Úspora 100 000 Kč díky unikátnímu řešení vytápění a chlazení pro kancelářské budovy

◄ Zpět do přehledu blogu

Cíl investora a developera je na počátku každé investice zcela zřejmý. Postavit či zrekonstruovat budovu s použitím moderních technologií, přičemž často náklady na pořízení hrají velkou roli v rozhodování. Ne vždy však tato nevinná myšlenka vede k požadované úspoře. Mezi jeden takový projekt patří rekonstrukce historické budovy v centru Prahy.

Jedná se o stavbu plnou zeleně, prosklených stěn, kovu, mramoru a elegance. Propracované technologie osvětlení, individuální nastavení teploty a chlazení, možnost regulace vlhkosti v místnostech, automatická stínící technika a mnohé další nasvědčuje o exkluzivitě prostor. Moderní přístup k šetrnosti celého komplexu budovy k životnímu prostředí zastřešuje certifikace LEED Gold. Bohužel však ani tato mezinárodně uznávaná značka kvality nezaručuje aplikaci ekologického a efektivního řešení zdroje vytápění. 

Rekonstrukce budovy zahrnovala obnovu kancelářských prostor v osmi nadzemních podlažích o celkové výměře 6830 m2 a doplnění stávající rekonstruované budovy novou částí v prostorech původního vnitřního dvora. Součástí rekonstrukce a jedním ze záměrů investice bylo také vybudovat efektivní zdroj tepla, který dokáže maximálně využít energii obsaženou v palivu a přenést ji podle potřeby do budovy. Těmto požadavkům odpovídal projekt zahrnující dvojici kondenzačních plynových kotlů UltraGas 800D. Schéma zapojení demonstruje následující obrázek:

 

1-14.png
Obrázek č.1 Schéma zapojení kondenzační kotelny zahrnující kondenzační kotle UltraGas
Při vlastní realizaci došlo vlivem úspory nákladů investora k záměně kondenzačních kotlů Hoval za jiný typ zařízení, které zdánlivě podle technických podkladů vykazuje podobné vlastnosti. Taková záměna však s sebou nesla další potřebná opatření a to především změnu v hydraulickém zapojení a především ovlivnila funkčnost celého topného systému budovy.

Technické řešení kondenzační kotelny

Pokud bychom měli detailněji popsat přiložené schéma systému, dojdeme k viditelným rozdílům. Schéma s kotlem UltraGas pracuje na bázi velkoobjemového kotle bez nutného průtoku, tudíž ve schématu nenaleznete čerpadla na primárním (kotlovém) okruhu a tím pádem ani hydraulický vyrovnávač dynamických tlaků (anuloid).

Na straně spotřebiče je vidět rozdělení topných okruhů na dvě skupiny. Teplejší okruh, například pro vzduchotechniku s teplotním spádem 80/60 °C, okruh s nízkým teplotním spádem 35/25 °C pro podlahové vytápění a ostatní topné okruhy s nižšími požadavky na teplotu.

Je známo, že rosný bod spalin se pohybuje kolem 57 °C. Pokud by došlo ke smíchání vratné vody ze všech okruhů, je  patrno, že by se teplota pohybovala nad tímto bodem a tím by nedocházelo ke kondenzaci spalin a k využití latentního tepla v nich obsaženém. Proto je důležité si všimnout oddělení teplé a studené zpátečky jak na kotlích, tak na rozdělovači. Díky tomu lze studenou vratnou vodou zajistit proces kondenzace. Požadavek na výstupní teplotu vody z kotle se řídí nejvyšším požadavkem systému. V našem případě tedy 80 °C. Díky konstrukci kotlů UltraGas není třeba hlídat ∆T a teplota vratné vody může být 25°C.

Při porovnání s použitým schéma realizované instalace je patrné, že při záměně nebyl brán zřetel na návrh topného systému, ale pouze na cenu technologie.

Protože zdroj je v daném případě tvořen dvojicí kondenzačních kotlů, které svojí konstrukcí a hydraulickým odporem vyžadujících vlastní čerpadlo na primárním okruhu pro zajištění průtoku, je zde instalována skupina poměrně velkých čerpadel, která jsou v provozu prakticky nepřetržitě.

Aby byly zajištěny podmínky pro práci jednotlivých čerpadel, je okruh zdroje a okruh spotřebičů oddělen hydraulickým vyrovnávačem dynamických tlaků. Instalované kotle svojí konstrukcí nepřipouští teplotní rozdíl mezi vstupem a výstupem vyšší než 20K; průtok je tedy dimenzován na tento teplotní spád. V okamžiku, kdy hoří oba kotle na maximální výkon, je teplotní spád 20K. Ovšem v situaci, kdy je výkon omezen, je přímo úměrně nižší i teplotní spád kotlového okruhu (v odpovídajícím poměru). Kotle musí produkovat teplotu danou požadavkem distribuce, teplota zpátečky kotlového okruhu je tedy značně zvyšována a to je další důvod, proč se kotle  za dané situace zcela dostávají mimo reálný provoz kondenzace.

