Přidat EnviWeb k oblíbeným odkazům
RSS kanályMobilní verze EnviWeb.cz

Efektivní modernizace technických zařízení

21.08.2009  |  zdroj: STAVITEL  |  152× přečteno      vytisknout článek

Management Národního divadla se před šesti lety rozhodl rekonstruovat technologická zařízení výroby tepla, chladu, přípravy TUV a lépe využívat odpadní tepelnou energii.

Tento záměr byl koncem roku 2007 naplněn podepsáním smlouvy se sdružením firem ENESA a.s. a EVČ s.r.o. o využívání odpadní tepelné energie v budovách Národního divadla, financovaného metodou EPC (viz Stavitel č. 05/2009, str. 22 - 23). Projekt naplnil a dokonce předčil očekávání investora, realizátorů i ministerstva kultury, které si tuto metodu investování vzalo jako etalon pro příští podobné projekty.

PŮVODNÍ STAV VYBAVENÍ

Plynová kotelna zásobovala teplem Historickou budovu, Novou scénu, provozní budovu, suterény a restauraci. Teplovodní kotelna, vybavená třemi kotli s poetickými jmény Pankrác, Servác a Bonifác o součtovém výkonu 9360 kW, byla umístěna v 3. PP technického zázemí a zajišťovala nejen vytápění, ale i přípravu teplé užitkové vody a provoz vzduchotechniky. Teplovodní kotle byly vybaveny hořáky umožňujícími spalování ZP a LTO. Každý z nich měl svůj vlastní okruh pro dohřev zpětné topné vody do kotlů (bránící nízkoteplotní korozi kotlů) a každá větev byla vybavena dvojicí oběhových čerpadel. Topná voda z kotelny vedla do strojovny ÚT v 5. PP technického zázemí. Ve strojovně bylo z centrálního rozdělovače se sběračem vysazeno celkem deset topných větví - osm z nich se směšováním pro ÚT a VZT a dvě pro ohřev TUV bez směšování. Systém přípravy TUV byl vzhledem k výškovým parametrům budov rozdělen do dvou nezávislých tlakových pásem. Příprava TUV se realizovala v každém pásmu dvěma akumulačními zásobníky po 10 000 litrech (zásobníky byly zapojeny paralelně).

Vedle teplovodní kotelny byla umístěna středotlaká parní kotelna se dvěma parními rychlovyvíječi. Jeden nový o výkonu 2 t/h páry a jeden starý, již nepoužívaný o výkonu 1 t/h páry. Pára se dodávala do strojoven VZT a sloužila pouze pro vlhčení vzduchu pro klimatizaci.

Chladicí zařízení pro klimatizaci prostorů divadla bylo umístěno v 5. PP technického zázemí. Zdrojem chladu byly a nadále zůstaly tři chladicí stroje. Dva z nich od firmy TRANE pracující s chladivem (R134 a) a jeden od firmy YORK pracující (chladivo R11). Koncepčně mají kondenzátorovou část chlazenou vltavskou vodou přes vložený okruh technologické vody, oddělení od Vltavy je provedeno deskovým výměníkem.

Na chladicí jednotky navazují příslušné vodní okruhy systému chlazení. Tento okruh chlazené vody je složen ze dvou okruhů, kde primární okruh je propojen s čerpadly primárního okruhu a výparníky chladicích jednotek, sekundární okruh tvoří společné propojovací potrubí, čerpadla sekundárního okruhu a spotřebiče vychlazené vody (chladiče).

V zimním režimu, kdy teplota vody ve Vltavě nepřesahuje 10 až 12 °C, jsou chladicí jednotky odstaveny z provozu a voda pro klimatizaci je chlazena přes výměník (voda/voda) vltavskou vodou.

Pokud jde o chlazení hydraulického oleje, v minulosti byl ohřátý olej z hydraulických pohonů opon, portálu, hydraulických stolů a točny chlazen pitnou, případně vltavskou vodou (při teplotě vltavské vody nižší než 10 °C). Toto řešení nebylo ekologické ani ekonomické. Elektrický příkon hydraulických čerpadel je 450 kW. Objem nádrže na hydraulický olej činí 18 000 litrů, spotřeba chladicí vody činila 10 000 l/h.

ÚSPORNÁ OPATŘENÍ PROJEKTU EPC

Realizaci úsporných opatření předcházela důkladná projektová příprava. Na projektovou dokumentaci pro vydání stavebního povolení navázala realizační projektová dokumentace se zapracováním připomínek a požadavků dotčených orgánů (hasiči, životní prostředí, památková péče atd.).

> Chlazení oleje

Získaná tepelná energie z chlazení oleje hydraulické tlakové stanice jevištní technologie se využívá pro předehřev TUV a UT. Pomocí výměníků tepla se oleji odebírá odpadní tepelná energie, která je dopravena k tepelnému čerpadlu, jež ji povýší na využitelný potenciál. Takto nově vyrobená tepelná energie je využita pro ohřev TUV a vytápění.

