Etap 1 - „Wykonanie bilansu energetycznego założonej nadbudowy mieszkalnej domu na wodzie osadzonego na pływaku o gabarytach podłogi”

Termin realizacji: 1.10.2017 – 30.11.2017

Etap I był wykonywany przez firmę Ekosun oraz przez specjalistów Politechniki Koszalińskiej, którzy wykonali następujące usługi badawcze:

Usługa badawcza nr 1 - "Wykonanie bilansu energetycznego założonej nadbudowy mieszkalnej domu na wodzie osadzonego na pływaku o gabarytach podłogi ok. 3,5 m x 8 m."

Usługa badawcza nr 2 - "Dobór pompy ciepła o parametrach odpowiadających zapotrzebowaniu energetycznemu nadbudowy oraz zaprojektowanie wymienników ciepła."

Usługa badawcza nr 4 - "Projekt układu hybrydowego zasilania w energię elektryczną nadbudowy mieszkalnej pływaka (system fotowoltaiczny plus turbiny wiatrowe o pionowej osi obrotu)."

Usługa badawcza nr 5 - "Zaprojektowanie układu automatycznego sterowania systemem energetycznym nadbudowy mieszkalnej."

Ogólny opis zakresu realizacji Etapu I.

Głównym zadaniem technologicznym na tym etapie projektu było opracowanie bilansu energetycznego pływającego domu rekreacyjnego, na podstawie którego powstało szereg opracowań dotyczących parametrów zastosowanych urządzeń OZE, tj. mini turbin wiatrowych, pompy ciepła oraz paneli fotowoltaicznych.

Wyzwania technologiczne, które pojawiły się w I etapie:

1. Zaprojektowanie miejsc posadowienia i mocowania poszczególnych elementów systemu energetycznego, ze względu na konieczność zamocowania paneli PV na pionowych ścianach nadbudowy oraz na dachu o ograniczonej powierzchni. Wyzwaniem był również dobór miniturbin wiatrowych, które nie spowodują drgań konstrukcji i nie generują hałasu. Ze względu na silne wiatry w strefie brzegowej wszystkie urządzenia zewnętrzne muszą być odpowiednio rozmieszczone i silnie przymocowane. Wsparciem w osiągnięciu założeń tego etapu była ekspercka wiedza specjalistów zatrudnionych w EKOSUN, tj. konstruktora oraz Właściciela, którzy na co dzień zajmują się instalacjami fotowoltaicznymi.

2. Dobór pompy ciepła: wyzwaniem było umiejscowienie pompy ciepła ze względu na jej izolowanie akustyczne od części mieszkalnej.

3. Dobór lub skonstruowanie wymienników ciepła, które byłyby odporne na działanie środowiska wodnego ze względu na możliwość zamarznięcia, możliwość obrośnięcia glonami. W celu szerszego rozpoznania zagadnienia, przed wykonaniem wymienników ciepła, kadra naukowa przeprowadziła szerokie badania literaturowe w celu uniknięcia wymienionych wyżej zagrożeń.

W ramach prac I etapu zostało wykonane:

  • opracowanie ogólnej koncepcji projektowej budynku pływającego,
  • wykonanie bilansu energetycznego założonej nadbudowy mieszkalnej domu na wodzie osadzonego na pływaku,
  • opracowanie wytycznych do budowy pompy ciepła o parametrach, odpowiadających zapotrzebowaniu energetycznemu nadbudowy,
  • opracowanie koncepcji wymienników ciepła, pod kątem ich zastosowania w pozyskaniu ciepła grzejnego oraz ciepła dla wody użytkowej,
  • opracowanie założeń do projektu układu hybrydowego zasilania w energię elektryczną nadbudowy mieszkalnej pływaka (system fotowoltaiczny plus turbiny wiatrowe o pionowej osi obrotu) wraz z inteligentnym systemem zarządzania energią.

Bilans energetyczny założonej nadbudowy mieszkalne domu DNW

W zamierzeniu wykonawców niniejszego projektu badawczego proponowany prototyp ma stanowić zbilansowany energetycznie rekreacyjny dom pływający DNW. Posadowienie konstrukcji nadbudowy mieszkalnej domu DNW na pływaku zanurzonym częściowo w wodach danego akwenu, np. jeziora stwarza okoliczność, że obiekt analizowany energetycznie należy do grupy obiektów niestandardowych.

