debelina potrebne toplotne izolacije je odvisna od sestave stene in znaša med 4 in 40 centimetrov. Za izolativno gradivo so primerna umetna anorganska in organska ter naravna gradiva. Med umetna anorganska gradiva uvrščamo mineralne volne (slika 2) in penjeno steklo (slika3). Med umetna organska gradiva uvrščamo ekspandirani in ekstrudirani polistiren oziroma stiropor, penjeni polietilen (slika 4) in penjeni poliuretan oziroma stiroporu podobno maso. Zadnja leta so popularna naravna toplotnoizolacijska gradiva, kot so celulozna vlakna (slika 5), lesna vlakna, kokosova vlakna, lan, konoplja, ovčja volna, pluta in slama, zamenjala umetna toplotnoizolacijska gradiva (Pasivna hiša, 2013; Grobovšek, 2011). Slika 2: Mineralna volna (Delo in dom, 2013) Slika 3: Penjeno steklo (Pasivna gradnja, 2013) 5

18 Slika 4: Penjeni polietilen (Polietilen, 2013) Slika 5: Celulozna vlakna (Celuloza, 2013) Izbrana zgradba proizvodnega kompleksa je zidana iz betonskih zidakov (slika 6) in je delno ometana. Posebne izolacijske plasti ni. Zidaki predstavljajo minimalno toplotno izolacijo. Predelne stene objekta, ki delno ločujejo posamezne proizvodne faze prehod zraka pa je neoviran, so zidane iz modularnih opek (Gaberščik, 2011) (slika 7). Slika 6: Betonski zidak (Igem, 2013) 6

19 Slika 7: Modularna opeka (Merkur, 2013) Slika 8 prikazuje, kako lahko obstoječi fasadi proizvodnega objekta dodamo primerno izolacijsko plast. Slika 8: Prikaz primerno izolirane fasade (Montažne hiše, 2013) Streha izbranega objekta je sestavljena iz strešne kritine, ki je iz valovitega salonita (Gaberščik, 2011). Za pravilno toplotno izolacijo strehe bi bilo pod kritino potrebno ustvariti zračni kanal, zračnemu kanalu pa bi sledila sekundarna kritina, ki je paropropustna. Paropropustnost te kritine je pomembna, da se lahko vlaga iz prostorov odvaja iz objekta in ne zastaja v strešni konstrukciji. Naslednja pomembna lastnost sekundarne kritine je, da je vodoodbojna. Vodoodbojna kritina prepreči vdor vode ali vlage iz zunanjosti v notranje prostore. Zadnja je toplotna izolacija, pod katero je nameščena parna zapora. 7

20 Parna zapora preprečuje kondenzacijo pare ter deluje kot zračna zapora. Na koncu se na parno zaporo namesti še zaključne obloge (Bizjak, 2013). Primeren vrstni red plasti je torej: kritina, letve, na katerih je nameščena kritina, kontraletve ustvarjajo zračni kanal prezračevanja, sekundarna kritina oziroma paropropustna folija, toplotna izolacija, ki je: - nad in med špirovci, - med in pod špirovci, parna zapora ali parna ovira, notranja obloga. Slika 9: Prikaz primerne toplotne izolacije strehe (ENSVET, 2013) Tlak v objektu je betonski ter premazan z zaščitnim sredstvom (Gaberščik, 2011). Sanacija obstoječega tlaka s toplotno izolacijo bi bila najzahtevnejša, hkrati pa bi lahko negativno vplivala na uporabnost proizvodnega objekta. Podjetje se uvršča med kovinarsko industrijo, kar pomeni, da so v proizvodni hali zelo težki obdeloval- 8

21 ni stroji (razne hidravlične stiskalnice, brusilni stroji, rezalni stroji), ki bi jih bilo potrebno premikati. Premikanje obdelovalnih strojev bi pomenilo dodatne stroške in čas. 3.3 Okna in vrata Pri zgradbah so okna in vrata zelo pomembna, saj se skozi le-ta pričakuje največji prehod toplote. Za energijsko najvarčnejše objekte, pasivne hiše, so razvili okna s trislojno toplotno-izolacijsko zasteklitvijo. Taka okna imajo toplotno prepustnost od 0.6 do 0.7 W/m 2 K toplote. Toplotno izolacijska zasteklitev ima dve ključni prednosti in sicer: v srednji Evropi imajo okna sposobnost prepustiti pozimi več sončne energije v prostor kot toplote iz prostora, površinske temperature na notranji strani so tudi v zimskem času tako visoke, da ne nastajajo zmanjšanja sevalne toplote, niti moteči vzdolžni padec hladnega zraka ob oknu. V poletnih mesecih pa se prekomerno pregrevanje omeji tako, da steklene površine ustrezno zasenčimo oziroma jih zaščitimo. To storimo z roletami, sončnimi tendami ali z zasaditvijo listnatih dreves v okolje. Pri projektiranju zgradbe, se ravnamo po naslednjih napotkih, ki so: velika okna naj bodo na južni strani zgradbe, majhna okna na zahodni in vzhodni strani zgradbe, oknom, vgrajenim na severno stran zgradbe pa se izogibajmo (Pasivna hiša, 2013). Postavitev oken na izbranem proizvodnem objektu je povsem zgrešena. Kot je razvidno iz slike 10, rdeč okvir prikazuje pisarniški trakt. Postavitev slednjega je neprimerna, saj ima največ oken in leži na severni strani zgradbe, kar ni v skladu z zgoraj navedenimi načeli projektiranja. Naslednja napaka so velika okna na vzhodni strani zgradbe. Če se ponovno vrnemo na zgoraj navedena osnovna načela projektiranja, nam ta narekujejo, da na vzhodno in zahodno stran postavljamo samo majhna okna. 9

22 Slika 10: Pisarniški trakt (Meblo, 2013) 3.4 Prezračevanje Za prezračevanje prostorov skrbi sistem kontroliranega prezračevanja z vračanjem toplote odpadnega zraka. Sistem deluje tako, da zajema svež zunanji zrak in ga dovaja po dobro izoliranih ceveh do prezračevalne naprave. V rekuperatorju, oziroma prenosniku toplote, se zunanji sveži zrak predgreje s toploto odpadnega zraka, ki se izsesava iz zgradbe. Na sliki 11 je prikazan princip delovanja rekuperatorja, ki poteka takole: izrabljeni topel zrak se odvaja iz prostorov preko rekuperatorja, v njem se toplota izrabljenega zraka prenese na svež zrak iz okolice, ki ga predgretega dovajamo v prostor. 10

23 Slika 11: Princip delovanja prenosnika toplote (Pravilno zračenje in prezračevanje, 2013) V proizvodnem objektu je prezračevanje zelo pomembno. Za realizacijo proizvoda sta varjenje in brušenje neizogibna. Pri navedenih postopkih obdelave se sproščajo tako škodljivi plini, kot delci, ki vplivajo na kvaliteto zraka v proizvodnem objektu. Delno je prezračevanje v objektu urejeno. Na delovnih mestih, kjer se izvaja postopke varjenja ter brušenja, se onesnažen zrak odvaja iz proizvodnega prostora, vendar je odvajanje onesnaženega zraka samo na teh delovnih mestih premalo. Dovod svežega zraka v prostor je sicer urejen, vendar je masni dotok zraka premajhen za proizvodne potrebe. Rekuperatorjev toplote ni. 3.5 Toplozračno ogrevanje Toplozračno ogrevanje (slika 12) je že dalj časa znano, sistem se uporablja v proizvodnih objektih (halah), bankah, vrtcih. Pri toplozračnem ogrevanju ogreti zrak prisilno prihaja v prostor po kanalih in se zaradi gibanja zračnih mas zmeša z notranjim zrakom ter zagotovi enakomerno temperaturo po prostoru. Hitrost zraka po toplozračnem sistemu je do 10 m/s, saj bi višje hitrosti povzročale moteče šumenje. Zrak vstopa v prostor skozi zračni filter v obliki curka, ki je odvisen od hitrosti dovodnega zraka, masnega toka in oblike odprtine. Za industrijske objekte je temperatura dovedenega zraka med 40 in 60 stopinjami Celzija. Toplozračno ogrevanje je izvedeno lokalno ali centralno. Pomembno je, da se 11

24 izstopni in vstopni zračni tokovi med seboj ne mešajo, samo tako bo ostala absolutna vlažnost zraka enaka, notranji zrak pa ne bo onesnažil zunanjega svežega zraka (Toplozračni sistem, 2013; Sulič, 2008). Sestavni deli toplozračnega sistema ogrevanja: vir toplotne energije, centralna enota sistema, dovodni sistem kanalov, povratni sistem kanalov, odvodni sistem kanalov iz vlažnih prostorov, dovod svežega zraka in regulacija sistema. Slika 12: Shema postavitve toplozračnega ogrevanja (Toplozračni sistem, 2013) 12

25 3.6 Vir toplotne energije Najpogostejši vir energije v proizvodnih objektih je toplovodni kotel (slika 13), katerega ogrevamo na plin ali na kurilno olje. Drugi načini so še trdo gorivo, elektrokotel ali sončna energija. Zrak ogrejemo na način, da se ogreto vodo s pomočjo obtočne črpalke pošilja skozi izmenjevalec v centralni enoti, kjer se toplota vode prenese na zrak. Slika 13: Vir toplotne energije (Toplozračni sistem, 2013) Centralna enota sistema: V osnovni izvedbi sestavljajo centralno enoto ventilatorske komponente, zračno toplovodni izmenjevalec in filtrirne komponente s filtrom, ki ga lahko čistimo. Dovodni sistem kanalov: Dovodni sistem kanalov sestavlja glavni kanalski sistem, po katerem se vodi v centralni enoti ogret zrak do mini kanalnih sistemov v posamezni etaži objekta ali dela objekta. Skozi mini kanale se zrak odvaja skozi izstopne rešetke v prostor. Povratni sistem kanalov: Ogreti zrak, ki izstopa iz rešetk, se mora vrniti k centralni enoti toplozračnega ogrevanja kot povratni zrak. Dovod svežega zraka: Odpadni zrak, ki ga odvajamo, je potrebno nadomestiti z novim svežim zrakom. Za zagotovitev kontroliranega pritoka novega svežega zraka uporabljamo naslednja dva načina. Prvi način je, da odsesovani, odpadni zrak napel- 13

26 jemo skozi rekuperator. Po drugem načinu pa dodamo oziroma vgradimo na povratni kanal toplozračnega sistema dodaten kanal za dovod svežega zraka. Na ta način dovajamo želeno količino zunanjega zraka (Toplozračni sistem, 2013). Ogrevanje v izbranem objektu se je izvajalo po toplozračnem načinu. Vir toplotne energije so toplovodni kotli, ki jih ogrevamo na plin. 14

27 4. SONČNI KOLEKTORJI Sončni kolektorji so poznani že več let. Najbolj enostavni in razširjeni so ploščati sončni kolektorji. Zaradi manjših učinkovitosti je osrednji namen uporabe ploščatih sončnih kolektorjev ogrevanje sanitarne vode. V zadnjih letih so sončni kolektorji postali tehnološko naprednejši. Danes je z določenimi naprednimi sončnimi kolektorji mogoče ogrevati celotno zgradbo. Za naš izbrani objekt so sončni kolektorji, zaradi podnebnih lastnosti in obsevanja, lahko smotrna rešitev, predvsem v kombinaciji z drugimi viri ogrevanja. V naslednjih poglavjih naloge, po opisu sončnih kolektorjev, bomo podrobneje razložili bivalentni način ogrevanja. 4.1 Delitev sončnih kolektorjev Večina virov deli sončne kolektorje glede na tehnološki razvoj, in sicer na štiri obdobja (generacije). Največji tehnološki napredek je bil storjen med prvo in drugo generacijo. Druga, tretja in četrta generacija se po tehnološki izvedbi ne toliko razlikujejo, kakor prva in druga. Štiri generacije sončnih kolektorjev so (Bio planet, 2010; Greenland System, 2013; Quaschning, 2005): ploščati sončni kolektorji, vakuumski cevni vsestekleni kolektorji, u - cevni sončni kolektorji in toplotne cevi oz.»heat pipes« Ploščati sončni kolektorji Ploščati sončni kolektorji (slika 14), so še danes najbolj razširjeni. Zgrajeni so iz bakrene ali aluminijaste cevi, absorberske plošče in ohišja. Absorberska plošča se nahaja v ohišju kolektorja in pretvarja sončno sevanje v toploto. Toplota prehaja prek absorberske plošče na vodo, ki se nahaja v bakrenih ali aluminijastih ceveh. Bakrene ali aluminijaste cevi so nameščene vzporedno, vzdolžno ali vzporedno prečno po 15

