Maximizarea eficientei sursei de caldura a hotelului Permon. Studiu de caz despre reconstructia centralei termice

Indiferent dacă vorbim de clădiri publice, case unifamiliale, hale industriale sau clădiri private, cum ar fi case de oaspeți sau hoteluri, unele din principalele cerințe pentru sistemele de încălzire sunt costurile de funcționare reduse și un impactul minim asupra mediului. Clădirile noi sunt în prezent proiectate și realizate utilizând standarde de economisire a energiei, unde este nevoie de mult mai puțină energie pentru încălzire decât acum câțiva ani.

Prin urmare, scopul lucrării este de a sublinia necesitatea creșterii eficienței energetice a surselor de căldură inclusiv pentru clădirile existente, ca parte integrantă a renovării complexe a clădirilor. Lucrarea descrie alegerea celei mai potrivite soluții tehnice pentru reconstrucția parțială a unei surse de căldură, cu accent pe sarcina de a se asigura că soluția realizată aduce în cel mai scurt timp cea mai mare economie de energie posibilă cu menținerea funcționării hotelului.

Hotelul exclusivist de patru stele, Grand Hotel Permon este situat în mijlocul naturii, într-un cadru superb al Munților Tatra, înconjurat de păduri de conifere și este una dintre cele mai renumite stațiuni turistice de schi din Tatras. Hotelul oferă servicii și cazare cu un grad ridicat de satisfacere, chiar si pentru cei mai exigenți oaspeți. În hotel există cel mai mare centru de wellness din Slovacia și, de asemenea, acest complex a reprezentat o provocare pentru Hoval de a aborda responsabil și eficient acest proiect. Hoval nu doar folosește sloganul "Responsabilitatea pentru energie și mediu", ci îl și pune în aplicare în cadrul fiecărui proiect.

Hoteluri sunt un grup foarte specific de clădiri în ceea ce privește cerințele privind energia, apa caldă și încălzirea. În funcție de ocuparea hotelului, cerințele privind alimentarea cu energie se schimbă continuu pe parcursul întregului an. Proprietarii hotelurilor susțin adesea că este dificil să facem estimari în acest sector. Aceasta este o afacere riscantă și solicitantă din punct de vedere financiar; Dar dacă se desfășoară bine, se poate obtine un profit pe măsură. Încălzirea și apă caldă reprezintă cele mai mari costuri in ceea ce priveste consumul de energie.

Construcția hotelului Permon a avut loc în anii șaptezeci ai secolului trecut. Dat fiind faptul că în acel moment nu exista gaz, instalația tehnică din camera cazanului a fost proiectată folosind cazane de apă caldă din oțel cu arzătoare cu aer insuflat pe combustibil lichid. La începutul anilor nouăzeci au fost amplasate conducte de gaz în sala cazanelor și 4 cazane noi model clasic cu o putere nominală a cazanului de 1.040 kW și PHD 18 arzătoare cu gaz PZ au fost instalate în sala cazanelor. Cazanele prin intermediul arzătoarelor realizează o reglare  a capacităâții termice în două trepte 50%/100 %.
Apa caldă a fost preparată centralizat în încălzitoare staționare de oțel de 6,3 m3. În prezent, există doar două cazane clasice, un nou cazan Hoval UltraGas UG 1440D și o metodă absolut nouă de preparare a apei calde.

Chiar dacă investiția într-o nouă centrală termică nu este vizibilă , ca în cazul unui restaurant modern cu mâncăruri delicioase, dar din punct de vedere practic, are un impact imens asupra confortului clienților. De aceea, directorul tehnic al hotelului a inițiat o creștere constantă a cerințelor de căldură și în special a necesarului de preparare a apei calde.

Care au fost cele mai importante criterii prezentate experților Hoval?

• să propună un cazan adecvat pentru spațiul din cadrul centralei termice.
• noul cazan să se potrivească cu diametrul cosului existent.
• conectarea cazanului la sistemele de distribuție existente trebuie să fie simplă și funcțională.
• să propună proiectarea unei preparări de apă caldă flexibilă și eficientă din punct de vedere energetic pentru întregul hotel și centru de wellness.