Brak jest w polskim prawodawstwie technicznym określonych norm i wytycznych dotyczących metodyki obliczeń bilansowych takiego obiektu. Istniejące akty normatywne obowiązują tylko dla obiektów stacjonarnych, posadowionych na lądzie, ewentualnie odnoszą się do środków transportu, głównie lądowego, niektóre morskiego. Przedmiot badań nie mieści się w tego typu porównaniach.

W odniesieniu do przedmiotowego DNW wyniki bilansu energetycznego pozwoliły na oszacowanie prawdopodobnego zapotrzebowania na energię cieplną i elektryczną, a w szczególności zapotrzebowania na energię:

  • - cieplną dla celów ogrzewania obiektu,
  • - cieplną w zakresie zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową,
  • - elektryczną do obsługi urządzeń zainstalowanych w obiekcie.

Wnioski podsumowujące bilans energetyczny domu DNW

Bilans cieplny sporządzono w celu określenia zapotrzebowania na ciepło w sezonie zimowym (sezonie grzewczym).

Należy podkreślić, że bilans cieplny został zestawiony dla standardowych warunków obliczeniowych, przy położeniu DNW w I strefie klimatycznej (dla której przyjmuje się obliczeniową temperaturę powietrza zewnętrznego na poziomie -16oC). Oczywiście w przypadkach wyższych wartości temperatury rzeczywistej powietrza zewnętrznego zapotrzebowanie na ciepło grzejne będzie relatywnie niższe. Uwzględniono również fakt, że prędkość wiatru na powierzchni akwenu będzie wzrastać, szczególnie w warunkach sztormowych.

Rozpatrzono również warianty modernizacyjne konstrukcji nadbudowy mieszkalnej DNW zaproponowane przez przedstawiciela Zleceniodawcy, a polegające na określeniu wpływu na bilans ciepła następujących czynników:

  • możliwości zastąpienia pustki powietrznej występującej w konstrukcji ścian zewnętrznych nadbudowy przez piankę typu PIR,
  • zamontowanie w miejsce drzwi dwuskrzydłowych (przesuwnych) drzwi jednoskrzydłowych.

Wykonano także bilans cieplny dla sezonu letniego, pozwalający określić zapotrzebowanie mocy dla układu wentylacyjno-klimatyzacyjnego. Pozwala to na zachowanie odpowiednich warunków komfortu cieplnego dla osób przebywających w nadbudowie mieszkalnej. Uwzględniono przy tym, że w ostatnich latach wzrasta sukcesywnie wartość temperatury powietrza zewnętrznego w okresie letnim.

WNIOSKI KOŃCOWE

Osiągnięcia Kamienia Milowego

Głównym zadaniem technologicznym etapu I projektu było opracowanie bilansu energetycz­nego pływającego domu rekreacyjnego, oraz określenie parametrów planowanych do zastoso­wania urządzeń OZE, tj. mini turbin wiatrowych, pompy ciepła oraz paneli fotowoltaicznych.

W ramach prac I etapu wykonano zgodnie z planem:

1. opracowanie ogólnej koncepcji projektowej budynku pływającego,

2. wykonanie bilansu energetycznego założonej nadbudowy mieszkalnej domu na wodzie osadzonego na pływaku,

3. opracowanie wytycznych do budowy pompy ciepła o parametrach odpowiadających zapotrzebowaniu energetycznemu nadbudowy,

4. opracowanie koncepcji wymienników ciepła pod kątem ich zastosowania w pozyskaniu ciepła grzejnego i ciepła przeznaczonego do wytworzenia ciepłej wody użytkowej,

5. opracowanie założeń do projektu układu hybrydowego zasilania w energię elektryczną nadbudowy mieszkalnej pływaka (instalacja fotowoltaiczna plus turbiny wiatrowe o pionowej osi obrotu) wraz z inteligentnym systemem zarządzania energią.

O Projekcie

Celem projektu jest wprowadzenie na rynek innowacyjnego rekreacyjnego domu pływającego, który zaspokoi oczekiwania nabywców oraz rozwiąże problemy ich producentów związane z systemem energetycznym.

Kontakt

P.U.H. Ekosun Paweł Czupajło

Adres: ul. Bohaterów Warszawy 4, 75-211 Koszalin

Telefon: 94 342 23 36

Tel. kom: 781 314 888

Email: biuro@ekosunkoszalin.pl

© Ekosun 2018

realizacja dgs