Dziś na ringu „MI”: ogrzewanie dużych obiektów. Danfoss

Myśląc o dużych obiektach, można mieć na myśli budynek mieszkalny, komercyjny (typu biurowiec), galerię handlową, hotel, budynek użyteczności publicznej, np. szkołę, basen czy też fabrykę. Inwestor i użytkownicy tych obiektów mają inne potrzeby. Dla budynku mieszkalnego jest to najczęściej jak najtańsze i bezpieczne dostarczenie ciepła na potrzeby ogrzewania i ciepłej wody. W hotelu jest to ogrzewanie lub chłodzenie w zależności od obłożenia, zapewnienie odpowiednio wyższej temperatury w części SPA, ogrzanie wody w basenie czy chłodzenie części kuchennej. W przypadku produkcji z jednej strony trzeba ogrzać lub chłodzić biura i dostarczyć dużą ilość ciepłej wody na potrzeby produkcji, a z drugiej strony często w procesie produkcyjnym mamy nadmiar ciepła, które można wykorzystać.

Rozwiązaniem, dzięki któremu możemy efektywnie gospodarować energią, jest pompa ciepła.

Pompa w hotelu

Hotel Andreovia mieści się przy jednym z czterech w Polsce Ośrodków Doskonalenia Nauki Jazdy. Spełnia rolę hotelu, miejsca do organizacji weseli, chrzcin czy firmowych imprez. W Hotelu Andreovia na potrzeby grzania i chłodzenia wykorzystywane są dwie pompy ciepła DHP-R. Powierzchnia obiektu to 1600 m². Na parterze znajduje się restauracja, kuchnia, sala balowo-konferencyjna, pomieszczenia sanitarne. Na pierwszym piętrze jest 18 pokoi 2-3-osobowych oraz mniejsza sala konferencyjna. Aby zabezpieczyć zapotrzebowanie hotelu na ciepło i chłód, zostały zaprojektowane 2 pompy ciepła DHP-R, agregat wody lodowej i – jako źródło szczytowe – kocioł kondensacyjny. Obiekt działa rok. Podczas tego roku ciepłą wodę, ogrzewanie i chłodzenie zaspokajały jedynie pompy ciepła Danfoss. Inwestor prawdopodobnie nie zdecyduje się na zakup agregatu wody lodowej i kotła, ponieważ zastosowane pompy w zupełności realizują potrzeby obiektu.

W przypadku tego obiektu warto zwrócić uwagę na sposób realizacji chłodzenia. Zastosowano tu dwa rodzaje chłodzenia – pasywne lub aktywne. Źródłem chłodu jest dolne źródło ciepła wykonane na bazie odwiertów i sond gruntowych. W okresie, gdy temperatura dolnego źródła jest niższa niż wymagana temperatura w instalacji chłodzącej, układ nie musi korzystać ze sprężarek, usuwając zyski ciepła w najtańszy możliwy sposób – włączając tylko pompy obiegowe. Dopiero gdy zanika ta możliwość, załączane są sprężarki pomp ciepła, ale i w tym wypadku chłodzenie odbywa się z efektywnością co najmniej 30% wyższą niż w przypadku tradycyjnych agregatów wody lodowej usuwających zyski tylko za pomocą sprężarek do gorącego powietrza atmosferycznego. Dodatkową funkcją zastosowanych pomp ciepła jest możliwość wykorzystywania usuwanego ciepła do podgrzewu c.w.u. Jeśli zachodzi potrzeba, to usuwane ciepło z jednej części budynku może trafiać do ogrzania innej części. Po roku funkcjonowania obiektu inwestor potwierdza słuszność wyboru pomp ciepła, ale także autoryzowanego partnera Danfoss – firmy Instalmix Jacek Lelonek.

