Nový způsob klimatizování komerčních budov tepelnými čerpadly
Komfort systémy od firmy Climate Master (výhradní distributor Master Therm CZ) jsou nejúčinnější technologií pro vytápění a chlazení větších komerčních a obytných budov. Je to dáno díky jednoduchému, ale velmi účinnému principu přečerpávání tepla z místností s tepelným přebytkem do místností s tepelným deficitem. Z hlediska obsluhy jsou stejně jednoduché jako konvenční způsoby vytápění či klimatizace, ale jejich životnost je mnohem delší (více jak dvacet let) a ekonomická návratnost nesporná.
Úvod
Nejúčinnější a nejprogresivnější technologií pro klimatizování větších komerčních budov jsou v současné době tzv. Komfort Systémy a to díky jednoduchému, ale velmi účinnému principu přečerpávání tepla z oblastí s tepelným přebytkem do oblastí s tepelným deficitem. Toto přečerpávání se uskutečnuje prostřednictvím dvoutrubkového rozvodu primárního média (voda, nemrznoucí směs) po celé budově, kde jsou na něj v jednotlivých místnostech nebo zónách napojena lokální tepelná čerpadla voda/vzduch potřebných výkonů (cca od 2kW) o celkovém počtu i několik set jednotek. Výhod Komfort systémů lze vhodně využít ve většině komerčních budov.
Popis systému
Při využití tohoto řešení je v budově instalován dvoutrubkový rozvod primárního média (voda, nemrznoucí směs), na který jsou instalována jednotlivá reverzovatelná tepelná čerpadla typu "voda-vzduch".
V případě že je v blízkosti budovy dostupná povrchová, studniční voda, nebo dostatečná plocha volného pozemku, je výhodné napojit dvoutrubkový primární okruh na geotermální zdroj (výměník geotermální voda/médium, zemní kolektor vodorovného nebo svislého uspořádání), jak je to naznačeno na obr. 1. V opačném je dvoutrubkový primární okruh připojen na kovenční zdroj tepla (např. kondenzační plynový kotel) a suchý chladič či chladicí věž, jak je naznačno na obr. 2.
 Obr.1: Komfort Systém s geotermálním zdrojem |
U Komfort Systémů s geotermálním zdrojem je rozsah pracovních teplot primárního média ve dvoutrubkovém rozvodu obvykle -5 až 30°C, přičemž u Komfort Systémů s konvenčním zdrojem je obvykle v rozmezí 20 až 43°C. Na dvoutrubkový rozvod primárního média je napojeno až několik set reverzovatelných tepelných čerpadel. Tato tepelná čerpadla mohou dle potřeby v dané místnosti nebo jiné zóně pracovat: - v režimu topení, kdy se primární médium ochlazuje a - v režimu chlazení, kdy se primární médium ohřívá. Jednotlivé řady tepelných čerpadel jsou navrženy pro specifický rozsah teplot, proto pro jejich správnou funkci je nutno tento rozsah dodržet. |
 Obr. 2: Komfort Systém s konvenčním zdrojem |
Principielní schéma provozu reverzovatelného tepelného čerpadla v režimu vytápění a chlazení je na obr. 3 a obr. 4.
V režimu vytápění vypařující se chladivo odebírá teplo z primárního média které se tímto ochlazuje. Páry chladiva se následně stlačují v chladivovém kompresoru a vznikající kondenzační teplo se odevzdává prostřednictvím ventilátoru do vzduchu v klimatizované místnosti, který se tímto ohřívá.
V režimu chlazení vypařující se chladivo odebírá teplo ze vzduchu v klimatizované místnosti, který se tímto ochlazuje. Páry chladiva se následně stlačují v chladivovém kompresoru a vznikající kondenzační teplo se odevzdává primárnímu médiu, který se tímto ohřívá.
Na obrázcích je jak v režimu vytápění tak v režimu chlazení navíc naznačen způsob výroby teplé užitkové vody který se standardně využívá v rodinných domcích.
U Komfort Systémů je zásobování objektu teplou užitkovou vodou řešen použitím zvláštní řady tepelných čerpadel typu voda-voda.
Obr. 3: Tepelné čerpadlo v režimu vytápění
Obr. 4: Tepelné čerpadlo v režimu chlazení
Princip úspory provozováním Komfort Systému
Provoz Komfort systému v zimním období
V zimním období kdy jsou velmi nízké venkovní teploty téměř všechna tepelná čerpadla topí. Teplota primárního média se snižuje a aby neklesla pod dolní hranici intervalu povolených hodnot, centrální kotel se zapne, viz obrázek vpravo. U Komfort Systémů s geotermálním zdrojem funkci centrálního kotle samozřejmě přebírá geotermální výměník.
Provoz Komfort systému v letním období
V letním období jsou vysoké venkovní teploty a téměř všechna tepelná čerpadla pracují v režimu chlazení. Teplota primárního mádia se blíží k horní hranici intervalu možných hodnot a proto, není-li použit geotermální výměník chladicí věž je zapnuta.
Provoz Komfort systému v přechodném období
Právě provoz Komfort Systému v přechodném období má největší podíl na ročních úsporách. Jako zdroj energie totiž velmi účinně využívají tepelné zisky z místností s osvitem a také z technologických procesů centrální kotel a chladicí věž jsou na rozdíl od klasických klimatizačních zařízení vypnuty, běžně až do 0°C.
Výhody využití Komfort Systému pro klimatizování velkých prostor
Komfort Systémy se zpravidla vyznačují nižšími investičními náklady, vždy však s nižšími provozními náklady a delší životností oproti klasickým klimatizacím. Porucha jedné z jednotek nemá praktický význam na klimatizování budovy, čímž je zajištěna vysoká spolehlivost systému. Každá jednotka, nebo skupina jednotek má vlastní prostorovou regulaci s možností napojení na "Lon-Works", čímž je jednoduše řešen celý systém měření a regulace klimatizování budovy.
Vysoká spolehlivost
Jednotlivé komponenty jsou umístěny uvnitř budovy i v zemi tak, aby nebyly vystaveny nebezpečí krádeže, vandalismu nebo povětrnostním vlivům, které mohou zkrátit životnost zařízení. Pravidelnou výměnou filtrů poskytují tepelná čerpadla ClimateMaster uživateli mnoho let nerušeného a bezstarostného provozu. Mnoho jednotek instalovaných v USA před 30-40 lety je i v současnosti v provozu.
Bezpečný provoz
Tepelná čerpadla ClimateMaster nepoužívají spalování v průběhu kterého by se v pracovním prostředí nebo okolí uvolňoval kysličník uhličitý nebo jiné plyny. Nehrozí ani nebezpečí výbuchu a požáru. Nepoužívá se v nich čpavek nebo chladiva poškozující ozónovou vrstvu.
U Komfort Systémů se v rozvodech používá voda nebo nemrznoucí směs a chladivem jsou plněna pouze jednotlivá reverzovatelná tepelná čerpadla, na rozdíl od klasických klimatizačních systémů která se vyznačují obrovským množstvím chladiva v rozvodech.
Porovnání použití klasických klimatizačních systémů a Komfort Systému
Hotely s Komfort Systémem od ClimateMaster:
|
vs. | Hotely s kompaktními klimatizačními zařízeními, která jsou:
|
Hotely s kompaktními klimatizačními zařízeními, která jsou:
|
vs. | Kancelářské budovy s konvenčními klimatizačními zařízeními, která jsou:
|
Charakteristika jednotlivých řad tepelných čerpadel ClimateMaster používaných v Komfort Systémech
Dle rozsahu teplot v rozvodu primárního média a místa jejich použití rozlišujeme následiující základní řady tepelných čerpadel pro Komfort Systémy.
Vysoce účinná řada horizontálních/vertikálních kompaktních jednotek Genesis GS, GR a GC poskytují nejvyšší úroveň komfortu, sníženou hlučnost, a vysokou flexibilitu. Jednotky řady GS, GR a GC se liší výbavou, provedením a cenou a dodávají se v rozsahu chladicích výkonů 1,5 až 15,9 kW a v rozsahu topných výkonů 1,2 až 16,8 kW při použití chladiva R407C a v závislosti na teplotě v primárním médiu. Horizontální jednotky se umísťují do stropních podhledů a vertikální po obvodu klimatizované místnosti.
 |
 |
V budovách s velkými místnostmi, jakými jsou např. tělocvičny, velké sály a kavárny se dá vhodně využít řada Genesis GLH. Horizontální/vertikální jednotky Genesis GLH jsou navržené tak, aby splnili všechny požadavky i v nejnáročnějších podmínkách. Dodávají se v rozsahu chladicích výkonů 24 až 33 kW a v rozsahu topných výkonů 18 až 28 kW v závislosti na primárním energetickém zdroji.
Jednotky jsou vybavena materiálem tlumicím hluk. Rychlé připojení umožňuje v případě potřeby bezpečnou a jednoduchou montáž chladicího okruhu. Součástí jednotky je také ochrana chladicího oběhu (vypnutí při vysokém nebo nízkém tlaku, ochrana proti zamrznutí). Jednoduchá změna otáček ventilátoru snižuje čas na montáž a spouštění.
Řada tepelných čerpadel Genesis GSW typu voda-voda je vhodná pro zásobování daného objektu teplou užitkovou vodou. Tato tepelná čerpadla se dodávají v rozsahu chladicích výkonů 8 až 24 kW a v rozsahu topných výkonů 6,5 až 31,5 kW v závislosti na primárním energetickém zdroji.
Konzolová řada CS/CL jsou volně stojící jednotky, umožňující topení a chlazení různých prostor. Díky aerodynamickému provedení jsou vhodné pro veřejné budovy, nemocnice a hotely. Dodávají se v rozsahu chladicích výkonů 1,9 až 4,3 kW a v rozsahu topných výkonů 1,7 až 4,3 kW v případě použití chladiva R407C a v závislosti na primárním energetickém zdroji. Umísťují se u zdi v klimatizované místnosti (např. místo radiátorů).
Jednotky obsahují minimální množství potrubí a elektrického připojení a snadno se připojují do systému. Pevné mříže vyztužují jednotku tak aby se dosáhlo menšího chvění.
Reference
Firma Climate Master je největším výrobcem tepelných čerpadel tohoto typu na světě s tradicí více jak 50 let. Z evropských instalací (z nichž některé pracují bez problémů již více jak 30 let) uvádíme některé zajímavé nebo pilotní projekty:
Administrativní budovy
| Velká Británie | Victoria Building, Londýn East Northants Housing Tax Office Derby |
106 CL konzolí 61 jednotek GRH 120 konzolí |
| Francie | Nancy Office komplex | 288 konzolí CL007 |
| Německo | Munich | 60 konzolí CL |
| Řecko | Retas Athens | 180 konzolí a HL jednotky |
| Maďarsko | Pharmafontana-Naturland, Budapest | 38 jednotek HL030-048 |
| Irsko | Ballybrit Office Park | 39 jednotek GRH |
| Portugalsko | Auchan head Office, Porto Edificio Lisbon Mansantos, Lisbon |
75 konzolí CL 158 jednotek HL 230 jednotek HS |
| Skotsko | Kaeverner Aberdeen Deutsche Bank Edinburgh NCR Dundee Shell Operations Centre |
92 jednotek HL 196 jednotek GRH 012-024214 jednotek GRH 77 jednotek HL |
| Španělsko | Municipal offices Bourgos Zurich Insurance Madrid Allianz Insurance Madrid Gestonia, Madrid |
160 jednotek HS012 244 jednotek CS 360 jednotek CS 700 jednotek HS012 |
Hotely
| Belgie | Plaza Hotel, Antwerpy | 38 CL konzolí + 10 jednotek HL009 |
| Velká Británie | Quebec Hotel, Leeds | 75 jednotek GRH009-012 |
| Ireland | Greens Hotel, Dublin Johns Town House |
86 off HL006, RE střešních jednotek + 14 velkých jednotek HL 65 jednotek HL009/01213 střešních jednotek RE pro konferenční sály |
| Rumunsko | Parc Hotel Bucharest Palace Hotel, Constanza |
360 jednotek HL009 156 jednotek GRH009/012 |
| Scotland | Milton Hotel, Glasgow Glass House Hotel, Edinburgh |
90 jednotek GRH 75 jednotek GRH |
| Spain | Melia Hotel Salamanca | 68 jednotek VHS |
Nákupní střediska
| Česká republika | Carrefour Shopping Centre Praha | Různé HL, VL jednotky a konsole |
| Velká Británie | Village Outlet Swindon | 180 HL jednotek [3500kW] |
| Holandsko | Heuvel Galeria, Eindhoven | HL jednotky |
| Maďarsko | Campona Shopping Mall Budapest | HL jednotky |
| Portugalsko | Almada Shopping Centre Lisbon Montijo Mall Lisbon |
177 GRH, HL072-096 a CL jednotek 150 GRH |
| Turecko | Maya Shopping and Cinema Komplex Istanbul Polat Shopping Mall Istanbul |
380 jednotek, HL, VL, V a WE série 76 GRH a HL096 jednotek |
Závěr
Využití Komfort Systému má nesporné výhody, mezi nejdůležitější patří výhodná pořizovací cena, dlouhá životnost a velmi nízké provozní náklady. V mnoha zemích se již úspěšně prosadil a je jen otázkou, kdy se bude standardně instalovat ve většině komerčních budov i u nás.
Existuje jistá paralela mezi prosazováním vytápění tepelnými čerpadly v rodinných domcích a klimatizování tepelnými čerpadly - Komfort Systémem v komerčních budovách, a to zejména v překonávání setrvačnosti myšlení, neochotě učit se něco nového a dezorientaci investora, který neumí vždy vyhodnotit výhodnost nabízených systémů.
Již několik let je v provozu Komfort Systém v obchodním domě Carrefour na Smíchově, kde je umístěno několik desítek tepelných čerpadel Climate Master. V současnosti se projektuje Komfort Systém pro 7 patrovou administrativní v Praze - Krči.
V letošním roce Master Therm CZ provede školení pro zájemce - projekční firmy, developery, stavební firmy, investory - o instalaci těchto systémů a perspektivní spolupráci.
Pro podrobné informace o jednotlivých řadách tepelných čerpadel používaných v Komfort Systémech, jako i o systému samotném, kontaktujte společnost Master Therm CZ, která Vám poskytne požadované informace.
Master Therm je český výrobce tepelných čerpadel vzduch-voda, země-voda, voda-voda s certifikací EHPA a registrací pro dotace. Tepelná čerpadla s tradicí od roku 1994 pro rodinné i bytové domy a průmyslové objekty všech velikostí. Výroba, projekt, ...