Ke kondenzaci dochází, podaří-li se ochladit spaliny pod teplotu rosného bodu, přičemž se uvoluje kondenzační teplo a účinnost se výrazně zvyšuje. Kondenzační teplo představuje asi 11% energie obsažené ve spáleném plynu a zvýšení účinnosti je závislé na dosaženém stupni vychlazení spalin. Reálný rozdíl mezi kondenzačním a nekondenzačním provozem se u kondenzačních kotlů pohybuje okolo 10% (pro zajímavost: oproti nízkoteplotním kotlům, kde se teplota spalin u starých zařízení může pohybovat i okolo 200 °C, může být rozdíl až 25%).

V daném případě tedy tyto náhradní kotle - i přes velmi dobré podmínky na straně spotřebiče - nejsou a v podstatě ani nemohou být provozovány v kondenzačním režimu.

2-10.png
Obrázek č.2 Schéma reálného zapojení kotelny s ovlivněním teploty zpátečky

Záměna řešení v číslech

Ačkoliv se může zdát záměna jistého typu kondenzačního kotle za jiný typ jako zcela jednoduchá a bezproblémová, celková záležitost je mnohem komplexnější a prostá výměna jednoho kotle za jiný nestačí. V našem případě přinesla sice záměna kondenzačních kotlů úsporu na investici do zařízení s důsledkem výrazného zvýšení provozních nákladů.

Předpokládejme, že plynová kotelna o výkonu 750kW protopí průměrně 1 257 000 Kč ročně. Úspora, kterou by přinesla původní varianta kotlů s účinností 109% fungující v režimu kondenzace, odpovídá 10% nákladů na plyn, tedy 127 500 Kč ročně. Spotřeba elektrické energie v případě čerpadel kotlového okruhu, předpokládáme-li velikost a délku provozu a současné ceny energie, odpovídá spotřebě cca 5 000 kWh/rok a odpovídá zhruba částce 20 000 Kč ročně. Celkem se jedná o částku 147 500 Kč/rok, o kterou je provoz instalované technologie každoročně dražší.

Úspora investice záměnou kotlů měla proti sobě vynaložené prostředky na oběhová čerpadla a jejich ovládání, hydraulický vyrovnávač a v daném případě i propojení odvodu spalin. Navíc, vzhledem k materiálu a konstrukci, u kotlů nelze předpokládat tak dlouhou životnost jako u původně navrhovaných kotlů dosahující až 30 let.

Záměna v číslech:
• Náklady na kotelnu o výkonu 750kW cca. 1 275 000Kč/rok
• 10% úspora nákladů na plyn ~ 127 500 Kč/rok
• Navýšení spotřeby el.energie 5000 kWh/rok ~ 20 000Kč/rok 

Celkové zvýšení provozních nákladů = 147 500Kč/rok

Dodatečná investice
• Oběhová čerpadla, jejich ovládání, hydraulický vyrovnávač, propojení odvodu spalin

Celková úspora na investici proti původnímu návrhu: cca 100 000 Kč

Životnost kotlů
• Aktuální řešení – materiál Al – větší důraz na kvalitu vody - předpoklad životnosti 10-15 let
• Technologie Hoval – kombinace uhlíkatá, nerezová ocel – předpoklad životnosti až 30 let

Investice do moderních technologií, inteligentních systémů regulace s sebou nese mnohá rozhodování a vyžaduje komplexní znalost problematiky. Vlastní certifikace budov potom není bohužel zárukou, že vlastní aplikace technologií bude optimální. Proces plánování a realizace ovlivňuje řada činitelů, které nezávisle na sobě jistou mírou ovlivňují finální podobu budovy včetně jejich užitných vlastností. Úspory investic tak často nemusejí být ani úsporami v pravém slova smyslu, neboť mohou mít mnohem hlubší dopad ovlivňující provozní náklady, životnost a fungování systému jako celku.

V případě první případové studie týkající se rekonstrukce historické budovy v centru Prahy se bohužel jedná o postup, který demonstruje realitu výstavby, kdy následné provozní náklady nese budoucí nájemce nebo nový vlastník.

Zaujala vás tato případová studie? Sdílejte ji mezi svými kolegy!


Autor
Petr Bohuslav
 
Zavřít

Více informací


Cookies

Cookie je krátký text, který navštívená stránka odesílá do vašeho prohlížeče. To stránce umožňuje zapamatovat si informace o vaší návštěvě (např. vaše jazykové a jiné preference) a při další návštěvě se na jejich základě již chová více uživatelsky přívětivěji. Obecně - cookies mají svůj význam; bez nich by byl web podstatně méně příjemným prostředím.


Podmínky užívání

Prohlášení o ochraně soukromí

Cookies nám pomáhají poskytovat vám lepší službu - prosíme, povolte jejich použití.