Pe măsură ce Hoval are printre referințele sale hoteluri de renume mondial din întreaga lume, nu am subestimat nici situația de față și am abordat proiectarea cu toată responsabilitatea.
Cel mai important rol aici este jucat de sursa de căldură. Sistemul trebuie să funcționeze eficient, indiferent de sarcinile parțiale, care se schimbă foarte mult în hoteluri. Este o adevărată provocare de a asigura confortul oaspetilor atât în momentele în care hotelul este ocupat la capacitate maximă în timpul sezonului de vârf, cât și în extra sezon când cererea este mult mai redusă. Aceast lucru înseamnă că trebuie selectată sursa de căldură care poate fi utilizată pentru a modula puterea maximă posibilă fără pierderi semnificative în ceea ce privește eficiența. De asemenea, controlul căldurii este deosebit de important în cazul hotelurilor în timpul lunilor reci, când temperatura camerelor neocupate este redusă la minim, în timp ce temperatura din camerele utilizate poate fi controlată după preferințele individuale ale clienților.

Când cerințele energetice se schimbă, cea mai bună soluție este un echipament care permite controlul facil al puterii, cum ar fi un arzător modulant. Cazanul în condensație UltraGas este un astfel de echipament. Acesta este unul din cele mai eficiente cazane disponibile în momentul de față pe piață, caracterizat de o eficiență energetică de până la 109.9%. Aceasta este o caracteristică foarte importantă deoarece permite acestui echipament să obțină același efect de încălzire în timp ce consumă mai puțin combustibil. Acest lucru are ca efect direct reducerea costurilor de operare. Eficiența de neegalat a cazanului se datorează schimbătorului patentat AluFer – care combină beneficiile inoxului și aluminiului. Aliajul de aluminiu folosit în partea prin care circulă gazele arse crește recuperarea de căldură cu 20% comparativ cu schimbătoarele de căldura din oțel inoxidabil, asigurând un schimb de căldură uniform. Datorită acestui proces, gazele arse pot fi răcite cu ușurință. O altă soluție inovatoare utilizată la cazanele în condensație UltraGas este implementarea separată a retururilor cald/rece. Rezultatul este că partea inferioară a cazanului are condiții ideale pentru o condensare eficientă. Această soluție crește eficiența cazanelor UltraGas^® cu 8% în comparație cu alte cazane în condensație.

Arzătoarele radiante cu sistem de ardere și modulare ale cazanelor în condensație sunt special proiectate și fabricate din cele mai bune materiale rezistente la temperaturi înalte, ceea ce garantează o durată de viață și o siguranță operațională foarte bună. Arzătoarele UltraGas^® pentru cazanele pe gaz utilizează sistemul UltraClean^®, capacitatea de modulare a acestora ajustează puterea arzătorului la cerințele curente. Acest sistem scade frecvența de comutare și garantează o combustie curată, cu emisii scăzute și eficientă.

În ceea ce privește evaluarea finală și realizarea selecției între un cazan de joasă temperatură și un cazan în condensație din portofoliul Hoval, echipamentul UltraGas^® 1440D a fost alegerea finală, fiind luate în considerare următoarele aspecte: prețul cazanului, costurile operaționale, cât și perioada de amortizare a investiției. Soluția pentru care s-a optat s-a dovedit a fi cea mai avantajoasă din punct de vedere economic, cât și în ceea ce privește perspectivele de viitor.
Prepararea apei calde poate părea o problemă simplă la prima vedere. Pentru un hotel mare, este totuși necesar să se aleagă o solutie de preparare a apei calde care să reacționeze în mod flexibil la schimbările bruște ale consumului. De aceea, Hoval oferă o soluție eficientă, încălzitorul de apă Modul-plus.
Datorită confortului ridicat al încălzirii cu apă caldă, Modul-plus este o alegere preferată de numeroase hoteluri de renume mondial. Acesta acoperă orele de varf în sălile de sport atunci când toate dușurile sunt deschise în același timp fără nici o perturbare. Acesta garantează o protecție sigură împotriva infecțiilor din spitale și din clădirile de apartamente, pur si simplu oriunde exista cerinte ridicate in ceea ce priveste igiena apei. Procesul său unic de igienă nu oferă nici o șansă dezvoltarii bacteriilor și Legionellei.

Beneficiile oferite de Modul Plus:

• Principiul contracurentului atunci când are loc încălzirea apei pentru utilizarea maximă a energiei
• Economie ridicata - costuri reduse
• Garantarea producției de apă caldă în timpul cerințelor ridicate de consum
• Fără probleme în ceea ce privește depunerile

Înlocuirea cazanului clasic existent cu eficiență scăzută cu cazanul in condensatie Hoval UltraGas 1440D cu randament ridicat va avea ca rezultat economii de gaze naturale, energetice și in ceea ce priveste emisiile.