28 kolektorju. Celoten sestav je pokrit s steklom z majhno vsebnostjo železa, ki omogoča visoko prosojnost sončnih žarkov. Ohišje sončnega kolektorja je dobro izolirano, tako da so toplotne izgube le-tega minimalne. Največje izgube so na čelni strani, zaradi temperaturne razlike zunanjega zraka in absorberske plošče. Te izgube nastanejo zaradi prehoda toplote na okoliški zrak. Manjše izgube so pojavijo tudi zaradi odboja sončnih žarkov od steklene plošče (Bioplanet, 2013; Quaschning, 2005). Slika 14: Ploščati sončni kolektorji (Solarko, 2010) V nadaljevanju smo izpostavili ključne prednosti in slabosti ploščatih sončnih kolektorjev. Prednosti so: enostavna in poceni izdelava, zaradi že večletnega obstoja ploščatih sončnih kolektorjev na trgu, monterji že dobro poznajo izdelek, zato je konfiguracija in instalacija izdelka relativno enostavno opravilo (Bioplanet, 2013; Quaschning, 2005). Slabosti: velike izgube toplote, slabo delovanje v hladnih obdobjih (Bioplanet, 2013; Quaschning, 2005). 16

29 4.1.2 Vakuumski cevni vsestekleni sončni kolektorji Za doseganje minimalnih toplotnih izgub, je nastala druga generacija sončnih kolektorjev. Vakuumski cevni vsestekleni sončni kolektorji so grajeni iz dveh steklenih cevi, ki sta ena v drugi. Notranja cev je prekrita z absorbcijsko snovjo, preko katere prehaja toplota na vodo, ki je v notranjosti cevi. Med zunanjo stekleno cevjo in notranjo stekleno cevjo je vakuum, ki zagotavlja minimalen prehod toplote oziroma minimalne izgube (slika 15). Izvedba sončnega kolektorja je cevaste oblike. Cevasta oblika omogoča minimalno število spojev in posledično tesnil, kjer so možni razni vdori zraka. Spodnja slika prikazuje toplotne izgube sončnega kolektorja. Na levi strani slike 15 je prikazan ploščati sončni kolektor na desni strani pa tehnološko najnaprednejši cevni vakuumski sončni kolektor. Kot je razvidno iz slike, je levi sončni kolektor obarvan. Rdeča barva predstavlja velike toplotne izgube, rumena manjše, barve si sledijo do modre, ki v tem primeru predstavlja najmanjše toplotne izgube. Na desni strani je sončni kolektor, ki ga je posnela toplotna kamera, v črni barvi. Iz tega je razvidno, da desni kolektor nima izgub toplote (Bioplanet, 2013; Quaschning, 2005). Slika 15: Prikaz toplotnih izgub Glavne prednosti: enostavna izdelava, višja učinkovitost kot ploščati sončni kolektor 17

30 Slabosti: sončna toplota mora potovati skozi stekleno steno notranje cevi, odpoved celotnega sistema v primeru poškodbe cevi U - cevni sončni kolektorji Tretja generacija sončnih kolektorjev se od prejšnje generacije le rahlo razlikuje. Ti sončni kolektorji so ravno tako grajeni z dvojnimi steklenimi cevmi, le da med zunanjo in notranjo stekleno cevjo ni vakuuma. Ključna sprememba je, da se v tem primeru medij ogreva posredno. Grelni medij se nahaja v notranjosti kovinske u-cevi, kovinska u-cev pa se nahaja v notranji stekleni cevi. Med notranjo stekleno u-cevjo in kovinsko u-cevjo v notranjosti, se v tesnem stiku med prej navedenima, nahaja še dodatna kovinska folja. U-cevni stekleni sončni kolektorji delujejo na naslednji način: sončni žarki obsevajo preko zunanje steklene u-cevi notranjo stekleno u-cev. Toplota prehaja po notranji stekleni u-cevi preko kovinske folije na notranjo kovinsko u-cev, ki nato ogreva grelni medij vodo (Bioplanet, 2013). Prednosti te generacije: enostavna izdelava, višja učinkovitost od ploščatih sončnih kolektorjev, prenese tlak javne vodovodne instalacije, za razliko od prejšnje generacije sončnih kolektorjev, ki zaradi krhkosti tega ne prenesejo Slabosti: zaradi staranja in dolgotrajnega vpliva visokih delovnih temperatur, notranja kovinska folija s časom izgubi elastičnost, kar povzroča oslabitev samih notranjih stikov ter posledično slabši prenos toplote. Izvedene meritve so pokazale, da je že po šestih mesecih učinkovitost manjša za petnajst odstotkov, ker obratovalne komponente niso v vakuumu, so izpostavljene oksidaciji, sevanje toplote je manjše, posledično so izgube toplote večje 18

31 4.1.4 Toplote cevi oziroma»heat pipes«četrta generacija sončnih kolektorjev (slika 16), je po zasnovi podobna drugi in tretji generaciji. V resnici pa je tehnološko daleč pred vsemi prej opisanimi generacijami. Napredni sončni kolektor sestavljajo toplotna cev, absorbcijska plošča, steklena cev, kovinski tesnilni pokrov, kondenzator in odjemnik. Zunanja steklena cev je sposobna prepustiti v notranjost kar štiriindevetdeset odstotkov sončne svetlobe. To omogoča izdelava steklene u-cevi, ki je iz visokoprosojnega dva in pol debelega borosilikatnega stekla, ki je tudi zelo odporno na zunanje vremenske vplive. Zaradi notranjega podtlaka, ki znaša manj kot tisočinko paskala, so toplotne izgube minimalne, vsi sestavni deli so obvarovani pred korozijo in prahom. Zaradi težnje po največji učinkovitosti absorbiranja, je absorbcijska plošča magnetno naprašena z aluminijevim nitratom. Absorpcijski količnik tako izdelane plošče znaša več kot dvaindevetdeset odstotkov, emisijski količnik pa manj kot osem odstotkov. V bakreni toplotni cevi je določen medij, ki se pri ogrevanju iz tekočega stanja pretvori v parno stanje in potuje proti kondenzatorju. V kondenzatorju odda toploto vodi, nato se utekočini in se ponovno začne gibati proti dnu toplotne cevi, kjer se postopek ponovi (Bioplanet, 2013; Quaschning, 2005). Slika 16 prikazuje sestavo toplotne cevi. Slika 16: Toplotna cev GreenLand Systems (Bioplanet, 2013) 19

32 Slika 17 prikazuje princip delovanja sončnega kolektorja: sončno sevanje upari medij v toplotni cevi, para se giblje po toplotni cevi proti kondenzatorju, uparjen medij v kondenzatorju prenese toploto na ogrevani vodni obtok, nato se prej uparjen medij ohladi ter kondenzira, kondenziran medij se ponovno vrne na dno toplotne cevi, kjer ga sonce spet ogreje in postopek se ponovi, tako da imamo zaključen krožni proces (Quaschning, 2005). Slika 17: Prikaz delovanja toplotne cevi (Quaschning, 2005) Glavne prednosti naprednih sončnih kolektorjev, toplotnih cevi: visoka učinkovitost, visoke delovne temperature, odpornost proti zmrzovanju, prenesejo visoke tlake grelne tekočine, visoka učinkovitost v skrajno neugodnih klimatskih pogojih v vseh letnih časih, v primeru poškodbe posamezne steklene vakuumske cevi sistem deluje nemoteno, 20

33 možnost rotacije posamezne cevi na najboljši vpadni kot sonca (Bioplanet, 2013). Učinkovitost toplotnih cevi GreenLand Systems Spodnji sliki 18 in 19 nam prikazujta učinkovitost naprednih sončnih kolektorjev, toplotnih cevi, GreenLand Systems. Meritev je opravljena za sončni kolektor Green- Land Systems GLX , za kraj Piran. Podatki so obširneje prikazani v Prilogi 1. Oznaka GLX , pomeni 16 vakuumskih cevi, premera 100 milimetrov in dolžine 2000 milimetrov, ki tvorijo modul ali sončni kolektor (Bioplanet, 2013; Izes, 2013). Kot je razvidno iz slik 18 in 19, je učinkovitost sončnih kolektorjev Green- Land System zelo visoka. Kot prikazuje slika 18, za sončni kolektor postavljen pod kotom 33 0, je v mesecu januarju povprečno sončno obsevanje 172 kwh na kolektor. Mesečna toplotna učinkovitost sončnega kolektorja pri segretju do temperature 40 0 C, je 124 kwh. Dnevna toplotna učinkovitost za segrevanje vode iz 15 0 C na 65 0 C, je 72 litrov. V februarju je isti kolektor sposoben proizvesti oziroma dogreti že 117 litrov vode, število pada do novembra, kjer je sposoben dogreti 71 litrov vode in najmanj decembra, ko dogreje 67 litrov vode. Podatki veljajo za postavitev sončnega kolektorja pod kotom

34 Celotno obsevanje na kolektor [kwh] Mesečni toplotni donos za segrevanje vode na 40 C [kwh] Dnevni toplotni donos za segrevanje vode na 40 C [kwh] Povprečna dnevna poraba tople vode, ogrete iz 15 C na 65 C [litri] Januar Februar Marec April Maj Junij Julij Avgust September Oktober November December LETNO Slika 18: Test učinkovitosti GreenLand System sončnih kolektorjev pod kotom 33 0 (Bioplanet, 2013) Slika 19 prikazuje dnevno toplotno učinkovitost za dogrevanje vode iz 15 0 C na 65 0 C. V tem primeru je kot postavitve sončnega kolektorja Če primerjamo sliki 18 in 19, ugotovimo razliko pri učinkovitosti sončnega kolektorja GreenLand Systems. 22

35 Celotna obsevanost kolektorja [kwh] Mesečni toplotni donos pri 40 C [kwh] Povprečni dnevni toplotni donos pri 40 C [kwh] Povprečna dnevna poraba tople vode, ogrete iz 15 C na 65 C [litri] Januar Februar Marec April Maj Junij Julij Avgust September Oktober November December LETNO Slika 19: Test učinkovitosti GreenLand System sončnih kolektorjev pod kotom 56 0 (Izes, 2013) Zanimiva ugotovitev je, da je v primeru postavitve sončnega kolektorja pod kotom 33 0 sončno obsevanje na sončni kolektor manjše. To velja za mesece januar, februar, marec, oktober, november in december - za mesece, ko je ogrevanje potrebno. Za mesece april, maj, junij, julij, avgust in september, pa je sončno obsevanje na sončni kolektor večje. Pri postavitvi sončnega kolektorja pod kotom 56 0, je ravno obratno. V tem primeru je sončni kolektor učinkovitejši v mesecih januar, februar, marec, oktober, november in december. Manjšo učinkovitost pa je opaziti za mesece april, maj, junij, julij, avgust in september. 23