> Chladicí technika

Byla provedena výměna jedné chladicí jednotky klimatizace za novou reverzní chladicí jednotku, která umožňuje provoz jak v režimu tepelného čerpadla, tak v režimu chladicího stroje.

Původní chladicí jednotka v prostoru strojovny chlazení YORK pracovala s neekologickým chladivem R11. Byla tedy nahrazena novou reverzní chladicí jednotkou firmy CARRIER pracující s chladivem HFC 134a. Výměna chladicích strojů nebyla nikterak jednoduchou záležitostí, neboť strojovna chlazení se nachází v 5. PP a dopravní cesty napovrch jsou velmi těsné. Projektanti rekonstrukce ND z roku 1980 však osvíceně mysleli i na případnou výměnu zařízení, a ta proběhla bez vážnějších komplikací.

Zařízení bylo instalováno s novými oběhovými čerpadly v okruhu kondenzátoru i výparníku s regulací vstupní teploty kondenzátorových parametrů pomocí trojcestného ventilu. Tepelné čerpadlo je schopno odebírat nízkopotenciální tepelnou energii z Vltavy, ale i odpadní tepelnou energii ze systému vzduchotechniky. Napojení do topného systému bylo provedeno ve strojovně vytápění tak, aby byl umožněn současný provoz chladicího stroje v režimu tepelného čerpadla, nově nainstalovaných kondenzačních kotlů a dvou ponechaných původních kotlů.

REKUPERACE TEPELNÉ ENERGIE

Teplo odsávaného vzduchu z VZT zařízení je využito na předehřev centrálně nasávaného čerstvého vzduchu pro vzduchotechniku. Vzhledem ke značným vzdálenostem mezi centrálním sáním a výtlakem byl použit systém vzduch - nemrznoucí směs - vzduch. Celý systém rekuperace se skládá z výměníků čerpadla a složitých rozvodů teplonosné kapaliny mezi nimi.

Na výdeších teplého odpadního vzduchu jsou osazeny chladicí kapalinové výměníky, ve kterých se od proudícího odpadního vzduchu ohřívá nemrznoucí kapalina. Takto ohřáté médium je dopravováno do ohřívacích kapalinových výměníků, které jsou umístěny do průduchu sání studeného čerstvého vzduchu ve 2. PP historické budovy Národního divadla.

Celý systém se napouští (vypouští) glykolovou směsí z (do) plastové nádrže o objemu 3000 litrů. Tato nádrž slouží také jako bezpečnostní zařízení - při náhlém poklesu tlaku v systému (prasklé potrubí atd.) se otevře elektromagnetický ventil a systém se do nádrže okamžitě vypustí.

Veškeré rozvody jsou provedeny z plastového lepeného izolovaného potrubí. Technickým oříškem bylo svedení plastového potrubí DN 125 portálem jeviště historické budovy. Potrubí je vedeno v těsné blízkosti Hynaisovy opony a Ženíškových lunet, bylo tedy nutné zabezpečit je proti jakékoliv havárii a zároveň zabránit poškození vlastního potrubí. Jako nejvhodnější se ukázala kombinace dvou opatření. Jedním z nich je stálé monitorování tlaku v systému rekuperace a v případě přesně definovaného poklesu tlaku vypuštění systému do havarijní nádrže. Druhým opatřením je opatření plastového potrubí ocelovým krytem s černým matovým nátěrem, aby se zabránilo odleskům do jeviště.

OHŘEV TUV

V době mimo topnou sezónu je příprava TUV zajištěna reverzní chladicí jednotkou a rekuperovaným teplem z hydrauliky jevištní technologie. Původní zapojení zásobníkových ohřívačů TUV v obou tlakových pásmech bylo změněno - vždy jeden ze zásobníků je nahříván topnou vodou ze systému vytápění. Druhý zásobník je prvnímu na straně TUV předřazen a nahřívá se odpadním teplem získaným z hydraulického oleje (bilance tepelné energie na straně hydraulického oleje je převážně menší, než je potřeba tepla pro ohřev TUV, jedná se tedy o předehřev TUV). Zbylou tepelnou energii dodá reverzní chladicí stroj přes systém topné vody. Požadavkem zadavatele bylo v letním období neprovozovat plynový zdroj!

Vzhledem k tomu, že produkce odpadní tepelné energie v hydraulickém oleji je značně nevyrovnaná a nabývá jak kladných, tak záporných hodnot, byl projekt rozšířen o vyvedení přebytečné tepelné energie do systému UT. Zároveň se realizovalo opatření ohřevu TUV (v době divadelních prázdnin je odběr TUV minimální) malým tepelným čerpadlem při zapojení výparníkové strany tepelného čerpadla na systém vltavské vody, respektive kondenzátorové strany chladicích strojů.

