Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Variant analysis of supply a single-family house in energy for heating and cooling

Adrianna Lazer

Abstract

The purpose of this thesis is to analyze solutions for supply a single-family building in heat and cold. To choose the most optimal solution, variants were compared taking into consideration economic, environmental and technological aspects. Before starting the calculations, the issue of thermal comfort was discuss, also specific prevail parameters in rooms according to the prevailing regulations, and the factors influencing the maintenance of comfort were analyzed. A characteristic of the most popular sources of heat and cold in order to get advantages and disadvantages of systems commonly used in single-family housing was later given. The analysis was done for a new building, intended for a family of four, located in Zielona Góra. The calculations were made in the DesignBuilder software. At the beginning an hourly, annual simulation of the building's demand for energy was made. Next After analysis of the results a cooling system was introduced, and again an hourly, annual simulation of the building's demand for energy for cooling and heating was made. The energy demand was estimated and three variants of energy supply systems of the building were discussed. The first was a gas boiler and air conditioners, a second an air-to-water heat pump, and the third a ground-source heat pump. The goal was to prove that integrated systems are more efficient than using a separate source of heat and cold. The calculations of the building's demand for non-renewable primary energy have been made. The results showed that only the use of a ground source heat pump allows to achieve energy consumption in line with the building construction regulation. The economic analysis has shown that the highest energy cost is generated by the gas boiler with the air conditioner. And also that the use of two devices increases operating costs. The stated hypothesis was denied only by results of the environmental analysis, showing that natural gas combustion has a much smaller impact on the environment than the use of electricity, even if the consumption of electricity is much lower than the consumption of natural gas.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Adrianna Lazer (FEE) Adrianna Lazer,, Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE)
Title in Polish
Analiza wariantowa zaopatrzenia budynku jednorodzinnego w energię do ogrzewania i chłodzenia
Supervisor
Jerzy Kwiatkowski (FEE/DPEGHS) Jerzy Kwiatkowski,, Department of Power Engineering and Gas Heating Systems (FEE/DPEGHS)Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE)
Certifying unit
Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE)
Affiliation unit
Department of Power Engineering and Gas Heating Systems (FEE/DPEGHS)
Study subject / specialization
, Inżynieria Środowiska
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
22-07-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Andrzej Wiszniewski (FEE/DPEGHS) Andrzej Wiszniewski,, Department of Power Engineering and Gas Heating Systems (FEE/DPEGHS)Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE) Jerzy Kwiatkowski (FEE/DPEGHS) Jerzy Kwiatkowski,, Department of Power Engineering and Gas Heating Systems (FEE/DPEGHS)Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE)
Keywords in Polish
analiza wariantowa, budynek jednorodzinny, komfort cieplny, zapotrzebowanie na energię, pompa ciepła, kocioł gazowy, zintegrowany system ogrzewania i chłodzenia, analiza ekonomiczna, analiza techniczna, analiza środowiskowa
Keywords in English
variant analysis, single-family building, thermal comfort, energy demand, heat pump, gas boiler, integrated heating and cooling system, economic analysis, technical analysis, environmental analysis
Abstract in Polish
Celem niniejszej pracy jest analiza rozwiązań zasilenia budynku jednorodzinnego w ciepło i chłód. Aby zastosować rozwiązanie najbardziej optymalne, wybrane warianty porównano uwzględniając aspekty ekonomiczne, środowiskowe i technologiczne. Przed przystąpieniem do obliczeń omówione zostało zagadnienie komfortu cieplnego, określone parametry jakie powinny panować w pomieszczeniach według obowiązujących przepisów, a także przeanalizowane zostały czynniki wpływające na utrzymanie komfortu. Przeprowadzono przegląd najbardziej popularnych źródeł ciepła i chłodu, w celu zapoznania się z wadami i zaletami systemów powszechnie stosowanych w budownictwie jednorodzinnym. Analizę przeprowadzono dla budynku nowego, znajdującego się w Zielonej Górze przeznaczonego dla rodziny czteroosobowej. Obliczenia przeprowadzone zostały w programie DesignBuilder. Początkowo wykonano godzinową, roczną symulację zapotrzebowania budynku na energię do ogrzewania. Po przeanalizowaniu wyników i stwierdzeniu potrzeby wprowadzenia systemu chłodzenia ponownie wykonano symulację zakładającą zastosowanie systemu ogrzewania i chłodzenia. Określono zapotrzebowanie i omówiono trzy warianty systemów zaopatrzenia budynku w energię. Pierwszy zakładał zastosowanie kotła gazowego i klimatyzatorów, drugi użycie pompy ciepła powietrze-woda, a trzeci zastosowanie gruntowej pompy ciepła. W przeprowadzonych analizach wariantów starano się udowodnić, że zintegrowane systemy są bardziej efektywne niż zastosowanie osobnego źródła ciepła i chłodu. Wykonano obliczenia zapotrzebowania budynku na nieodnawialną energię pierwotną które pokazały, że jedynie zastosowanie gruntowej pompy ciepła umożliwia osiągnięcie zużycia energii spełniającego warunki podane w przepisach budowlanych. Przeprowadzona analiza ekonomiczna pokazała, że największe koszty wynikające ze zużycia energii generuje kocioł gazowy z klimatyzatorem, a także, że zastosowanie dwóch urządzeń znacznie zwiększa koszty eksploatacyjne. Jedynie wyniki analizy środowiskowej zaprzeczyły postawionej tezie pokazując, że spalanie gazu ziemnego ma dużo mniejszy wpływ na środowisko niż stosowanie energii elektrycznej nawet jeżeli zużycie energii elektrycznej jest znacznie mniejsze niż zużycie gazy ziemnego.
File
  • File: 1
    Adrianna_Lazer_277786.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 32773

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTc629067b661140f38d5f77a4c0659a3b/
URN
urn:pw-repo:WUTc629067b661140f38d5f77a4c0659a3b

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page