36 Za naš primer je za večjo učinkovitost in posledično boljše ogrevanje vode, smotrnejša postavitev sončnih kolektorjev pod kotom 56 0, saj bomo samo v tem primeru maksimalno izkoristili sončno energijo. Kot smo zgoraj navedli, so meritve opravljene za Piran. Menimo, da večjih razlik v primerjavi z Goriško ne bi bilo, saj si delita tako Piran kot Goriška isto podnebje. Seveda bi ob montaži naprednih sončnih kolektorjev bilo potrebno opraviti podrobnejše meritve za najučinkovitejše sončno obsevanje na kolektorje, vendar trdimo, da se podatki ne bi bistveno razlikovali od zgoraj navedenih. 24

37 5. TOPLOTE ČRPALKE Toplotne črpalke so zaradi sposobnosti prenosa energije iz sistema nižjega temperaturnega nivoja v sistem višjega temperaturnega nivoja z dovajanjem energije dela levega krožnega procesa (slika 20), primerne kot vir grelne moči v sistemih ogrevanja sanitarne vode, kot naprava za prezračevanje in hlajenje. Nižji temperaturni nivo oziroma toplotni vir toplotne črpalke razdelimo na tri glavne skupine: Naravni viri s spremenljivimi temperaturami: okoliški zrak. Naravni viri s konstantnimi temperaturami: površinske vode, podzemne vode, sončna energija. Umetni viri: onesnaženi, odpadni in izrabljen zrak, odpadne vode Višji temperaturni nivo oziroma toplotni ponor so: prostori, katerim se toplota dovaja, voda v sistemu ogrevanja, sanitarna topla voda (Grobovšek, 2009). Slika 20: Levo krožni proces - princip delovanja toplot črpalke (Grobovšek, 2009) 25

38 V odvisnosti od medija, ki ga hladimo (okolica) in v odvisnosti od medija, katerega ogrevamo (prostor), delimo toplotne črpalke na tri tipe, le te so: zrak/voda, voda/voda in zemlja/voda. Ko navajamo tipe toplotnih črpalk, nam prvo mesto predstavlja medij, ki ga hladimo, drugo mesto pa medij, ki ga grejemo. Toplotne črpalke delimo naprej glede na vir toplote krožnega procesa in sicer: kompresijske, pri katerih se krožni proces omogoča z dovajanjem mehanskega dela s pomočjo kompresorja, sorbcijske, absorpcijske in adsorbcijske, pri njih proces hladiva omogoča dovajanje toplotne energije, Vuilleumierove, pri katerih ravno tako proces hladiva omogoča dovajanje toplotne energije (Grobovšek, 2009). 5.1 Delovanje toplotne črpalke Toplotne črpalke za pridobivanje toplote uporabljajo termodinamski proces oziroma levo-smerni krožni proces. Cilj levo-smernega krožnega procesa je prenos energije oziroma toplote iz nižjega temperaturnega nivoja na višji temperaturni nivo. Levosmernemu krožnemu procesu je za prenos energije oziroma toplote iz nižjega na višji nivo, potrebno dovesti kompenzacijsko energijo, ki je mehansko delo kompresorja (slika 21). Temperatura uparjanja delovnega sredstva pri tlaku okolice je -25 in -26 stopinj Celzija (Grobovšek, 2009). Odvijanje levo-smernega krožnega procesa je naslednje: uparjanje (uparjalnik); delovno sredstvo oziroma hladivo uplinimo pri tlaku okolice ter s pomočjo toplote iz okolice (vode, zraka, tal), kompresija (kompresor); uplinjeno delovno sredstvo vodimo v kompresor, tam delovnemu sredstvu povečamo tlačni in temperaturni nivo, kondenzacija (kondenzator); uplinjeno delovno sredstvo vodimo v kondenzator, kjer uplinjeno delovno sredstvo pri višji temperaturi kondenzira in odda toploto, ki se pri kondenziranju sprosti v prostor, 26

39 ekspanzija (ekspanzijska posoda); v procesu ekspanzije se delovnemu sredstvu zniža tlak, nato se ga dovede ponovno v uparjalnik, kjer se krožni proces ponovi. Toplotne črpalke imajo velik izkoristek, saj je razmerje med plačano električno energijo, potrebno za poganjanje kompresorja in ventilatorja, ter med dobljeno toplotno energijo iz okolice ena proti štiri, oziroma ena proti pet. To pomeni, da pri vloženi električni energiji enega kilovata dobimo štiri oziroma pet kilovatov toplotne energije (Grobovšek, 2009). Slika 21: Delovanje in namestitev toplotne črpalke (Grobovšek, 2009) 5.2 Izbira toplotne črpalke V reviji Varčujem z energijo, gospod Tihec navaja dejstva, ki pomagajo pri izbiri toplotne črpalke.»od projektne temperature zunanjega zraka je odvisna izbira monoali bi-valentnega načina obratovanja. Monovalentna izvedba deluje samostojno in pokrije vse toplotne potrebe, bivalenta izvedba pa deluje do zunanje temperature minus petnajst stopinj Celzija, nakar se samostojno izklopi, manjkajočo toploto pa dobimo od toplovodnega kotla ali drugega vira. Toplotno črpalko zrak/voda lahko 27

40 vgradimo kamor koli, saj je zrak povsod na razpolago, posegi v prostor majhni, montaža in vzdrževanje enostavni, stroški vgradnje pa v primerjavi z drugimi sistemi veliko nižji«(tihec, 2008/2009). Tihec še ugotavlja, da je svetovno največji poudarek na razvoju toplotnih črpalk zrak/voda ter je prepričan, da bodo toplotne črpalke zrak/voda prevzele vodilno mesto med toplotnimi črpalkami (Tihec, 2008/2009). Tihec navaja, da pri toplotnih črpalkah tipa zemlja/voda»toploto zemlji odvzemamo z vkopanim cevnim kolektorjem ali globoko vertikalno sondo. Na globini od enega metra in pol pa do dva metra lahko pridobimo od petnajst do štirideset vatov na kvadratni meter, za en kilovat toplotne moči pa potrebujemo dvajset do štirideset kvadratnih metrov zemeljske površine. Zemljišče mora biti enako ali večje od dvojne površine prostora, ki ga želimo ogreti. Če zemljišča nimamo, bo dovolj nekaj metrov za izdelavo vrtine, v katero bomo spustili cevi do 160 metrov globoko, jih zalili s cementnim mlekom in pridobili od petdeset do sto vatov energije na meter globine«(tihec, 2008/2009). Pri tretjem tipu toplotne črpalke voda/voda»potrebujemo črpalni in odtočni vodnjak, iz kubičnega metra vode pa dobimo do šest in pol kilovatov energije«(tihec, 2008/2009). Kot lahko razberemo iz prej navedenih dejstav, je za naš problem, to je, energetska prenova proizvodnega objekta, najprimernejši tip toplotne črpalke zrak/voda. S tem tipom toplotne črpalke najmanj posežemo v naravo, izvedba je najenostavnejša, cenovno najugodnejša. 5.3 Bivalentna toplotna črpalka Bivalentna toplotna črpalka je toplotna črpalka, ki deluje vzporedno z alternativnim virom toplote. Za naš primer sta alternativna vira toplote že obstoječa plinska kotla. V primeru monovalentnega delovanja, je toplotna črpalka sposobna pokrivati toplotne izgube do zunanje temperature -5 stopinj Celzija. V primeru, da zunanja temperatura pade pod -5 stopinj Celzija, začne vzporedno oziroma po tako imenovanem 28

41 bivalentnem načinu, delovati še dodaten vir ogrevanja, ki je v našem primeru plinski kotel (Grobovšek, 2009). Spodnja slika 22 prikazuje bivalentno točko, pri kateri toplotna črpalka ni več sposobna kriti vseh toplotnih potreb objekta in se zato po bivalentnem delovanju pridruži dodaten vir ogrevanja, ki je v primeru na sliki električni grelnik. Na sliki je razvidno, da je toplotna črpalka sposobna nadomeščati toplotne izgube do 11 kw in zunanje temperature do -5 0 C. Slika 22: Bivalentna točka (Grobovšek, 2009) 5.4 Najnižje temperature v Novi Gorici v zadnjih letih Za določitev optimalne bivalentne točke, je potrebno ugotoviti najnižje temperature delovnega okolja toplotne črpalke. Zelo pomembno je določiti optimalno bivalentno točko, saj bomo samo v tem primeru zvišali grelno število toplotne črpalke.»grelno število je osnovni pokazatelj učinkovitosti delovanja toplotne črpalke. Enak je razmerju toplotne energije, ki jo je toplotna črpalka dovedla nekemu prostoru ali mediju, in pogonske energije (mehanske, električne ipd.), s katero poteka proces v njej, oziroma razmerju toplotne moči, ki jo toplotna črpalka preko kondenzatorja oddaja 29

42 stopinje [ C] prostoru ali mediju, ki ga je treba ogrevati, in električne moči elektromotorja, ki poganja njen kompresor«(grobovšek, 2009, str. 89). Spodnja slika 23, prikazuje temperaturne minimume od leta 2002 do 2011, zabeležene pri novogoriški meteorološki postaji. Na sliki 23 so prikazani meseci januar, februar, marec, april, oktober, november in december oziroma meseci, ko je ogrevanje potrebno. Kot je razvidno iz grafa, je bil zabeleženi temperaturni minimum nižji od C, januarju leta 2002; januarju leta 2003; januarju leta 2004; v januarju, februarju, marcu in decembru leta 2005; v januarju in februarju leta 2006; v februarju in decembru leta 2008; decembra 2009; v februarju in decembru Iz sedemdeset opravljenih meritev v desetih letih, je bila zabeležena temperatura pod C samo štirinajstkrat. Iz meritev lahko povzamemo, da za naš primer zadostuje toplotna črpalka z bivalentno točko v -5 0 C, le tako bomo dosegli najvišje grelno število. V primeru nižjih temperatur od -5 0 C, se bosta v našem primeru vključila plinska kotla (Statistični urad, 2013) mesec Slika 23: Temperature v Novi Gorici od leta

43 5.5 Solarna bivalentna toplotna črpalka Raziskava nas je pripeljala do ugotovitve, da je najprimernejši način ogrevanja izbranega proizvodnega objekta, zaradi dobre osončenosti skozi celo leto in milih zim, solarna bivalentna toplotna črpalka. Bivalentna toplotna črpalka nam je že znana, za naš primer bi bila to toplotna črpalka stopnje do -5 0 C, v primeru nižjih temperatur bi gretje prevzela plinska kotla. Izraz solarna pa pomeni, da bi se bivaletnemu načinu delovanja priključili še napredni sončni kolektorji. Za razliko od plinskih kotlov, ki grejejo oziroma se vključijo samo v primeru, ko temperatura pade pod -5 0 C, bi napredni sončni kolektorji nenehno delovali. Dejansko bi sončni kolektorji in toplotna črpalka vzporedno ogrevali proizvodni objekt. S tem bi še povečali grelno število. Spodnja slika 24 shematsko prikazuje izvedbo ogrevanja proizvodnega objekta. Kot vidimo, imamo napredne sončne kolektorje, ki vzporedno s toplotno črpalko grejejo proizvodni objekt. Toplotna črpalka in napredni sončni kolektorji ogrevajo vodo v senzibilnem hranilniku toplote. Ogreta voda gre v odvisnosti od potrebe po toploti v izmenjevalec, kjer se toplota prenaša na zrak, ki ga nato preko toplozračnega sistema ogrevanja dovajamo v proizvodne prostore. Na sliki spodaj, sta postavljena plinska kotla, ki v primeru nižjih temperatur od -5 0 C prevzameta ogrevanje. Puščičaste črte prikazujejo potek vodnega kroga, debelejše črte toplovodni krog, tanke črte pa hladnovodni krog. 31

