Rekonstrukce bytového domu: jak se podařilo snížit náklady na vytápění o 18 %?
Konkrétní případ rekonstrukce otopné soustavy bytového domu v Praze ukazuje, že samotným zateplením budovy cesta ke snížení nákladů na vytápění zdaleka nekončí. Naopak změna parametrů budovy si žádá o nový výpočet tepelných ztrát budovy a projekt optimalizace otopné soustavy. V případě tohoto bytového domu se podařilo rekonstrukcí a optimalizací soustavy vytápění dosáhnout meziroční úspory dalších 18 %.
Charakteristika objektu
V této dvanáctipodlažní budově se nachází 100 bytových jednotek. Bylo provedeno zateplení fasády, střechy, stropů i sklepů včetně výměny oken. Vytápění budovy je řešeno teplovodním vytápěním pomocí dvoutrubkové otopné soustavy. Zdrojem tepla pro budovu je tlakově nezávislá výměníková stanice napojená na centrální zásobování teplem o celkovém topném výkonu 229 kW. Výměníková stanice je vybavena ekvitermní regulací. Celý projekt rekonstrukce proběhl ve spolupráci projektanta, pana Václava Piláta, a montážní firmy Alltech. IMI Hydroning Engineering dodala své know-how v oblasti vyvažování a vhodné výrobky.
Projekt renovace vytápění
V budově je instalováno 316 otopných těles, většinou se jedná o starší litinová článková tělesa typu Kalor, doplněná novějšími deskovými otopnými tělesy Korado v provedení klasik či VK. Všechna otopná tělesa v budově byla osazena termostatickými ventily, radiátorovými armaturami a termostatickými hlavicemi různých výrobců a různých provedení, avšak veškeré tyto ventily a hlavice již byly za hranicí své životnosti. Soustava je rozdělena do 25 stoupaček napojených na horizontální rozvod vedoucí z výměníkové stanice v 1. podlaží. Stoupačky byly na patách osazeny vyvažovacím ventilem a regulátorem diferenčního tlaku. Parametry vyvažování na patě budovy nebyly známy.
Prvním krokem projektu renovace byl výpočet tepelných ztrát každé místnosti v této zateplené budově, výpočet průtoků a nastavení nových termostatických ventilů, zjištění hydraulických ztrát a vyvážení. Dále bylo nutné provést úpravu teplotního spádu budovy (ekvitermní regulace) s ohledem na stav budovy po zateplení. Dalším krokem byla instalace nových termostatických ventilů s technologií AFC a termostatických hlavic IMI Heimeier. Protože stávající patní regulace stoupaček nevyhovovala novým parametrům budovy, byla nahrazena novým vyvažovacím ventilem STAD a regulátorem diferenčního tlaku STAP značky IMI TA. Veškeré potrubní rozvody zůstaly beze změn.
Parametry projektu:
- Celkový tepelný výkon 214,35 kW
- Teplotní gradient 80/60 °C (při venkovní teplotě −15 °C)
- Výpočtová vnitřní teplota pro obytné místnosti 20 °C
- Min. tlaková ztráta systému 50 kPa
Výřez ze schématu nového návrhu
Technické řešení
Díky technologii AFC, tj. technologii automatické regulace průtoku, nově zajišťují termostatické ventily Eclipse F vyvážení průtoku každého jednotlivého otopného tělesa. Patní regulace stoupaček pomáhá s autoritou termostatických ventilů a přináší tichý provoz otopné soustavy. O regulaci pokojové teploty se bezproblémově stará termostatická hlavice K od IMI Heimeier, namontovaná na radiátorovém ventilu. Přednastavení termostatických ventilů vychází z projektové dokumentace.
Oběhové čerpadlo pro průtok topné vody je součástí výměníkové stanice. Pokrývá jak tlakovou ztrátu výměníkové stanice, tak tlakovou ztrátu soustavy budovy. Minimální tlaková ztráta celého systému byla stanovena výpočtem tlakové ztráty 50 kPa.
Komentář projektanta a montážní firmy k realizaci
Instalace termostatických ventilů vyžaduje změnu technologického postupu výměny ventilů. Termostatické ventily již nelze v soustavě měnit nahodile podle přání a harmonogramů vlastníků bytů. Je třeba vyměnit ventily v celé stoupačce a provést důkladné odvzdušnění.
Při tvorbě projektové dokumentace je třeba zohlednit maximální regulaci průtoku technologií AFC. Z technického hlediska ventily s technologií AFC nepovolí vyšší průtok do otopného tělesa, než jaký je nastaven, i když je část termostatických ventilů ve stoupačce uzavřena. Z tohoto důvodu je nezbytné zohlednit při výpočtu nastavení ventilů i pokles teploty média ve stoupačce.
Termostatické ventily s technologií AFC musí mít dostatečný dispoziční tlak (10–15 kPa, viz technická dokumentace ventilu), jinak je průtok ventilem nižší než nastavený.
Vyvážení a uvedení systému do provozu
Po instalaci bylo nutné otopnou soustavu vyvážit a nastavit provozní bod oběhového čerpadla ve výměníkové stanici. Nejprve byly nastaveny termostatické ventily podle projektové dokumentace pomocí speciálních klíčků od IMI Hydronic Engineering. V tomto případě byla optimální dopravní výška oběhového čerpadla stanovena na základě měření na referenčních termostatických ventilech Eclipse F pomocí speciálního nástroje Demoblok. Výsledná nastavená dopravní výška na oběhovém čerpadle byla 6,5 m a regulace čerpadla byla stanovena na konstantní tlak.
Průtoky topné vody pro jednotlivé stoupačky byly měřeny na patě stoupaček. Měření se provádělo na vyvažovacích ventilech STAD pomocí přístroje TA-Scope a současně se provedla aktivace a nastavení regulátorů tlakové diference. Na základě měření vystavila montážní firma protokol o vyvážení budovy.
Měření diferenčního tlaku na termostatickém ventilu Eclipse F.
Měření průtoku na vyvažovacím ventilu STAD na patě stoupačky.
V posledním kroku se provedla změna nastavení ekvitermní křivky na nový stav. Ekvitermní regulace byla řešena pomocí dvoucestného regulačního ventilu na primární straně výměníkové stanice. Rekonstrukce byla provedena na samém konci roku 2021, což usnadnilo porovnání roční spotřeby. Z grafu je patrné, že spotřeba tepla v roce 2022, měřená v deno jednotkách, přinesla 18 % úspory oproti roku 2021, a dokonce 21,5 % při srovnání s průměrnou spotřebou tepla v letech 2020 i 2021.
Závěr
Podle vyjádření bytového družstva funguje od rekonstrukce otopná soustava bez problémů a ke spokojenosti všech obyvatel. Dosažené úspory v roce 2022 pomohly kompenzovat dramaticky zvýšené ceny tepla.
Použité produkty:
- Termostatické ventily Eclipse + Eclipse F
- Termostatické hlavice K
- Vyvažovací ventil STAD DN20
- Diferenciální pojistný regulátor STAP DN20
Naší doménou jsou vysoce efektivní řešení pro HVAC soustavy: udržování tlaku a kvality vody; vyvažování, regulace a ovládání; termostatická regulace včetně unikátní technologie AFC® s Eclipse Inside. Produkty značek Heimeier, TA a Pneumatex šetří čas, ...
