Design of heating and cooling system for residential and commercial building

U ovom diplomskom radu dano je tehničko rješenje sustava grijanja, hlađenja, pripreme potrošne tople vode i ventilacije za stambeno-poslovnu zgradu. Smještena na području grada Zagreba, ukupne korisne površine 1200 m2, predmetna zgrada se sastoji od sedam etaža, dvije podzemne etaže gdje se nalazi garaža i strojarnica, prizemlje na kojem se nalazi poslovni prostor i četiri etaže koje su namijenjene za stambene prostore. Proračun projektnih toplinskih gubitaka napravljen je prema normi HRN EN 12831 dok su projektni toplinski dobici proračunati prema smjernici VDI 2078. Projektiran je sustav toplovodnog centralnog grijanja odnosno vodenog hlađenja zgrade. Kao ogrjevna/rashladna tijela u prostorijama su postavljenje petlje podnog grijanja/hlađenja. Za proračun projektnih toplinskih gubitaka i projektnog toplinskog opterećenja te dimenzioniranje podnog grijanja korišten je računalni paket IntegraCAD kojim se dimenzioniranje petlji podnog grijanja vrši sukladno normi HRN EN 1264-1. Ukupni instalirani ogrjevni učin podnog grijanja iznosi 46 kW za temperaturni režim 36/30°C dok je instalirani rashladni učin 31 kW za temperaturni režim 14/19°C. Kao izvor ogrjevnog/rashladnog učina koristi se dizalica topline zrak-voda. Nazivni ogrjevni učin dizalice topline pri vanjskoj projektnoj temperaturi je 48 kW. Dizalica topline se koristi u režimu grijanja te u režimu aktivnog hlađenja. Sustav pripreme potrošne tople vode je predviđen u izvedbi centralnog akumulacijskog sustava sa solarnim pločastim kolektorima ukupne površine apsorbera 28 m2, uz dogrijavanje putem dizalice topline. Solarni kolektori su smješteni na krovu zgrade i orijentirani prema jugu te su dimenzionirani prema normi HRN EN 15316-4-3 na osnovu odabranog bivalentnog spremnika volumena 1500 l. Kvaliteta zraka u poslovnom i stambenom prostoru održava se sustavom lokalne mehaničke ventilacije s povratom toplinske energije iz istrošenog zraka (ostvaren putem regenerativnog principa) preko lokalnih ventilacijskih uređaja, s nazivnom dobavom po jednom uređaju od 45 m3/h za stambene prostore i 300 m3/h po jednom uređaju za poslovne prostore. Stupanj povrata toplinske energije za predviđene uređaje iznosi 79 - 90%. Potrebni protoci zraka su određeni na temelju preporučenih vrijednosti protoka zraka po osobi te za zgradu iznose 2240 m3/h. Za kupaone i WC predviđen je sustav odsisne ventilacije sa zidnim odsisnim ventilatorima nazivnog protoka od 60 m3/h. Uz rad je priložena tehnička dokumentacija koja se sastoji od crteža koji definiraju raspored i montažu te funkcionalna shema spajanja i regulacije sustava.This graduate thesis provides a technical solution for heating, cooling, preparation of domestic hot water and ventilation for the residential and commercial building. Located in the city of Zagreb, with a useful area of 1200 m2, the building consists of seven floors, two underground floors where there is a garage and a machine room, a ground floor for business premises and four floors intended for residential areas. Calculation of project heat losses is made according to HRN EN 12831, while project heat gains are calculated according to VDI 2078 directive. The system is designed for district heating or water cooling. As heating / cooling bodies in the premises, the underfloor heating / cooling loop is set. For the calculation of project heat losses and project heat loads and dimensioning of underfloor heating, a computer package IntegraCAD was used that dimensionalize the underfloor heating loop according to HRN EN 1264-1. The total installed heating performance of underfloor heating is 46 kW for the temperature regime 36/30 ° C while the installed cooling effect 30 kW for the temperature regime 14/19 ° C. An air-water heat sink is used as a source of heating / cooling. The nominal heat output of the heat pump at the outside design temperature is 48 kW. The heat crane is used in heating mode and in active cooling mode. The DHW system is designed to perform a central accumulation system with solar panel collectors of the total surface area of the absorber of 28 m2, with heating by a heat paver. Solar collectors are located on the roof of the building and are oriented towards the south and are dimensioned according to HRN EN 15316-4-3 based on a selected bivalent tank volume of 1500 l. The quality of air in the business and residential areas is maintained by a local mechanical ventilation system with the return of heat energy from the exhausted air (realized through the regenerative principle) through local ventilation units, with a single supply of 45 m3/h for residential areas and 300 m3/h per unit for business premises. The rate of return of heat energy to the predicted devices is 79 - 90%. The required air flows are determined based on the recommended values of air flow per person and for the building are 2240 m3/h. For bathrooms and toilets there is a ventilation system with wall-mounted fans with nominal flow of 60 m3/h. Along with the graduate thesis, a technical documentation is provided, which consists of drawings that define the layout and installation and the functional scheme of the connection and regulation of the system