44 I NSK SHT TČ PK PK I izmenjevalec toplote SHT senzibilni hranilnik toplote NSK napredni sončni kolektor TČ toplotna črpalka PK plinska kotla Slika 24: Shematski prikaz postavitve ogrevanja za proizvodni objekt Hranilnik toplote je potreben zaradi učinkovitejšega izkoriščanja toplote, pravilnejšega in neprekinjenega delovanja kompresorja toplotne črpalke za obdobje do 10 minut, izognemo se nenehnemu vklapljanju in izklapljanju kompresorja, kar pripomore k daljši življenjski dobi kompresorja in nam omogoča konstantni pretok ogrevane vode (Grobovšek, 2013). V našem primeru opisujemo senzibilno stanje. Senzibilno stanje je segrevanje medija na osnovi povečanja notranje energije. Na vodo v hranilniku se torej prenaša toplota iz toplovodne zanke, ki prihaja denimo iz toplotne črpalke (Garg in drugi, 1985). 32

45 6. DIMENZIONIRANJE OGREVANJA Pri dimenzioniranju ogrevanja smo ugotavljali: porabo plina, v primeru izolacije proizvodnega objekta, porabo energije, v primeru izolacije proizvodnega objekta ter bivalentnem delovanju toplotne črpalke in naprednih sončnih kolektorjev. Najprej smo računali razliko privarčevane energije v primeru izolacije proizvodnega objekta proti neizoliranemu proizvodnemu objektu. Nato smo računali razliko privarčevane energije v primeru izolacije proizvodnega objekta in bivalentnem delovanju toplotne črpalke in sončnih kolektorjev proti stanju pred prenovo objekta. Vse skupaj smo računsko ovrednotili ter podali ugotovitve o izbrani metodologiji dela. 6.1 Poraba plina pri ogrevanju proizvodnega objekta za obstoječe stanje Podatki, zajeti v spodnji tabeli (slika 25) so bili pridobljeni v podjetju Meblo Signalizacija in prikazujejo porabo plina za leto 2010 ter 2011, izraženo v kubičnih metrih (m 3 ). Tabela prikazuje sedem mesecev, ker nas dejansko zanimajo samo meseci, ki zahtevajo ogrevanje. Prikazana poraba zajema tako plin za ogrevanje, kot plin, potreben za delovanje proge za prašno barvanje. Naslednji potreben korak je odštevek plina, ki ga je potrebovala proga za svoje delovanje od skupne porabe plina. januar februar marec april oktober november december [m 3 ] [m 3 ] [m 3 ] [m 3 ] [m 3 ] [m 3 ] [m 3 ] leto 2010 leto Slika 25: Poraba plina 2010/11 33

46 Znano je, da proga za prašno barvanje porabi povprečno 6,7 m 3 plina na uro. Po podatkih pridobljenih na podjetju Meblo Signalizacija, je proga delovala približno dve tretjini delovnih dni v posameznem mesecu. Na sliki 26 je prikazana povprečna poraba plina za ogrevanje za leto 2010 in Od povprečne porabe plina smo odšteli porabo plina za delovanje proge in tako dobili dejansko porabo plina za ogrevanje proizvodnega objekta. Porabo plina smo izračunali po formuli (1) in (2): x (1) poraba plina za ogrevanje proizvodnega objekta (2) januar [m 3 ] februar [m 3 ] marec [m 3 ] april [m 3 ] oktober [m 3 ] november [m 3 ] december [m 3 ] Skupaj [m 3 ] leto leto poraba plina za ogrevanje proizvodnega objekta 2010 poraba plina za ogrevanje proizvodnega objekta 2011 povprečna poraba plina za ogrevanje za leto 2010/ Slika 26: Povprečna poraba plina za ogrevanje 2010/

47 Zadnja vrstica, obarvana z modro barvo, prikazuje povprečno porabo plina za mesece, ki zahtevajo kurjavo. Številke so rezultat porabe plina za obstoječe stanje, to je neizoliran proizvodni objekt in z obstoječo tehnologijo za ogrevanje, to sta plinska kotla. 6.2 Poraba plina v primeru izolacije objekta Za pravilno izvedbo projekta moramo izpolnjevati zakonodajo o učinkoviti rabi energije v stavbah. Potrebno je vedeti, da obravnavamo primer energetske obnove že obstoječega objekta, zato se bomo ravnali po 16. členu uradnega lista Republike Slovenije (uradni list RS, št. 52/2010), ki predpisuje:»energijska učinkovitost stavbe je dosežena, če je poleg zahtev iz 7. člena tega pravilnika najmanj 25 odstotkov celotne končne energije za delovanje sistemov v stavbi zagotovljeno z uporabo obnovljivih virov energije v stavbi«. Zato smo podrobneje izpostavili tri glavne člene zakonodaje, s pomočjo katerih smo v nadaljevanju naloge računali energijsko učinkovitost: koeficient specifičnih transmisijskih toplotnih izgub H'(T) (3) skozi površino toplotnega ovoja stavbe - mora biti enak ali manjši, kot vrednost na desni strani enačbe. (uradni list RS, št. 52/2010): (3) predpisuje nam letno potrebno toploto za ogrevanje Q(NH) (4), to je količino toplote, ki jo lahko v obdobju enega leta dovedemo v stavbo, za upoštevanje zakonodaje. Količino toplote dobimo z enačbo predpisano za ne-stanovanjske objekte (uradni list RS, št. 52/2010): Q(NH)/V 0,32 ( f(0) 4,4 T(L)) ( )) (4)»energijska učinkovitost stavbe je dosežena tudi, če je delež končne energije za ogrevanje: - najmanj 25 odstotkov iz sončnega obsevanja, 35

48 - najmanj 30 odstotkov iz plinaste biomase, - najmanj 50 odstotkov iz trdne biomase, - najmanj 70 odstotkov iz geotermalne energije, - najmanj 50 odstotkov iz toplote okolja«(uradni list RS, št. 52/2010). Za izračun prve točke, koeficienta specifičnih transmisijskih toplotnih izgub, smo potrebovali povprečno letno temperaturo Tl, ki je za Novo Gorico 14,3 0 C (MEPNG, 2013). Površina strehe proizvodnega objekta je 5665,28 m 2, grajena je iz 2 milimetrskih azbestnih plošč, toplotne prevodnosti 0,7 W/m 2 K. Površina tal je 5330 m 2, grajena so iz 30 centimetrov debelega betona, toplotna prevodnost tal je 1,1 W/m 2 K. Površina zidov proizvodnega objekta je 1730 m 2, debelina zidu je 32 centimetrov, od tega je 1 centimeter zidnega ometa na notranjosti zidu in 2 centimetra zidnega ometa na zunanji strani zidu, toplotna prevodnost zidnega ometa je 0,80 W/m 2 K, zid je grajen iz betonskih votlih zidakov, toplotne prevodnosti 0,85 W/m 2 K. Skupna površina plašča je 12725,28 m 2. Steklena površina oziroma površina oken je 1019,05 m 2. V 1019,05 m 2 okenskih površinah je zajetih 399,85 m 2 steklenih površin dvoslojnih oken, za katere literatura navaja toplotno prevodnost enako 2,8 W/m 2 K ter 619,2 m 2 strešnih plastičnih oken, katerih namen je bil propustnost svetlobe v objekt. V literaturi so opisana kot robustnejša plastika, se pravi odpornejša na vremenske vplive, njena toplotna prevodnost pa je 0,7 W/m 2 K. Površina kovinskih vrat je 59,125 m 2, njihova debelina je 1 milimeter; v literaturi je navedena toplotna prevodnost železa, ki je 67 W/m 2 K. Površina dvižnih najlonskih vrat je 44,625 m 2, debelina le-teh je 2 milimetra. V literaturi je navedeno, da je toplotna prevodnost tega materiala 0,185 W/m 2 K. (Meblo Signalizacija, 2013; Kraut in drugi, 2002; Herr, 1997; Tajhmajster, 2013). Za izračun koeficienta specifičnih transmisijskih toplotnih izgub H'(T) smo uporabljali enačbo (5). V enačbi predstavlja toplotno prehodnost zraka v notranjosti, pa predstavlja toplotno prehodnost zraka zunaj. Mali d predstavlja debelino zidu, pa toplotno prevodnost stene. Za toplotno prehodnost zraka v notranjosti, je v litera- 36

49 turi določeno število 6 8 W/m 2 K, za toplotno prehodnost zraka zunaj pa W/m 2 K (Drev in Onuk, 2007). (5) Uz = (5.1) Us = (5.2) Ut= (5.3) Uso= 5,07 (5.4) Ukv= (5.5) Unv= (5.6) Uo= 2,8 (5.7) Iz zgornjih enačb smo izračunali koeficiente toplotne prehodnosti skozi gradbene elemente v plašču proizvodnega objekta. Tako smo ugotovili, da je koeficient toplotne prehodnosti skozi zidove U z, ki mejijo z zunanjostjo, 1,75, koeficient toplotne prehodnosti strehe U s =, koeficient toplotne prehodnosti tal U t =, koeficient toplotne prehodnosti oken na strehi, namenjenih prepuščanju svetlobe, U so = 5,07, koeficient toplotne prehodnosti kovinskih vrat U kv =, koeficient toplotne prehodnosti najlonskih vrat U nv = ter koeficient toplotne prehodnosti steklenih površin oziroma oken po že obstoječih navedbah proizvajalca Tajhmajster, U o = 2,8. 37

50 Po izračunu zakonsko določene enačbe o koeficientu specifičnih transmisijskih toplotnih izguba (6 in 6.1) smo dobili (uradni list RS, št. 52/2010): = U (6) f0 = (7) z = (8) = 0,461 (6.1) Enačbe vsebujejo oznake, ki pomenijo: Tl je povprečna letna temperatura za Novo Gorico, f 0 je faktor oblike, ki je»razmerje med površino toplotnega ovoja stavbe in neto ogrevano prostornino stavbe «(7) (uradni list RS, št. 52/2010). Ter neznanka z, ki pomeni razmerje med površino oken oziroma gradbenih odprtin in površino toplotnega ovoja stavbe (8). Kot je razvidno iz sklopa enačb (5), v nobenem primeru trenutno stanje objekta ne izpolnjuje predpisa o koeficientu specifičnih transmisijskih toplotnih izgubah, ker v nobenem primeru ni U manjši ali enak 0,461. Podatek 0,461, je naš mejni podatek, ki v nobenem primeru ne sme biti prekoračen s strani specifičnega koeficienta transmisijskih toplotnih izgub. Poleg zakonsko predpisanega specifičnega koeficienta transmisijskih toplotnih izgub, moramo za pridobivanje kredita v okviru javnega poziva Ekosklada, slediti naslednjim mejnim številom specifičnega koeficienta transmisijskih toplotnih izgub (slika 27): 38

