Jak ekonomicznie i efektywnie ogrzewać budynki biurowe? - wskazówki dla inwestorów

Głównym wyzwaniem dla systemu grzewczego w budynkach biurowych jest utrzymanie wysokiego komfortu cieplnego przy możliwie najmniejszym zużyciu energii. Dlatego coraz częściej zauważamy trend instalowania niskotemperaturowych źródeł ciepła zasilanych gazem ziemnym. Są to przede wszystkim kotły kondensacyjne o najwyższej efektywności pracy wykorzystujące ciepło kondensacji zawartej w parze wodnej - znajdującej się w spalinach gazu ziemnego. Szeroka gama producentów kotłów pozwala wybrać najbardziej efektywne rozwiązanie ogrzewania dla każdej inwestycji, uwzględniając zarówno kryteria ekonomiczne jak i parametry techniczne.

Wykorzystanie nowoczesnych kotłów kondensacyjnych pozwala na uzyskanie oszczędności w rocznym zużyciu paliwa nawet do 30% w porównaniu do tradycyjnych kotłów. Charakteryzują się one wysoką sprawnością pracy urządzenia - niezależne od wielkości. W urządzeniach grzewczych na paliwo stałe temperatura spalin utrzymywana jest na wysokim poziomie, aby para wodna zawarta w spalinach nie uległa kondensacji w kotle. Natomiast w kotłach kondensacyjnych jest dokładnie odwrotnie, doprowadza się do głębokiego schładzania spalin, poniżej tzw. temperatury punktu rosy dla pary wodnej, przy której rozpoczyna się jej skraplanie. Ciepło kondensacji oddawane przez parę wodną zostaje odzyskiwane i przekazywane do wody grzewczej. Dobór odpowiedniej mocy kotła jest podstawowym warunkiem zapewnienia komfortu cieplnego ogrzewanych pomieszczeń biurowych, jak również ekonomiczną i ekologiczną eksploatację całego systemu grzewczego. Dlatego firma Hoval dysponuje pełną gamą urządzeń - kotłów średniej i dużej mocy, pracujących w trybie niskotemperaturowym. Oznacza to, że kocioł może pracować ze zmienną temperaturą wody grzewczej, najczęściej w trybie regulacji pogodowej. Gazowe kotły kondensacyjne współpracują z kolektorami słonecznymi, zapewniając minimalne koszty ogrzewania budynku - są stosowane na przykład do produkcji ciepłej wody użytkowej lub dla potrzeb centralnego ogrzewania.

Rosnące ceny paliw stałych oraz energii elektrycznej skłania wielu inwestorów do inwestycji w technologie odnawianych źródeł energii jakimi są kolektory słoneczne. Rosnąca świadomość ochrony środowiska, zarówno w skali mikro jak i makro decyduje również o tym, że poza względami ekonomicznymi, interesują nas względy ekologiczne – dlatego energia słoneczna z powodzeniem wykorzystywania jest nie tylko w gospodarstwach domowych, ale w budynkach biurowych i użyteczności publicznej, wpływając dodatnio na bilans ekonomiczny eksploatacji budynku.

W budynkach biurowych najczęstszym przeznaczeniem instalacji słonecznej jest podgrzewanie c.w.u., ponieważ wykorzystywana jest przez cały rok, a najwięcej energii ze słońca otrzymujemy w okresie letnim. Dobór dużej instalacji z kolektorami słonecznymi podlega innym regułom niż standardowe małe instalacje dla domów jednorodzinnych, dlatego firma Hoval na bazie swojego wieloletniego doświadczenia w oparciu o rozpoznanie potrzeb inwestora i specyfikacji budynku, umożliwia dobór wielkości instalacji solarnej wraz z powierzchnią kolektorów słonecznych oraz objętością zbiorników buforowych. 

Przygotowania do takiej inwestycji należy rozpocząć od oceny możliwości zainstalowania kolektorów w niezacieniowanym miejscu. W związku z najwyższą wydajnością, montaż płyt powinien odbywać się na dachu budynku, pod warunkiem, że jego powierzchnia jest płaska. Niezależnie od położenia budynku, kolektory powinny zostać zamontowane od strony południowej. W przypadku gdy dach ma konstrukcję ukośną i nie posiada południowej ekspozycji, możliwości pozycjonowania kolektorów są ograniczone, zatem wszelkie konstrukcje wsporcze, zwłaszcza te skomplikowane, powodują wzrost kosztów inwestycji. Budynki biurowe mają średni poziom zużycia wody 7 dm3 / osobę, a więc optymalnym rozwiązaniem jest zastosowanie zbiorników ciepłej wody, których pojemność powinna wynosić do kilku tysięcy litrów, osiągając ciężar kilku ton. W związku z tym, niezbędne jest znalezienie odpowiedniego miejsca, w którym będą pasowały oraz sprawdzenie, czy duże obciążenia dachu nie będzie stanowić problemu.