Cazanul in condensatie Hoval UltraGas 1440D este în prezent în funcțiune, iar cazanul existent este adăugat în funcție de necesități în timpul sezonului de încălzire. Cel de-al treilea cazan clasic existent este folosit ca rezervă și poate fi utilizat dacă este necesar. În timpul functionarii pe timp de vară, când se prepara numai apa caldă și funcționează centrul de wellness, se utilizează doar cazanul în condensație Hoval UltraGas 1440D.

Formula de calcul a consumului anual de gaze este:

BN= Qa / ηk   x   Hi

 BN –Consumul anual de gaz natural m3/an

ηk –Eficienta cazanului la 80/60 °C

 Hi – Valoarea calorifica a gazului natural kWh/m3    

Qa – Energia termică generată de cazan(presupunerea este     de 1.700 de ore / an la încărcarea completă a cazanului)

Folosind această formulă, se calculează consumul de gaz pentru soluția cu cazane individuale. Pentru a calcula, folosim nivelul de utilizare standardizat al cazanului, care corespunde mai mult funcționării reale a cazanului în camera destinată acestuia.

Economiile obținute prin utilizarea cazanulului în condensație Hoval vor fi de min. 40,120 m3 / an sau min. 423,266 kWh / an.

Deoarece cazanul Hoval UltraGas 1440D permite conectarea hidraulică prin separarea retururilor de temperatură scăzută sau ridicată, este creată o altă economie de combustibil de 8%, care este de 33.861 kWh / an în timpul funcționării. Se obtine în total o economie de min. 457.127 kWh / an.

La mijlocul lunii decembrie 2010, noul cazan cazan în condensație a fost pus în funcțiune. Cu toate acestea, din consumul de gaz menționat mai sus se poate observa că, în ciuda creșterii producției de căldură începând din 2011, înlocuirea cazanului clasic cu cazanul în condensație a dus la scăderea consumului anual de gaz. Dacă investitorul nu ar fi decis să facă acest pas, consumul anual de gaz ar fi fost considerabil mai mare, cu cca. 25 până la 35%.
În plus față de sistemul de economisire a gazelor naturale, instalarea cazanului în condensație produce, de asemenea, o economie de energie electrică ca rezultat al puterii de intrare mai mici a motoarelor arzătoarelor:

- Puterea electrică de alimentare a arzătorului Hoval UG 1440D 65 - 2.300 W

- Cazan clasic 18 puterea electrică de alimentare a arzătorului PZ 2 x 3.000 W

Atunci când operează cu Hoval UltraGas 1440D, economia de energie electrică va fi de 6.290 kWh / an. Proiectarea cazanelor moderne în condensație utilizează arzătoare cu radiație, ceea ce determină emisii semnificativ mai scăzute de CO și NOx. În schimb, eficiența ridicată a cazanelor în condensație determină un consum mai redus de gaz și, prin urmare, o reducere a emisiilor de CO2. Economiile totale de emisii sunt egale cu 78,772 kg CO2 / an.

Cerința de a reduce costurile operaționale crescânde ale clădirilor se transformă în promovarea fără precedent a cazanelor în condensație moderne, acestea înlocuind soluțiile mai puțin economice.
Am fost capabili să găsim soluția optimă pentru obiectivul investitorului în ceea ce privește modernizarea încălzirii odată cu renovarea hotelului din 2010-2011. Pe de o parte, centrul de welness a fost extins în mod considerabil, iar pe de altă parte, costurile operaționale cu încălzirea au scăzut considerabil.
Împreună cu preparatorul de apă caldă menajeră Modul-plus, cazanul UltraGas garantează cea mai eficientă utilizare a combustibililor gazoși atât pentru cerințele de încălzire cât și pentru prepararea apei calde. Cazanele în condensație moderne funcționează bine atât în instalațiile noi, cât și în clădirile modernizate - indiferent dacă vorbim de case, blocuri de apartamente, hoteluri sau săli mari.
În această lucrare am dorit să subliniem pe scurt și în mod adecvat necesitatea unei abordări cuprinzătoare a soluției atunci când renovam clădirile existente și, în același timp, subliniind posibilitățile Hoval, o companie care oferă soluții de sistem pentru aplicații foarte diversificate.

Autor: Ing. Miroslav Hruška