51 Debelina izolacije najmanj [cm] Toplotna prevodnost izolacijskega materiala [W/mK] 1. Zunanje stene 15 0, Strehe/podstrešja 25 0,045 Slika 27: Debelina izolacije in mejna toplotna prevodnost (ENSVET, 2013)»Namesto izolacijskega materiala s toplotno prevodnostjo λ = 0,045 W/mK, lahko pri fasadi uporabite ustrezno debelino drugega izolacijskega materiala (d), da bo razmerje λ/d enako ali manjše od 0,3 W/m 2 K«(Energetsko svetovanje ENSVET, 2013).»V skladu s PQUASCHNING 2, Tehnično smernico TSG-1-004:2010, ki je podrobneje prikazan v Prilogi 2, toplotna prehodnost elementov zunanje površine stavbe in ločilnih elementov delov stavbe z različnimi režimi notranjega toplotnega ugodja, ki se določi po standardih SIST EN ISO 6946 in SIST EN ISO 10211, ne sme presegati naslednjih vrednosti«(ensvet, 2013).»Energijsko prenovo obstoječih stavb, ogrevanih nad 19 0 C, priznani stroški vključujejo izvedbo enega ali več naslednjih ukrepov: toplotno zaščito toplotnega ovoja: - zunanjih sten in sten proti neogrevanim prostorom z najmanj 15 cm izolacijskega materiala, s toplotno prevodnostjo λ 0,045 W/mK ali ustrezno debelino drugega izolacijskega materiala (d), da bo razmerje λ/d 0,30 W/m 2 K. Navedeno razmerje mora biti izkazano tudi v primeru naravnih izolacijskih materialov, in sicer ne glede na vrednost toplotne prevodnosti (λ). Za sisteme kontaktno-izolacijskih fasad so dovoljeni le fasadni sistemi, ki imajo evropsko tehnično soglasje ETAG 004, 39

52 - stropa proti neogrevanemu prostoru oziroma ravne ali poševne strehe z najmanj 25 cm izolacijskega materiala, s toplotno prevodnostjo λ 0,045W/mK ali ustrezno debelino drugega izolacijskega materiala (d), da bo razmerje λ/d 0,18 W/m 2 K, toplotno zaščito tal na terenu ali tal nad neogrevanimi prostori z najmanj 15 cm izolacijskega materiala, s toplotno prevodnostjo λ 0,045 W/mK ali ustrezno debelino drugega izolacijskega materiala (d), da bo razmerje λ/d 0,30 W/m 2 K, vgradnjo energijsko varčnega zunanjega stavbnega pohištva in senčil, pri tem vrednosti toplotne prehodnosti, določene po veljavnih standardih, ne smejo presegati vrednosti: - 1,3 W/m 2 K pri oknih (steklo in okvir) s profilom iz umetne mase, lesa ali njune kombinacije, - 1,6 W/m 2 K pri oknih (steklo in okvir) s profilom iz kovine, - 1,4 W/m 2 K pri strešnih oknih, - 1,6 W/m 2 K pri vhodnih vratih, - 2,0 W/m 2 K pri garažnih vratih, vgradnjo sodobnih sistemov ogrevanja in hlajenja z visokim izkoristkom energije«(eko sklad, 2013). V naslednjih nekaj vrsticah smo ugotavljali, ali objekt izpolnjuje oziroma ali je znotraj zakonsko predpisane letne potrebe po toploti. Enačba za ugotavljanje letne potrebe po toploti, oziroma toplotnih izgub za nestanovanjske stavbe je naslednja (9) (uradni list RS, št. 52/2010): Q(NH)/V(e) 0,32 ( f(0) - 4,4 T(L)) ( ) (9) Toplotne izgube smo računali z zunanjo projektno temperaturo 10 0 C, v tem primeru smo proizvodni objekt imeli bolje izoliran z manjšo potrebo po toploti, za projektno temperaturo v notranjosti proizvodnega objekta smo izbrali temperaturo 19 0 C. Za pravilno izračunanje toplotnih izgub, smo morali od površine zidov odbiti površino oken, površino kovinskih vrat ter površino najlonskih dvižnih vrat, torej 1730 m 2 40

53 399,85 m 2 59,125 m 2 44,625 m 2 = 1226,4 m 2, da smo dobili dejansko površino zidov, ki smo jo uporabljali pri računanju toplotnih izgub. Ravno tako je bilo potrebno od površin strehe odbiti površino svetlobnih oken, torej 5665,28 m 2 619,2 m 2 = 5046,08 m 2. Za izračunanje toplotnih izgub smo uporabili naslednje enačbe (10) (Drev in Onuk, 2007): (10) (10.1) (10.1.1) (10.2) (10.2.1) (10.3) (10.3.1) (10.4) (10.4.1) (10.5) (10.5.1) (10.6) (10.6.1) (10.7) (10.7.1) Skupne toplotne izgube objekta so prikazane v enačbi (11) (Drev in Onuk, 2007): 41

54 (11) Skupne toplotne izgube proizvodnega objekta v eni uri so izračunane z enačbo (12): (12) (12.1) Po predpisu zakonodaje, z enačbo (13) izračunamo toplotne izgube na m 3, te morajo biti manjše ali enake desni strani (uradni list RS, št. 52/2010): Q(NH)/V(e) 0,32 ( f(0) - 4,4 T(L)) ( ) (13) (13.1) Sedaj smo izračunali, da so enourne izgube proizvodnega objekta 35,45. Za leto 2010/11 je bil temperaturni primanjkljaj 2339 dan K (uporabili smo podatke iz meteoroloških meritev postaje Bilje). Na leto porabimo naslednjo količino energije, izračunano po enačbi (14): (14) Zakonodaja nam predpisuje naslednje (15) (uradni list RS, št. 52/2010): 0,32 ( f(0) - 4,4 T(L)) (15) (15.1) (15.2) Kot je razvidno iz zgornje enačbe (15.2), je poraba toplote objekta v obstoječem stanju krepko nad predpisano. 42

55 6.3 Izolacija objekta Priporočeni materiali za izolacijo objekta so različni. Izolativne materiale izbiramo glede na njihovo najmanjšo toplotno prevodnost (slika 28), enostavnost adaptacije ter seveda tudi na samo maso materiala (slika 28) in nabavno ceno. Gospod Žitnik v Gospodarskem vestniku za izolacijo strehe med drugimi priporoča stekleno volno, ki ima zelo nizko toplotno prevodnost in je lahek material, ki dopušča razna preoblikovanja glede na obliko strehe. Debelino plasti steklene volne priporoča od 4 pa do 12 centimetrov, cena za 10 centimetrov debelo plast je 4,79 /m 2. Za toplotno izolacijo sten naj bi uporabili utorjen penjeni poliuretan, debeline od 1 do 14 centimetrov, cena debeline 10 centimetrov je 14,99 /m 2. Tla naj bi izolirali s poltrdim polistirenom, debeline od 1 do 14 centimetrov, cene so enake kot za poliuretan (Žitnik, 2008; Merkur, 2013). Proizvodni objekt ima velike toplotne izgube skozi okna in vrata. Podjetje Tip-Top okna trenutno ponuja pod promocijsko ceno 9,64 /m 2 tri slojna okna s toplotno prehodnostjo 0,5, kar je sicer več od zakonsko določenega mejnega koeficienta transmisijskih toplotnih izgub, vendar so trenutno to najvarčnejša okna na trgu. Svetlobna okna v strehi, ki so iz ojačane plastike, ki ima specifični koeficient toplotnih izgub 0,7, smo v nalogi nadomestili s štiri slojno zasteklitvijo s specifičnim koeficientom toplotnih izgub 0,4, promocijska cena take zasteklitve je 24,56 /m 2 (TIP-TOP, 2013). Pri podjetju Leskal ponujajo tako imenovana Pasivna krila, to so vhodna vrata s specifičnim koeficientom toplotnih izgub 0,8, ki je še vedno višji od zakonske mejne vrednosti. Zato smo obstoječa kovinska vrata izolirali (Leskal, 2013). Najlonska vrata smo zamenjali z industrijskimi sekcijskimi vrati, ki imajo specifični koeficient toplotnih izgub 1,2, cena industrijskih sekcijskih vrat je 2600 za kos (Proplan, 2013). 43

56 Slika 28: Toplotna prevodnost izolacijskih materialov (Gruden, 2008) V nadaljevanju smo računali koeficient specifičnih transmisijskih toplotnih izgub (16) (Drev in Onuk, 2007), za primer izolacije proizvodnega objekta. Zaradi težnje po upoštevanju zakonodaje, smo debelino plasti toplotne izolacije povečevali oziroma zmanjševali, tako da so rezultati ustrezali zakonodaji in da so bili stroški investicije čim manjši. (16) Pri izolaciji zidov smo uporabljali penjeni poliuretan, ki ima toplotno prevodnost od 0,025 W/mK do 0,040 W/mK. Računali smo s srednjo vrednostjo 0,0325 W/mK (16.1): Uz = (16.1) Kot je razvidno iz rezultata enačbe (16.1), imamo v primeru dodajanja izolacijske plasti debeline 14 centimetrov veliko manjši koeficient specifičnih toplotnih izgub, kot ga zahteva zakonodaja, ter veliko manjši toplotni koeficient kot je potreben za pridobivanje kredita s strani Eko sklada. Zato smo plast toplotne izolacije stanjšali in sicer na 11 centimetrov in s tem tudi zmanjšali investicijske stroške (16.2): 44

57 Uz = (16.2) V primeru 11 centimetrske plasti toplotne izolacije izpolnjujemo zahteve, tako zakonske kot zahteve za pridobivanje kredita s strani Eko sklada. Za izolacijo strehe smo uporabljali stekleno volno, ki ima toplotno prevodnost od 0,032 do 0,038 W/mK. V tem primeru smo poskušali računati z najmanjšo priporočano izolativno plastjo, ki je 4 centimetre. Računali smo s srednjo vrednostjo toplotne prevodnosti, ki je 0,035 W/mK (16.3): Us = (16.3) Kot je razvidno iz rezultata enačbe (16.3), 4 centimetrska toplotna izolacija zdaleč ne zadošča. Zato smo debelino plasti toplotne izolacije povečali na 8 centimetrov, kar je izračunano v enačbi (16.4): Us = (16.4) Z 8 centimetrsko plastjo toplotne izolacije smo dosegli specifični koeficient toplotnih izgub 0,403, to zadostuje za izpolnjevanje mejnega koeficienta 0,461 W/m 2 K, vendar ni v skladu s pravilnikom o učinkoviti rabi energije (PURES 2), ki je prikazan v prilogi 2. V tabelah je mejni specifični koeficient toplotnih izgub strehe 0,2, zato nismo upravičeni do kredita s strani Eko sklada, zato je potrebno izolacijo še povečati (16.5): Us = (16.5) V primeru, da streho objekta izoliramo s toplotno izolacijo debeline 20 centimetrov, dosežemo specifični koeficient toplotnih izgub kar izpolnjuje tudi PURES 2, in v tem primeru smo upravičeni do pridobivanja kredita s strani Eko sklada. 45

58 Po priporočilih gospoda Žitnika, tla izoliramo s poltrdim ekstrudiranim polistirenom. V enačbi (16.6) smo najprej računali z najmanjšo priporočljivo izolativno plastjo, ki je 4 centimetre, srednja vrednost toplotne prevodnosti je 0,0375 : Ut= (16.6) Rezultat ni manjši od zakonske mejne vrednosti, zato smo plast izolacije povečali na 13 centimetrov (16.7): Ut= (16.7) V primeru izolacijske plasti debeline 13 centimetrov, se vrednost specifičnega koeficienta toplotnih izgub zmanjša na. Svetlobna okna ki so iz odpornejše plastike bomo nadomestili s štiri slojno zasteklitvijo specifičnega koeficienta toplotnih izgub 0,4 (16.8) Uso= 0,4 (16.8) Tole je sprejemljivo tako s strani zakona kot PURESA 2. PURES 2 nam dovoljuje za strešna okna specifični koeficient toplotnih izgub do 1,40. Kovinska vrata smo izolirali s 7 centimetrov debelo plastjo steklene volne (16.9): Ukv= (16.9) Kot je razvidno iz rezultata enačbe (25), smo s sanacijo kovinskih vrat dosegli, da je specifični koeficient toplotnih izgub manjši od zakonsko predpisanega ter tudi manjši od določil PURES-a 2, ki nam dovoljuje specifični koeficient toplotnih izgub do 1,60 za vhodna vrata. Tako smo privarčevali pri nakupu novih vrat. 46