Przykładem inwestycji wykorzystującej nowoczesne rozwiązania grzewcze firmy Hoval, jest Centrum Biotechnologii o łącznej powierzchni 8000 m². Biurowiec mieści się w małej miejscowości Złotniki koło Poznania. Komfort oraz odpowiedni klimat pracy w pomieszczeniach biurowych, salach konferencyjnych oraz pomieszczeniach laboratoryjnych, a także dostawy ciepłej wody użytkowej zapewnia wydajny kocioł kondensacyjny UltraGas^® 600D w połączeniu z dwoma zbiornikami CombiVal 800 o pojemności 800l każdy. Ponadto kotłownia wyposażona została w moduł TopTronic Online umożliwiający kontrolę i nastawę kotła zdalnie wykorzystując połączenie internetowe.

Projekt budowlany przewidywał montaż kaskady gazowych wiszących kotłów grzewczych o małej pojemności wodnej, ograniczonej delcie T i bardzo dużych oporach hydraulicznych, dlatego dla wszystkich kotłów przewidziane były pompy kotłowe, które pracowały na obiegu do sprzęgła hydraulicznego (jest ono niezbędne w przypadku zastosowania tego typu kotłów). Nowoczesne rozwiązanie oparte na kotłach UltraGas^® o dużej pojemności wodnej i niskich oporach hydraulicznych - wprowadza znaczące zmiany w układzie hydraulicznym kotłowni. Przede wszystkim - co, ze względu na koszty eksploatacji było bardzo ważne dla inwestora - zrezygnowano ze sprzęgła hydraulicznego, które emituje do kilkunastu procent strat energii. Zrezygnowano również z podtrzymania odpowiedniej temperatury powrotu (delta t), dlatego kotły mogą pracować z wyższą sprawnością (im większa różnica między temperaturą zasilania, a temperaturą powrotu czynnika, tym wyższa sprawność) i odbierać ciepło utajone (kondensacji) w znacznie gorszych warunkach, niż rozwiązanie wcześniej zaprojektowane. Likwidacji uległy pompy kotłowe podwyższające zużycie energii elektrycznej i zwiększające ryzyko wystąpienia awarii w pracy kotłowni. Kotły UltraGas^® to tzw. kotły pojemnościowe, których konstrukcja pozwala na znacznie dłuższą żywotność i bardziej stabilną pracę niż kotłów wiszących tzw. przepływowych, których konstrukcja narażona jest na uszkodzenia wynikające z dużych natężeń i prędkości przepływu czynnika, przez co cykle pracy są bardzo nierównomierne i prowadzą do ciągłego włączania i wyłączania się kotłów.

Oprócz zmian w układzie hydraulicznym, modyfikacji uległa automatyka. Standardowa automatyka zabudowana w pulpicie każdego kotła UltraGas^® pełni funkcję sterowania kaskadą. Umożliwia również monitorowanie i sterowanie kotłami za pomocą internetu z dowolnego urządzenia, przez stronę internetową lub dedykowaną aplikację.  Zdalny system monitorowania daje większe bezpieczeństwo, pozwala zaoszczędzić czas oraz kontrolować nastawę kotła w każdym momencie i w dowolnym miejscu, co finalnie przekłada się na oszczędności. 

300 metrów dalej w 2015 roku został oddany do użytku nowy budynek biurowy nr 3 należący do grupy Nickel Technology Park Poznań. Inwestor zadowolony z użytkowania kotłów oraz podgrzewaczy firmy Hoval w Centrum Biotechnologii w Złotnikach, również wybrał podobne rozwiązanie systemowe. W przypadku biurowca, komfort cieplny pracownikom gwarantuje kondensacyjny kocioł TopGas 100 z modułem sterowania TopTronicT, który umożliwia wybór odpowiednich ustawień dla użytkowników. Ciągłość dostaw ciepłej wody użytkowej gwarantuje podgrzewacz CombiVal ER300 o pojemności do 300l.