REKONSTRUKCE CENTRÁLNÍ KOTELNY

Místo teplovodního (kotle Bonifác) a jednoho parního vyvíječe se osadila dvě vysoce účinná kotlová kondenzační dvojčata firmy Hoval o výkonu 2 x 1440 KW. Nové jednotky jsou vybaveny vlastní regulací řídící kaskádu v rámci kotlového dvojčete. Řízení celé kaskády všech kotlů je ovládáno nadřazenou řídicí soustavou SAUTER. Nové kondenzační kotlové jednotky jsou odkouřeny plastovými kouřovody do společného komínového tělesa po demontovaném kotli č. 3 ( Bonifác). Teplota kouřových plynů za kondenzačními kotli se pohybuje od 50 do 55 °C.

Původní komínový průduch DN600 byl vyvložkován nerezovou netěsnou vložkou. Aby se zabránilo zatékání kondenzátu do skladby komínového tělesa, je v hlavě komína instalován radiální odtahový ventilátor s regulací otáček na základě tlakové diference v referenčním místě komínového tělesa (v komínovém průduchu je udržován podtlak 15 Pa).

Nové kondenzační kotlové jednotky byly v duchu tradice pojmenovány Cyril a Metoděj a to na památku dne instalace, neboť byly usazeny na místo 5. 7. 2007.

MODERNIZACE SYSTÉMU M+R

Veškerá navržená opatření pro snížení energetické náročnosti provozu divadla byla zavedena do původního systému měření a regulace SAUTER Automotion.

Záměrem projektu nebylo pouze zprovoznění nově instalovaných zařízení, ale především modernizace velké části původního systému MaR s tím, že nové řízení celé soustavy se chová jako jednolitý celek a plně využívá synergických efektů komplexu opatření.

V rámci provozu všech budov Národního divadla dochází například k takovým paradoxům, že na jedné osluněné straně je třeba chladit a na druhé neosluněné ve stejný okamžik topit. S podobnými situacemi se musí regulace vyrovnat a maximálně využít energii. Celý systém MaR je vizualizován na centrálním dispečinku s možností vzdáleného přístupu zainte-resovaných pracovníků provozu divadla a dodavatelské firmy. Vzdálený přístup zajišťuje stálé vyhledávání nových provozních stavů se záměrem maximálně racionalizovat nakládání s energiemi.

FREKVENČNÍ MĚNIČE V SYSTÉMU CHLAZENÍ

Dalším opatřením byla instalace frekvenčních měničů pro čerpadla vltavské vody (řízení otáček v závislosti na teplotě vody ve Vltavě ) a pro čerpadla chladicí vody (řízení otáček v závislosti na diferenčním tlaku)

REKONSTRUKCE STŘECHY PROVOZNÍ BUDOVY

V souvislosti s rekonstrukcí střechy byla aplikována multifunkční hydroizolace s integrovanými fotovoltaickými moduly. Původní hydroizolace zde již vykazovala netěsnosti a poruchy. Správa divadla se ocitla před rozhodnutím o rekonstrukci střešního pláště. Navržený systém tento problém vyřešil, a to s přidanou hodnotou nového fotovoltaického systému. Řešení neovlivňuje střešní krajinu v dané lokalitě a zároveň vizuálně příznivě dotváří moderní vzhled provozní budovy Národního divadla.

Článek vznikl s laskavým přispěním M. Růžičky, zástupce technického ředitele ND.

AUTOR: Ing. Valentýn Avramov
ENESA a.s.


Současný střešní plášť

> Plocha střechy - fotovoltaika: 554 m2

> Plocha střechy - ostatní: 373 m2

> Instalovaný výkon: 22 kWp

> Termín realizace: 2008

> Investiční náklad: 6,5 mil. Kč

> Životnost hydroizolačního materiálu: minimálně 30 let

> Garantovaná min. 80% el. funkčnost systému: 20 roků


Související články


Poslední diskuse k článku - 0 příspěvků celkem

přidej nový příspěvek

Zatím žádný příspěvek
můžete na tento článek reagovat jako první...


EnviWeb s.r.o. neručí a nenese zodpovědnost za obsah diskusních příspěvků, diskuse nemoderuje ani nerediguje. Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich autorů. EnviWeb s.r.o. si vyhrazuje právo odstraňovat diskusní příspěvky, a to zejména takové, které odporují dobrým mravům, porušují platné zákony ČR, poškozují dobré jméno serveru nebo obsahují neplacenou reklamu. Diskuse NEJSOU určeny pro dotazy na autory článků nebo redaktory EnviWebu.



Search
Partneři
Ekologický oskar
ZmapujTo.cz
Fandíme EnviWebu
Výrobky a služby pro životní prostředí
Výrobky a služby pro životní prostředí
Partnerské časopisy
<< Předchozí Následující >>



Doporučujeme: Ekologove.cz - ekologie v každodenní praxi, EnviMarket.cz - nabídka výrobků a služeb, ZmapujTo.cz - hlášení podnětů od občanů, Nazeleno.cz - úspory energie, Inspirace v bydlení, Cena elektřiny, Dřevěné brikety, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo


Enviweb s.r.o. využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti,a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
Copyright (2008) The Associated Press (AP) - všechna práva vyhrazena. Materiály agentury AP nesmí být dále publikovány, vysílány, přepisovány nebo redistribuovány.
Toplist