59 Za doseganje specifičnega koeficienta toplotnih izgub, smo bili primorani najlonska vrata zamenjati z novimi industrijskimi sekcijskimi vrati, ki imajo specifični koeficient toplotnih izgub 1,20 (16.10): Usv= (16.10) V tem primeru je specifični koeficient toplotnih izgub manjši kot ga določa PURES 2, le ta je 2, zato je ta rešitev sprejemljiva. Obstoječa okna smo v nalogi zamenjali s tri slojnimi okni, specifičnega koeficienta toplotnih izgub 0,5 (16.11). Uo= 0,5 (16.11) Po preračunu specifičnih koeficientov toplotnih izgub za primer izolacije objekta, smo v nadaljevanju naloge ugotavljali, ali objekt izpolnjuje predpisane letne potrebe po toploti v primeru izolacije objekta, z naslednjo enačbo (17) (Uradni list RS, št. 52/2010): Q(NH)/V(e) 0,32 ( f(0) - 4,4 T(L)) ( ) (17) Za primerjavo leve in desne strani enačbe je najprej potrebno izračunati toplotni tok oziroma toplotne izgube objekta v razmerju z volumnom po naslednji enačbi (18) (Drev in Onuk, 2007): (18) (18.1) (18.1.1) (18.2) 47 (18.2.1)

60 (18.3) (18.3.1) (18.4) (18.4.1) (18.5) (18.5.1) (18.6) (18.6.1) (18.7) (18.7.1) Skupne toplotne izgube objekta so (19) (Drev in Onuk, 2007): (19) Skupne toplotne izgube objekta v eni uri so (20) (Drev in Onuk, 2007): (20) (20.1) Po predpisu zakonodaje izračunamo toplotne izgube na m 3 in morajo biti manjše ali enake desni strani obrazca (21) (Uradni list RS, št. 52/2010): Q(NH)/V(e) 0,32 ( f(0) - 4,4 T(L)) ( ) (21) (21.1) 48

61 Sedaj smo izračunali, da v eni uri proizvodni objekt porabi 1,91. Za leto 2010/11, je bil temperaturni primanjkljaj 2339 dan K (podatki so bili pridobljeni pri meteorološki postaji Bilje). V enem letu porabi proizvodni objekt naslednjo količino energije (22): (22) Zakonodaja nam predpisuje naslednje (23) (Uradni list RS, št. 52/2010): 0,32 ( f(0) - 4,4 T(L)) (23) (23.1) (23.2) Kot je razvidno iz zgornje enačbe, je poraba toplote objekta po izolaciji le-tega., kar še vedno ni manjše od zakonsko določene porabe toplote, ki je 1, Letni prihranek plina v primeru izoliranosti objekta Letni prihranek plina bomo izračunali z naslednjo enačbo (24) (ENSVET, 2013): (24) (24.1) (24.1.1) (24.2) 49 (24.2.1)

62 (24.3) (24.3.1) (24.4) (24.4.1) (24.5) (24.5.1) (24.6) (24.6.1) (24.7) (24.7.1) Po naslednji enačbi (25) seštejemo skupne letne izgube skozi konstrukcijo objekta (ENSVET, 2013): (25) ,46 kwh/leto (25.1) Enačba (26) prikazuje letno porabo plina (ENSVET, 2013): (26) 3 (26.1) Označbe: Qsli skupne letne toplotne izgube skozi konstrukcijo industrijskega objekta 50

63 Lpp letna poraba plina A površina računanega gradbenega elementa Tp»Temperaturni primanjkljaj (stopinjski dnevi izražen je v enotah «stopinja dan«, krajše dan K, ang.: degree days) za ogrevanje je pokazatelj»intenzivnosti zime«in posledično potreb po ogrevanju, zato se uporablja za klimatsko korekcijo pri izračunu porabe energije za ogrevanje v stavbah«(petrol, 2013) dan K je temperaturni primanjkljaj za leto 2010/2011 (podatki pridobljeni pri meteorološki postaji Bilje pri Novi Gorici). Hi kurilnost, za zemeljski plin je 35,883 MJ/m 3, kar je enako 9,72 kwh/m 3 (Kraut in drugi, 2002; Pretvornik merskih enot, 2013) n izkoristek plinskih kotlov, ki je 0,92 Kot je razvidno iz rezultata enačbe (37), bi v primeru izolacije objekta porabili 16313,29 m 3 plina. V primeru neizoliranega objekta je bila letna poraba plina m 3 kar je stalo podjetje po današnjih cenah plina, ki je od ,438 za m 3, 26762,24 /leto. V primeru izoliranega objekta pa bi bila poraba plina 16313,29 m 3, kar bi pomenilo 7145,22 /leto. To pomeni, da bi podjetje privarčevalo /leto. 6.5 Poraba energije v primeru izolacije proizvodnega objekta ter bivalentnem delovanju toplotne črpalke in naprednih sončnih kolektorjev V nadaljevanju smo skušali ugotoviti porabo plina za primer izolacije objekta ter bivalentnem delovanju toplotne črpalke in naprednih sončnih kolektorjev. Za potrebe proizvodnega objekta, ki ima toplotne izgube enake 68,33 kw, smo izbrali toplotno črpalko TČK ZVR 77. Toplotna črpalka zrak/voda ima nazivno toplotno moč 77 kw ter električno moč 23,4 kw. Cena take toplotne črpalke je Za spoštovanje zakonodaje je potrebno 25 % energije pridobiti iz sončnega obsevanja. Potrebno energijo smo pridobili z naprednimi sončnimi kolektorji GreenLand Systems GL100-24PT. To so napredni sončni kolektorji z vakuumskimi cevmi s suhim spojem ter 51

64 pasivnim spremljanjem vpadnega kota. Napredni sončni kolektor GL100-24PT ima izhodno moč 3,3 kw, cena takega sončnega kolektorja je 2880 (Megaterm, 2013). Izkoristek sončnih kolektorjev je variabilen glede na obdobje v letu. Kot je razvidno iz slike 29, delujejo sončni kolektorji v najhladnejših mesecih, na primer januarja in decembra s 40 % izkoristkom, februarja s 45 % izkoristkom, novembra s 50 % izkoristkom, marca s 55 % izkoristkom in aprila ter oktobra s 70 % izkoristkom. Sledita enačbi (27) in (28): (27) (28) Slika 29: Izkoristek sončnih kolektorjev (Bioplanet, 2013) Enačba (27) prikazuje, da je za spoštovanje zakonodaje potrebno 17,08 kw energije pridobiti iz sončnega obsevanja, kar je razvidno iz enačbe (28), to je vsota 13 sončnih kolektorjev. Iz tega sledi, da bomo morali na proizvodni objekt montirati 13 sončnih kolektorjev, le tako bomo tudi v najhladnejših mesecih spoštovali zakonodajo. Spodnja tabela (slika 30) prikazuje izhodne moči sončnih kolektorjev za mesece, za katere je potrebno ogrevanje. 52

65 januar februar marec april oktober november december skupaj Pridobljena energija v kw 17,16 19,31 23,60 30,03 30,03 21,45 17,16 207,58 Slika 30: Izhodne moči sončnih kolektorjev Kot smo ugotovili zgoraj, je poraba plina za primer izoliranosti proizvodnega objekta ,29 m 3 /leto. S toplotno črpalko in sončnimi kolektorji lahko nadomestimo v celoti potrebo po plinu do temperature 5 0 C. Pri tej temperaturi toplotna črpalka ne bi bila več sposobna nadomestiti toplotnih izgub in tako bi se bivalentno vključila plinska kotla. Tudi sončni kolektorji ne bi bili sposobni ogrevati, ker je navadno pri temperaturi 5 0 C oblačno, zato sonce ni sposobno ogreti ozračja. Po meteoroloških podatkih meteorološke in ekološke postaje v Novi Gorici, je bila leta 2010/11 temperatura pod 5 0 C zabeležena dvakrat. Iz navedenih podatkov lahko zaključimo, da bi za leto 2010/11 privarčevali celotno količino plina za ogrevanje. 6.6 Poraba električne energije Slika 31 prikazuje pridobljeno energijo s sončnimi kolektorji (SK), ki je variabilna glede na izkoristek posameznega meseca. januar februar marec april oktober november december Pridobljena energija v kw iz SK 17,16 19,31 23,60 30,03 30,03 21,45 17,16 Nazivna moč TČ v kw toplotna 68,33 68,33 68,33 68,33 68,33 68,33 68,33 53

66 Nazivna toplotna moč TČ nazivna toplotna moč SK (kw) 51,17 49,02 44,73 38,3 38,3 46,88 51,17 Poraba električne moči KW, glede na nazivne toplotne moči TČ 18,5 18,5 18,5 11,6 11,6 13,2 18,5 Slika 31: Elektirčna moč V drugem stolpcu je prikazana nazivna toplotna moč toplotne črpalke (TČ). V tretjem stolpcu je razlika med nazivno močjo toplotne črpalke in pridobljeno energijo sončnih kolektorjev, pomembnost tretje vrstice je potrebna toplotna moč, glede na katero v nadaljevanju manjšamo potrebno moč toplotnih črpalk in s tem potrebno električno energijo, ki je prikazana v četrti vrstici, za pogon le-teh. S pomočjo enačbe (29), smo računali porabo električne energije za posamezen mesec. (29) E poraba električne energije du delovne ure toplotne črpalke na mesec etp energija potrebna za pogon toplotne črpalke Cena električne energije pri podjetju E3, je 0,07709 /kwh (E 3, 2013). (29.1) 54

67 (29.1.1) (29.2) (29.2.1) (29.3) (29.3.1) (29.4) (29.4.1) (29.5) (29.5.1) (29.6) (29.6.1) (29.7) (29.7.1) V enačbi (30) je izračunana skupna letna poraba električne energije, v enačbi (31) pa pomnožimo skupno porabo električne energije s ceno električne energije. (30) (31) /leto (31.1) Kot je razvidno iz naloge, je bila poraba plina pri neizoliranem objektu m 3, kar je znašalo 26762,24 /leto. V primeru izoliranosti proizvodnega objekta ter vgra- 55

68 dnji toplotne črpalke in sončnih kolektorjev, bi bila poraba energije za ogrevanje 19121,6 kwh oziroma 1474,08 /leto na kurilno sezono. S slednjo metodologijo računanja ter primerjanja tehnologij ogrevanja smo ugotovili, da je ogrevanje s toplotno črpalko ter sončnimi kolektorji neprimerljivo cenejše proti plinski tehnologiji. Seveda smo do te točke v nalogi izračunali samo stroške energije, ki nastanejo pri delovanju toplotne črpalke. V nadaljevanju naloge smo izračunali celotne stroške, ki nastanejo s toplotno črpalko, od nakupa, pa do delovanja toplotne črpalke ter izračune primerjali s stanjem proizvodnega objekta pred prenovo in komentirali ugotovitve. 56

69 7. EKONOMSKA UPRAVIČENOST TEHNOLOGIJ V tem poglavju smo primerjali stroške, ki nastanejo po dvajsetih letih ogrevanja pri dejanskem stanju, to so plinski kotli, ter stroške, ki nastanejo v primeru investicije v energijsko prenovo proizvodnega objekta. Ugotavljali smo nastale stroške za ekonomsko dobo dvajsetih let, saj se v tem obdobju amortizira proizvodni objekt, sončni kolektorji ter toplotna črpalka. Za primerjanje in ugotavljanje stroškov smo uporabili ekonomske metode vrednotenja učinkov, ki zajema odplačilno dobo projekta, neto sedanjo vrednost projekta, interno stopnjo donosnosti projekta ter metodo družbenih stroškov in koristi oziroma kazalce uspešnosti projekta. Slika 32 prikazuje stroške, ki nastanejo pri ogrevanju na plin za ekonomsko dobo dvajsetih let. Kot je razvidno, bo podjetje po dvajsetih letih ogrevanja na plin, prikrajšano za struktura Ekonomska doba projekta leta SKUPAJ PRIHODKI PRIHODKI ELEKTRIKE privarčevana elektrika PRIHODKI FINANCIRANJA Eko sklad OSTANEK VREDNOSTI PROJEKTA ostanek vrednosti osnovnih sredstev ostanek vrednosti obratnih sredstev ODHODKI POSL.ODH.,MAT.IN NEMAT.STROŠKI stroški blaga,mater.in storitev investicije v obratna sredstva strošek plina vzdrževanje plinskih kotlov ODHODKI FINANCIRANJA Anuiteta Eko sklada NETO SKUPNI DONOS KOMULATIVNI SKUPNI DONOS Slika 32: Stroški ogrevanja na plin 57