Rewitalizacja hotelu

Kolejnym interesującym obiektem jest Hotel Bulwar. Jest to przykład połączenia rewitalizacji obiektu historycznego z nowym budynkiem i nadania im nowego przeznaczenia. W hotelu zastosowano pięć pomp ciepła Danfoss DHP-R o mocy 42 kW każda. Jako dolne źródło posłużyło 18 odwiertów po 182 m każdy, rozstawionych tam, gdzie teraz są drogi i podjazdy. Zimą dolne źródło wykorzystywane jest na potrzeby ogrzewania, a latem absorbuje zyski ciepła z budynku. Dzięki takiemu rozwiązaniu koszty pracy klimatyzacji są znacznie obniżone. Układ chłodzenia jest w pierwszej kolejności realizowany z zastosowaniem chłodu pasywnego, a następnie wspierany za pomocą sprężarek. Ciepła woda użytkowa przygotowywana jest przez pompy ciepła dwustopniowo w dwóch zestawach zasobników dwupłaszczowych KBH. Otrzymywana jest w ten sposób woda o temperaturze 55-60°C. Wstępny podgrzew prowadzony jest poprzez pracę skraplaczy, a docelowa temperatura uzyskiwana jest poprzez dogrzanie gorącym czynnikiem chłodniczym pobieranym zza sprężarek. Dodatkowo zastosowano system kolektorów słonecznych, które przygotowują ciepłą wodę oraz podnoszą temperaturę dolnego źródła. Sterownik nadrzędnej pompy w kaskadzie kontroluje temperaturę w zasobniku końcowym. Sterownik ten kontroluje również pozostałe obiegi centralnego ogrzewania ciepła technologicznego i wody lodowej. Kaskada pomp ciepła umożliwia zestopniowanie mocy wymaganej dla budynku w celu grzania, chłodzenia i ciepłej wody użytkowej. Dopasowanie wydajności urządzeń końcowych do rzeczywistych potrzeb eksploatacji budynku może zapewnić tylko instalacja zrównoważona hydraulicznie, a więc niewrażliwa na wahania ciśnienia i dostosowująca przepływ do zmiennych zapotrzebowań na energię. Realizowane jest to poprzez zawory Danfoss AB-QM z napędami i ograniczeniem przepływu niezależnym od spadku ciśnienia. Jako urządzenia końcowe do utrzymania komfortu, oprócz ogrzewania podłogowego, nagrzewnic i chłodnic powietrza, użyto belki grzewczo-chłodzące. Utrzymują one indywidualnie regulowaną temperaturę w poszczególnych pomieszczeniach i są kontrolowane poprzez inteligentne sterowanie (BMS). Hotel działa od 2008 roku. Jest ciepło, jest ciepła woda użytkowa i chłód niezbędny latem.

Blok mieszkalny

Główną przyczyną zmiany systemu ogrzewania we wspólnocie mieszkaniowej MPGM Zgierz były wysokie rachunki za centralne ogrzewanie. Ogrzewanie budynku realizowane było dotychczas za pomocą kotłów elektrycznych. Przestarzałe podgrzewacze gazowe, nieszczelne kanały dymowe stanowiły również zagrożenie dla mieszkańców. Budynek przy ulicy Kolejowej powstał w latach 70. Wykonany jest w systemie tradycyjnym i jest ocieplony. Składa się z 4 kondygnacji i podpiwniczenia. W sumie jest w nim 30 mieszkań o łącznej powierzchni 1100 m². Do tego dochodzi klatka schodowa – 300 m² i piwnica – 270 m². W całym bloku mieszka 30 rodzin, razem około 80 osób. Dystrybucja ciepła odbywa się przez grzejniki.

Z uwagi na brak własnego gruntu zdecydowano się zastosować powietrzne pompy ciepła, które w sumie muszą dostarczyć 90 kW mocy grzewczej. Wielkość mocy wyliczono na podstawie dotychczasowego użytkowania. Na dachu bloku stanęło 6 modułów zewnętrznych powietrznych pomp ciepła Danfoss DHP-A 12, a w piwnicy tyle samo modułów wewnętrznych z zasobnikami o pojemności 180 l każdy, dając w efekcie wymagane 90 kW. Powstała nowa instalacja ciepłej wody użytkowej wraz z cyrkulacją. Oszczędności w porównaniu do poprzedniego systemu grzewczego wynoszą 40 tys. PLN na rok, co daje zwrot po 7 latach.

W kwietniu 2015 r. Danfoss wprowadził do oferty inwerterowe pompy ciepła, które mogą jednocześnie grzać i chłodzić. Dzięki technologii inwerterowej urządzenia dostosowują się do zapotrzebowania na ciepło/chłód, co zmniejsza koszty użytkowania systemu z pompami ciepła.

Kolejne ciekawe zastosowania pomp ciepła odnajdujemy w procesach produkcyjnych, gdzie energię można odzyskiwać w końcowej ich fazie, a następnie ponownie wprowadzać na początku.

Michał Mika

Pytanie do…

Jakie zalety wykazują pompy ciepła zastosowane w tzw. dużych obiektach?

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij