Univerzita topí laserem a chladí zemními vrty

Datum: 24.6.2017  |  Organizace: GEROtop spol. s r.o.  |  Firemní článek

Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy v Praze v roce 2012 zavedla nový systém vytápění a chlazení budov v ulici Ke Karlovu. V následujících letech klesla roční spotřeba vody na desetinu a spotřeba plynu na 46 %. Návratnost systému bude kratší než šest let.

GEROtop spol. s r.o.
Kateřinská 589
463 03 Stráž nad Nisou - Liberec

tel.:485 148 723, 485 120 574 (fax), 608 080 020, 777 166 565, 777 166 626
e-mail:
web:www.gerotop.cz  www.ekg-gerotop.cz  www.naradi-roller.cz

Budovy Matematicko-fyzikální fakulty v ulici Ke Karlovu v Praze 2 jsou zajímavé nejen svou historií a tradicí, ale také množstvím nejrůznější technologie a laboratorních přístrojů, které se v nich nacházejí. Počínaje výkonnými lasery a mikroskopy konče. Většina těchto přístrojů vyžaduje chlazení o velkém výkonu. V minulosti byly přístroje chlazeny splity s kondenzačními jednotkami umístěnými na fasádách obou budov nebo vodou z vodovodního řádu a ohřátá odpadní voda byla odváděna do kanalizace. Se zvyšujícími se cenami vody se stal tento způsob neúnosný a vedení fakulty hledalo způsob, jak chladit levněji a pokud možno využít tepelnou energii obsaženou v odpadní vodě.

Jako logické se jevilo vybudování centrálního chladicího okruhu. Zdrojem chladu a tepla se staly velké zahrady nad Albertovem, které patří MFF UK. Zemní teplo se využívá pro vytápění budov a v případě přebytku se teplo naopak ukládá zpět do země a vrty se tak regenerují. Ochlazená voda vniklá odebráním tepla se pak využívá jako chladicí médium v centrálním chladicím okruhu.

Geotermální čerpadla a dosažené úspory

Instalovaná tepelná čerpadla byla uvedena do provozu v roce 2012 a v současnosti mají za sebou takřka pět let provozu. Už v prvních měsících fungování se začaly porovnávat předpokládané a skutečné spotřeby energií a provozní úspory. V I.Q 2013 bylo dosaženo úspor ve spotřebě plynu pro vytápění 26 % a studené vody 3000 m3. Z výsledků hospodaření Matematicko-fyzikální fakulty UK v Praze lze vysledovat, že po instalaci tepelných čerpadel v roce 2012 poklesly náklady na spotřebu energie ve výši zhruba 5 mil. Kč ročně oproti době před instalací tepelných čerpadel. Fakulta za energie platí méně zhruba o 5 mil. Kč ročně.

Technologie strojovny tepelných čerpadel

Původním zdrojem tepla pro obě budovy byla plynová kotelna o výkonu 1360 kW. Vybudovaný bivalentní zdroj tepla sestává z této plynové kotelny a nových tepelných čerpadel o celkovém výkonu 270 kW. Bod bivalence je 0 °C. Pro tuto teplotu je potřebný tepelný výkon 250 kW.

Byla instalována dvě tepelná čerpadla země/voda, každé o jmenovitém topném výkonu 135 kW a chladicím výkonu 100 kW (pro vstupní teplotu primární vody 10 °C a výstupní teplotu sekundární vody 55 °C). Tepelná čerpadla jsou zapojena paralelně do nabíjecího okruhu akumulační nádoby o objemu 3 m3. Z akumulační nádoby je topná voda čerpána do rozdělovače otopné soustavy objektu.

Technologie tepelných čerpadel pracuje ve 4 režimech: 1. vytápění
bez chlazení, 2. vytápění a chlazení, 3. přirozené chlazení a 4. aktivní chlazení
Technologie tepelných čerpadel pracuje ve 4 režimech: 1. vytápění bez chlazení, 2. vytápění a chlazení, 3. přirozené chlazení a 4. aktivní chlazení
Přesun vrtné techniky na spodní
část zahrad pod Albertovem
Přesun vrtné techniky na spodní část zahrad pod Albertovem
Zapouštění geotermální vertikální
sondy s ochranou Push
Zapouštění geotermální vertikální sondy s ochranou Push

Pro regeneraci vrtného pole se využívá odpadní teplo z technologií chlazení, případně teplo vzniklé v režimu aktivního chlazení tepelnými čerpadly. V tomto režimu je pokryta potřeba centrální chladicí soustavy. V chladicím okruhu je použita akumulační nádoba o objemu 2 m3.

Systém byl kompletován se dvěma tepelnými čerpadly Viessmann Vitocal 300 – G ProSerie o výkonu 120 kW, které byly zapojeny tak, aby systém dokázal chladit v pasivním,aktivním i kombinovaném režimu. Celý systém je řízen regulátorem Tronic s vizualizací chodu a možností vzdáleného přístupu.

Problém byl velmi stísněný prostor, což vyžadovalo velmi nadstandardní přístup nejen z pohledu instalace, ale i dispozičního řešení všech potřebných součástí systému. Pro sladění technických a prostorových možností bylo nutné sáhnout i ke kompromisům, například zmenšit objem akumulační nádoby, což je kompenzováno vodním objemem otopné soustavy. Výkon a parametry výstupního média umožňují vytápět jednu budovu až do teploty –5 °C. Při nižších venkovních teplotách přebírá vytápění stávající plynová kotelna.

Kaskáda tepelných čerpadel ve strojovně technologie
Kaskáda tepelných čerpadel ve strojovně technologie
Vrtná souprava v zahradách Pod Albertovem MFF UK Karlov
Vrtná souprava v zahradách Pod Albertovem MFF UK Karlov

Řídicí systém je pomocí komunikace Ethernet připojen k nadřazenému centrálnímu dispečinku, na kterém je instalován vizualizační a bilanční software operátorského řízení.

Instalací výše popsané technologie tepelných čerpadel země/voda bylo docíleno:

  • výrazného snížení spotřeby pitné vody, původně využívané pro chlazení pokusů;
  • využití odpadního tepla pro regeneraci zemních vrtů (letní režim);
  • využití odpadního tepla pro vytápění budovy (zimní a přechodný režim);
  • postupné odstranění stávajících split/multisplit jednotek z fasády budovy.

Přáním fakulty bylo průběžně sledovat a měřit všechny hodnoty, které v daném systému lze. Proto byly provedeny další dva vrty, z nichž jeden byl zapojen do systému a druhý zůstal samostatný. Tyto dva vrty byly na pěti místech osazeny čidly, jež slouží studijním potřebám fakulty.

OCTOPUS – oběh úsporného chlazení a topení – základní technické parametry
Počet hlubinných vrtů: 27 (z toho 2 kontrolní).
Hloubka vrtů: 135 m.
Instalovaný tepelný výkon: 270 kW.
Instalovaný chladicí výkon: 200 kW.
Řídicí systém: TRONIC 2000®.

Zkušenosti z provozu dokazují, že pro takto technicky náročnou aplikaci je bezpodmínečně nutná nejen spolupráce všech zúčastněných subjektů před realizací, během ní i poté, ale i důvěra ohledně sdíleného know-how. Investor i dodavatelské firmy si vzájemně zpřístupnily údaje o fungování systému formou aktuálních provozních dat na internetu, čímž je možné průběžně vyhodnocovat projekt včetně chování vrtných polí a energetických bilancí.

Ing. Marek Svačinka jednatel, GEROtop spol. s r.o.

 

Datum: 24.6.2017
Organizace: GEROtop spol. s r.o.



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Blogger  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcích 


Projekty 2017

Partneři - Vytápění

logo GEMINOX
logo THERMONA
logo ENBRA
logo DANFOSS
logo FV PLAST
logo FENIX

Spolupracujeme

logo Asociace odborných velkoobchodů

 
 

Aktuální články na ESTAV.czVazby cihelného pohledového zdivaPraha chce lépe řešit správu svého majetku, včetně prázdných domůPoškození vodou je nejčastějším typem poškození majetkuRealizace podlahy v garáži aplikací epoxidového nátěru na betonové podlahy