70 Za pridobitev nepovratnih sredstev poslovni objekti niso upravičeni. Ker pa smo proizvodni objekt energetsko prenovili kot zahteva Eko sklad ter pravilnik o učinkoviti rabi energije, smo upravičeni do kredita s strani Eko sklada, v višini pokritja 90 % vseh nastalih stroškov investicije. Subvencionirana obrestna mera kredita je 1,7 %, doba vračanja kredita je petnajst let. Zato bi za nastalo investicijo v vrednosti ,246, najeli kredit Eko sklada v višini Ostanek, v višini , pa bi podjetje pokrilo samo (Eko sklad, 2013; UniCredit Bank, 2013). Naslednje slike (slike 34 do 36) prikazujejo kalkulacijo investicije. Slika 33 prikazuje prihodke, ki so posledica nižje porabe elektrike SKUPAJ PRIHODKI Slika 33: Nastali prihodki pri ogrevanju na elektriko FIKSNI IN VARIABILNI STROŠKI fiksni in varaibilni stroški elektrika za pogon TČ , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,08 amortizacija TČ amortizacija SK amortizacija izolacije Variabilni stroški anuiteta lastnih sredstev , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,6516 anuiteta Eko kredita Slika 34: Nastali stroški adaptacije investicije FINANČNI VIRI INVESTICIJE skupaj obr.mera rok vračila Moratorij Leta EUR % leta na razdolžnino SKUPAJ leta lastna sredstva ,40% 20 0 kredit Eko sklada ,70% 15 0 Slika 35: Finančni viri investicije 58

71 stroški del, opreme v ,246 zalogovnik v 6674 delo v kotlovnici v 1000 sončni kolektorji v toplotna črpalka izolacija strehe v 48341,45 izolacija sten v 20652,576 izolacija tal v ,71 okna v 3782,58 svetlobna okna v ,55 sekvenčna vrata v vhodna vrata v 3961,38 stroški postavitve SK 2500 stroški del izolacije Slika 36: Stroški del in opreme Kot je razvidno iz spodnje tabele (slika 37), je projekt likviden oziroma uravnotežen v zagonu leta 2013 oziroma v letu nič. Leta 2013 s pomočjo kredita ter z lastnimi sredstvi podjetja uspemo poravnati investicijo. Nato je od leta 2014 do leta 2028 projekt nelikviden, v letu 2029 postane in ostane likviden do leta 2033, ko se celoten projekt amortizira. struktura Ekonomska doba projekta leta SKUPAJ PRIHODKI PRIHODKI ELEKTRIKE privarčevana elektrika PRIHODKI OD FINANCIRANJA lastna sredstva Eko sklad ODHODKI POSL.ODH.,MAT.IN NEMAT.STROŠKI stroški blaga,mater.in storitev elektrika za pogon toplotne črpalke amortizacija TČ amortizacija SK amortizacija izolacije ODHODKI FINANCIRANJA anuiteta lastnih sredstev Eko sklad ČISTI DOBIČEK Slika 37: Predračunska bilanca uspeha projekta 59

72 Iz slike 38 je razvidno, da je dejansko najvišji tekoči strošek projekta anuiteta kredita, drugi najvišji strošek relativno za nudena sredstva pa cena anuitete lastnih sredstev. Po amortizaciji projekta vidimo, da je neto skupni donos projekta Ali lahko sklepamo, da bo projekt po dvajsetih letih negativen zaradi dragih stroškov financiranja, je moč ugotoviti na spodnji sliki 38, predračunski bilanci realnega denarnega toka. struktura Ekonomska doba projekta leta Skupaj PRIHODKI PRIHODKI ELEKTRIKE privarčevana elektrika PRIHODKI FINANCIRANJA lastna sredstva Eko sklad OSTANEK VREDNOSTI PROJEKTA ostanek vrednosti osnovnih sredstev ostanek vrednosti obratnih sredstev ODHODKI POSL.ODH.,MAT.IN NEMAT.STROŠKI stroški blaga,mater.in storitev investicije v obratna sredstva elektrika za pogon toplotne črpalke amortizacija TČ amortizacija SK amortizacija izolacije ODHODKI FINANCIRANJA anuiteta lastnih sredstev anuiteta Eko sklada NETO SKUPNI DONOS KOMULATIVNI SKUPNI DONOS Slika 38: Predračunska bilanca skupnega denarnega toka Slika 39, predračunska bilanca realnega denarnega toka prikazuje, da je kljub opustitvi virov financiranja, projekt po ekonomski dobi še vedno negativen. Iz tabele lahko razberemo,da je projekt po ekonomski dobi negativen zaradi velikih začetnih stroškov investicije. Ti stroški se pojavijo leta 2013 oziroma leta nič in jih zaradi nizkih prihodkov nismo sposobni pokriti. Iz tega lahko sklepamo, da kredit ni vzrok, da je projekt negativen. 60

73 struktura Ekonomska doba projekta leta Skupaj PRIHODKI PRIHODKI ELEKTRIKE privarčevana elektrika PRIHODKI FINANCIRANJA lastna sredstva Eko sklad OSTANEK VREDNOSTI PROJEKTA ostanek vrednosti osnovnih sredstev ostanek vrednosti obratnih sredstev ODHODKI POSL.ODH.,MAT.IN NEMAT.STROŠKI stroški blaga,mater.in storitev investicije v obratna sredstva elektrika za pogon toplotne črpalke amortizacija TČ amortizacija SK amortizacija izolacije ODHODKI FINANCIRANJA anuiteta lastnih sredstev anuiteta Eko sklada NETO SKUPNI DONOS KOMULATIVNI SKUPNI DONOS Slika 39: Predračunska bilanca realnega denarnega toka Spodnja tabela (slika 40) prikazuje izračun ponderirane diskontne stopnje, s pomočjo katere smo v nadaljevanju izračunali neto sedanjo vrednosti. vrsta finančnega znesek delež vira realna cena vira vira EUR % (obr.mera) % lastna sredstva ,00 10,00% 4,40% kredit Eko sklada ,00 90,00% 1,70% ponderirana vrednost (pond.obr.mera) 5= 3 x 4 0,44% 1,53% Skupaj ,00 100,00% 1,97% Slika 40: Ponderirana diskontna stopnja Po metodi vrednotenja projektov, to je metoda neto sedanje vrednosti, sprejmemo projekt v primeru, če je neto sedanja vrednost projekta večja od nič, se pravi da je razlika med diskontiranimi prihodki ter diskontiranimi odhodki večja od nič (Bizjak, 2004). Kot je razvidno iz slike 41, je neto sedanja vrednost projekta manjša od nič, zato projekta ne sprejmemo. 61

74 A B struktura leta PRIHODKI ODHODKI Ekonoms ka doba projekta Pri diskontni stopnji r= 1,97%, Skupni donosi pri 1,97% Skupni odhodki pri 1,97% je diskontni diskontni stopnji diskontni stopnji , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Skupaj NSV Slika 41: Neto sedanja vrednost projekta Kot smo ugotovili iz zgoraj navedenih metod vrednotenja projektov, projekta ne sprejmemo. Naložba v projekt se ne izplača, ker so celotni prihodki manjši kot celotni stroški. Potrebno pa je analizirati, ali se energetska prenova objekta izplača proti dejanskemu stanju, pri ekonomski dobi dvajsetih let. Zato smo primerjali finančna rezultata dejanskega stanja (32) ter stanja v primeru energetske prenove proizvodnega objekta (33) z enačbami: (32) (32.1) (32.2) (33) (33.1) 62 (33.2)

75 Kot je razvidno iz zgornjih enačb (32) in (33), smo v primeru energetske prenove objekta po ekonomski dobi projekta v manjši izgubi proti dejanskemu stanju (trenutno ogrevanju na plinske kotle). Zato ocenimo koliko prihranimo v primeru energetske prenove objekta (34): (34) (34.1) (34.2) Kot smo ugotovili z metodami vrednotenja projekta, se projekt s svojimi prihodki, ki so rezultat privarčevane energije za ogrevanje, ne uspe izplačati in ga ne sprejmemo. To je razvidno iz neto sedanje vrednosti projekta, ki je negativna. Dejansko pa z naložbo v projekt po preteku ekonomske dobe projekta privarčujemo znesek v višini Glede na izračune se nam energetska prenova izplača, kljub temu, da se nam sam projekt ne izplača. V nadaljevanju smo preverili, ali se nam v ekonomski dobi projekt izplača v primeru, da se plin podraži za 100 %. Trditev, da se bo cena plina v ekonomski dobi projekta dvajsetih let podražila za 100 %, je popolnoma upravičena, kar je razvidno tudi iz slike 42. Ta prikazuje naraščanje cen plina zadnjih 16 let. Kot je razvidno iz slike je cena plina prej kot v dvajsetih letih narasla za 128,7 %. Slika 42: Cene zemeljskega plina v industriji in gospodinjstvih v obdobju od leta 1995 do 2011 (Agencija Republike Slovenije za okolje, 2013) 63

76 Spodnja slika 43 (predračunske bilance uspeha projekta) prikazuje, da je projekt likviden v zagonu leta 2013 oziroma leta nič. Leta 2013 s pomočjo kredita ter z lastnimi sredstvi podjetja uspemo poravnati investicijo. Nato je od leta 2014 do leta 2028 projekt nelikviden, v letu 2029 postane in ostane likviden do leta 2033 kjer se tudi projekt amortizira. struktura Ekonomska doba projekta leta SKUPAJ PRIHODKI PRIHODKI ELEKTRIKE privarčevana elektrika PRIHODKI OD FINANCIRANJA lastna sredstva Eko sklad ODHODKI POSL.ODH.,MAT.IN NEMAT.STROŠKI stroški blaga,mater.in storitev elektrika za pogon toplotne črpalke amortizacija TČ amortizacija SK amortizacija izolacije ODHODKI FINANCIRANJA anuiteta lastnih sredstev Eko sklad ČISTI DOBIČEK Slika 43: predračunska bilanca uspeha projekta Slika 44 prikazuje, da je še vedno najvišji tekoči strošek projekta anuitete kredita. Drugi najvišji strošek je cena anuitete lastnih sredstev. Kot lahko razberemo iz tabele, v primeru podražitve plina postane neto skupni donos pozitiven v višini , s tega lahko sklepamo, da bo projekt sprejemljiv. 64

77 struktura Ekonomska doba projekta leta Skupaj PRIHODKI PRIHODKI ELEKTRIKE privarčevana elektrika PRIHODKI FINANCIRANJA lastna sredstva Eko sklad OSTANEK VREDNOSTI PROJEKTA ostanek vrednosti osnovnih sredstev ostanek vrednosti obratnih sredstev ODHODKI POSL.ODH.,MAT.IN NEMAT.STROŠKI stroški blaga,mater.in storitev investicije v obratna sredstva elektrika za pogon toplotne črpalke amortizacija TČ amortizacija SK amortizacija izolacije ODHODKI FINANCIRANJA anuiteta lastnih sredstev anuiteta Eko sklada NETO SKUPNI DONOS KOMULATIVNI SKUPNI DONOS Slika 44: Predračunska bilanca realnega denarnega toka Slika 45 prikazuje potek nastalih denarnih tokov projekta, brez denarnih tokov virov financiranja. V tem primeru zaradi manjših odhodkov postane kumulativni skupni donos projekta pozitiven leta Iz te tabele je razvidno, da bi bil v primeru nekreditiranja projekta, neto skupni donos likviden vsako leto ekonomske dobe, z izjemo prvega leta, zaradi velikih stroškov investicije. struktura Ekonomska doba projekta leta Skupaj PRIHODKI PRIHODKI ELEKTRIKE privarčevana elektrika PRIHODKI FINANCIRANJA lastna sredstva Eko sklad OSTANEK VREDNOSTI PROJEKTA ostanek vrednosti osnovnih sredstev ostanek vrednosti obratnih sredstev ODHODKI POSL.ODH.,MAT.IN NEMAT.STROŠKI stroški blaga,mater.in storitev investicije v obratna sredstva elektrika za pogon toplotne črpalke amortizacija TČ amortizacija SK amortizacija izolacije ODHODKI FINANCIRANJA anuiteta lastnih sredstev anuiteta Eko sklada NETO SKUPNI DONOS KOMULATIVNI SKUPNI DONOS Slika 45: Predračunska bilanca realnega denarnega toka 65

78 Slika 46 prikazuje določitev ponderirane vrednosti cene vira, ki smo jo uporabili za prikaz vračanja projekta, ter za izračun neto sedanje vrednosti projekta po dinamični metodi. vrsta finančnega znesek delež vira realna cena vira vira EUR % (obr.mera) % lastna sredstva ,00 10,00% 4,40% kredit Eko sklada ,00 90,00% 1,70% ponderirana vrednost (pond.obr.mera) 5= 3 x 4 0,44% 1,53% Skupaj ,00 100,00% 1,97% Slika 46: Ponderirana obrestna mera Kot prikazuje slika 47, je doba vračanja projekta 21 let, projekt bo vrnil vložena sredstva in prinašal čisti dobiček leta DINAMIČNA METODA diskontna stopnja (ds) = 1,97% Ekonomska doba projekta - leta SKUPAJ diskontni faktor (df) 1,000 0,981 0,962 0,943 0,925 0,907 0,890 0,872 0,856 0,839 0,823 0,807 0,791 0,776 0,761 0,746 0,732 0,718 0,704 0,690 0,677 diskontirani.den.tok kum.disk.den.tok Slika 47: Doba vračanja projekta Kot je razvidno iz spodnje tabele (slika 48), smo s pomočjo naslednje metode vrednotenja projektov ugotovili, da je neto sedanja vrednost projekta pozitivna, zato je projekt na podlagi tega ekonomskega kazalca sprejemljiv. 66

79 A B struktura leta PRIHODKI ODHODKI Ekonoms ka doba projekta Pri diskontni stopnji r= 1,97%, Skupni donosi pri 1,97% Skupni odhodki pri 1,97% je diskontni diskontni stopnji diskontni stopnji , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Skupaj NSV Slika 48: Neto sedanja vrednost projekta Pri interni stopnji donosnosti iščemo diskontno stopnjo, pri kateri zavzame sedanja vrednost projekta, vrednost 0 slika 49. Uporabljamo jo kot investicijski kriterij v primerjavi s ponderirano diskontno stopnjo. Za investicijski projekt se odločimo, če je notranja stopnja donosa višja od ponderirane diskontne stopnje (Bizjak, 2004; Buckley, 1998). Kot je razvidno iz enačbe (35), je interna stopnja donosnosti 2,21 %, kar je višje od ponderirane diskontne stopnje, zato projekt sprejmemo. (35) 67

80 struktura leta PRIHODKI ODHODKI Ekonoms ka doba projekta A B Pri diskontni stopnji r= 1,97%, Skupni donosi pri 1,97% Skupni odhodki pri 1,97% Pri diskontni stopnji r= 2,1%, je Skupni donosi pri 2,1% Skupni odhodki pri 2,1% je diskontni diskontni stopnji diskontni stopnji diskontni faktor diskontni stopnji diskontni stopnji , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Skupaj NSV Slika 49: Sedanja vrednost projekta je enaka 0 Na sliki 50 so prikazani kazalci uspešnosti izračunani po ponderirani diskontni stopnji 1,97 %. Kazalci so pozitivni, kar še dodatno potrjuje uspešnost projekta. Slika 50: Kazalci uspešnosti 68

81 Kot je razvidno iz slednjega poglavja, so ekonomske metode vrednotenja učinkov zelo natančne metode, ki nam stroškovno ovrednotijo vedenje modelnega projekta. 69

82 8. ZAKLJUČEK V nalogi smo ugotovili, da se projekt, energetska prenova proizvodnega objekta, po preteku ekonomske dobe ne uspe povrniti. Zato je projekt po ekonomskih metodah vrednotenja učinkov, ki vključujejo odplačilno dobo projekta, neto sedanjo vrednost projekta, interno stopnjo donosnosti projekta ter metodo družbenih stroškov in koristi oziroma kazalce uspešnosti projekta, nesprejemljiv. Če pa primerjamo stroške, ki nastanejo po ekonomski dobi projekta ugotovimo, da bi v primeru realizacije projekta podjetje prihranilo, v primerjavi z ogrevanjem na plinske kotle, in sicer Potrebno pa je vedeti, da kljub energetski prenovi proizvodnega objekta v primeru dodajanja izolacije do točke, kjer spoštujemo zakonsko določen koeficient o specifičnih transmisijskih toplotnih izgubah, ne uspemo spoštovati zakonsko določenih letnih skupnih toplotnih izgub proizvodnega objekta. Da bi zmanjšali letne skupne toplotne izgube, bi morali povečati plast izolacije. V primeru povečanja plasti izolacije, bi investicija v energetsko prenovo proizvodnega objekta narasla do točke, pri kateri bi bil projekt po ekonomski dobi dražji kot stroški, ki bi nastali pri ogrevanju na plinske kotle. Zato bi bila realizacija projekta po trenutnih cenah plina nesprejemljiva. V drugem primeru vrednotenja projektov smo upoštevali predpostavko, da se cena plina poveča za 100 % (slika 42). V tem primeru vrednotenja projektov smo ugotovili, da se projekt povrne po enaindvajsetih letih ter da bo po ekonomski dobi prinesel čisti dobiček v višini V tem primeru bi bil projekt sposoben prenesti še dodatno investicijo, ki bi nastala pri povečanju izolacije. Zato lahko zaključimo, da je investicija v energetsko prenovo objekta smiselna ob predpostavki, da bodo cene plina naraščale, zato je projekt zgolj imaginaren. Pri slednji oceni sicer nismo upoštevali naraščanja cene elektrike, ki je potrebna za delovanje toplotne črpalke, vendar je ta znesek, v primerjavi z naraščanjem cene plina, majhen.. 70

83 9. LITERATURA Agencija Republike Slovenije za okolje. Pridobljeno s svetovnega spleta: Bioplanet. Pridobljeno s svetovnega spleta: Bizjak, F. (2004).Osnove ekonomike podjetja za inženirje : teorija, uporaba, primeri, naloge. Ljubljana: Fakulteta za strojništvo Bizjak, V. (2013). Toplotna izolacija strehe in stropa proti neogrevanemu podstrešju. Pridobljeno s svetovnega spleta: Buckley, A. (1998). Corporate Finance Europe. London: McGraw-Hill Celuloza. (2013). Pridobljeno s svetovnega spleta: Drev, J., Onuk, J. (2007). Energetika. 1. Natis. Ljubljana: Tehniška založba Slovenije E 3. Cenik električne energije za gospodinjske odjemalce. Pridobljeno s svetovnega spleta: Eko sklad. Pridobljeno s svetovnega spleta: ENSVET - Toplotna izolacija strehe in stropa. Pridobljeno s svetovnega spleta: Gaberščik, A. (2011). Cenitev nepremičnine po tržni metodi. Nova Gorica: Proizvodni kompleks a+a, d.o.o Nova Gorica Garg, H. P., Mullick, S. C., Bhargava, A. K., (1985). Solar Thermal Energy Storage. Holland: AA Dodrecht 71

84 Grobovšek, B. (2009). Praktična uporaba toplotnih črpalk. Ljubljana: Energetika marketing Grobovšek, B. (2011). Zmanjševanje rabe energije za ogrevanje v obstoječih stavbah. Pridobljeno svetovnega spleta: Gruden, T. (2008). Gradbeniški priročnik. 1. Natis. Ljubljana: Tehniška založba Slovenije Herr, H. (1994). Nauk o toploti. Ljubljana: Tehniška založba Slovenije. Igem - Betonski zidaki. Pridobljeno s svetovnega spleta: Izes. Pridobljeno s svetovnega spleta: Kolavčič, K. (2010/11). Sodobni pristopi in tehnologije za varčevanje z energijo. Lasten vir. Kraut, B., Puhar, J., Stropnik, J. (2002). Krautov strojniški priročnik. 2. Natis. Ljubljana: Littera picta Leskal. (2013). Pasivna krila. Pridobljeno s svetovnega spleta: Meblo. Pridobljeno s svetovnega spleta: Meblo Signalizacija - Začetki. Pridobljeno s svetovnega spleta: MEPNG - Meteorološki in ekološki podatki v Novi Gorici. Pridobljeno s svetovnega spleta: Megaterm. Pridobljeno s svetovnega spleta 72

85 Merkur. (2013). Pridobljeno s svetovnega spleta: ord%5d=&order=merkur_sorting&scope=shop Mineralna volna-preverjena toplotna izolacija. Pridobljeno s svetovnega spleta: Modularna opeka. (2013). Pridobljeno s svetovnega spleta: Pravilno zračenje in prezračevanje. Pridobljeno s svetovnega spleta: Montažne hiše - Fasade. Pridobljeno s svetovnega spleta: Osončenost površja Slovenije. Pridobljeno s svetovnega spleta: Pasivna gradnja - Penjeno steklo. Pridobljeno s svetovnega spleta: ml Pasivna hiša. Pridobljeno s svetovnega spleta: Petrol. Pridobljeno s svetovnega spleta f. Polietilen. Pridobljeno s svetovnega spleta: Pretvornik merskih enot. Pridobljeno s svetovnega spleta: 73

86 Proplan - Industrijska sekcijska vrata. Pridobljeno s svetovnega spleta: Quaschning, V. (2004). Understanding Renewable Energy Systems. London; Routledge. Solarko - Ploščati sončni kolektorji. Pridobljeno s svetovnega spleta: Statistični urad RS. Povprečne letne in mesečne temperature zraka po meteoroloških postajah. Pridobljeno s svetovnega spleta: &lang=2&noofvar=3&numberstub=1&NoOfValues=7 Sulič, D. (2008). Izkoriščanje odpadne toplote žarilnih peči za ogrevanje proizvodnje hale. Diplomsko delo. Nova Gorica: Poslovno-tehniška fakulteta, Univerza v Novi Gorici. Tihec, S. (2008/2009). Skrivnosti ogrevanja s toplotno črpalko. Varčujem z energijo - Toplotne črpalke, 1, str.16. Toplozračni sistem. Pridobljeno s svetovnega spleta: TIP-TOP. (2013). Okna. Pridobljeno s svetovnega spleta: UniCredit Bank. Dolgoročni depoziti: Pridobljeno s svetovnega spleta: ti_v_evrih 74

87 PRILOGE Priloga 1: Učinkovitost naprednih sončnih kolektorjev 75

88 76

89 77

90 78