Ohřev čerstvého vzduchu teplem z výroby chladu v KCP
Přednáška / studijní materiál
Přednáška 28. konference vytápění 2025:
Přednáška pojednává o rekonstrukci energetických systémů Kongresového centra Praha (KCP) formou EPC s cílem: MINIMALIZOVAT PROVOZNÍ NÁKLADY PRO PRIMÁRNÍ ZDROJE ENERGIÍ. Účinnost kapalinových okruhů zpětného získávání tepla (ZZT) je ve většině případu menší jak účinnost se systémy s rotačními regeneračními výměníky. Je ale možné docílit i opak tím, že se propojí kapalinové systémy ZZT do systémů výroby a distribuce tepla a chladu. Bude tak realizován „transport energií mezi jednotlivými systémy“ TZB. Toto jsem realizoval pro projekt EPC v Kongresovém centru Praha (KCP). Výsledkem je, že např. od venkovní teploty – 20°C do venkovní teploty +20°C (teplejší nasávaný vzduch nepotřebujeme), se potřebné teplo pro ohřev vzduchu získává z převážné části z výroby chladu s relativně malou čerpací prací.
Kongresové centrum PrahaSchéma původního zapojení kapalinového zpětného získávání tepla (ZZT o výkonu 5,5 MW) a výroby chladu (kondenzátory cca 7 MW). Červený křížek značí místo modernizace, kde byla původní regulace nahrazena frekvenčními měniči (FM) pro vyšší efektivitu systému.Nové zapojení systému v KCP zajišťuje efektivní předehřev vzduchu odpadním teplem z kondenzátorů chlazení (5,5 MW) a kogenereční jednotky (45 kW), propojených se systémem ZZT, a využití předřazených výměníků free-coolingu (1 MW) v sání čerstvého vzduchu. Ten navíc zajišťuje energeticky úspornou výrobu chladu.Centrální úprava vzduchu s FreeCoolingem, Zpětném získávání tepla a PředehřevemUkázka systému free-coolingu zajišťujícího úspornou výrobu chladu tím, že předehřívá nasávaný čerstvý vzduch.Propojení kondenzátorového okruhu výroby chladu s okruhem rekuperace tepla pro efektivní ohřev upravovaného vzduchuDo venkovní teploty cca +20 °C se cca 30 až 40 % energie získává přečerpáváním, nikoliv spalováním.
Zajímavosti a ukázky z řešení rekonstrukce v KCP formou EPC
Pracovní schéma propojení Výroby chladu, Zpětného získávaní tepla a Freecoolingu. Vypracoval Ing. Karel Matějíček a Ing. Jiří MatějíčekPůvodní sestavy výměníků ZZT v přívodní centrální úpravě a výdechu vzduchu. Výměníky byly v komorách VZT jednotek. Výroba JANKA Radotín n.p.Ukázka nového výměník pro ZZT v části Přívod o rozměrech 1875 x 1900 mm. Sestava setu jsou 2 segmenty o třech výměnících na sobě. Celkový rozměr cca 2.1 metry šířka a 4 metry výška. Celkově setů 24 (C1-13, C2-11), náplň etylénglykol 40%. Výrobce HPM Therm, s.r.o. Moravské Lieskové 2, 916 42, Slovensko. „https://hpmtherm.eu/“ Sestava za sebou: Free cooling 4R: HW-BR.G-2,5-1875-1900-4R-20-Cu 0,35-Al 0,15-FeZn-1-Fe 6/4“-E1-V.. ZZT 8R: HW-BR.G-2,0-1875-1900-8R-20-Cu 0,35-Al 0,20-FeZn-1-Fe 2,5“-E1-V… Předehřev 2R: HW-BR.G-3,0-1875-1900-2R-16-Cu 0,35-Al 0,15-FeZn-1-Fe 6/4-E1-V… Příprava výměníků ZZT v části výdech pro čistěníČistění výměníků ZZT v části výdech. Termokamerou bylo zjištěno, které řady nezatékají, odpájely se kolínka a pomocí vrtačky a betonářské tyč žebírkové , tzv. Roxoru, se postupně jednotlivé neprůchodné nebo jen částečně průchodné vyčistily. Finální čištění pak bylo jako celek vodním roztokem kyseliny citronové.Finální stav: filtrační stěna, výměníky freecoolingu, krytá čela výměníků ZZT a výměník předehřevu. Původně byly použity kapsové filtry s vodorovným švem kapes. Při každé změně průtoku docházelo k vytřepávání prachu z filtrů, který následně zanášel výměníky ZZT. Nově byla instalována filtrační stěna s pevnými vložkovými filtry s náplní 2″ skelné vlákno. Filtry vykazují vynikající odlučivost atmosférického prachu a podstatně vyšší jímavost. Výměna filtračního rouna je nutná přibližně 1× ročně a navazující výměníky zůstávají dlouhodobě čisté.Krystalická kyselina citronová používaná k přípravě vodného roztoku pro chemické čištění výměníků tepla/chladu a rozvodných potrubních systémů za účelem odstranění vodního kamene, koroze a minerálních usazenin. Lehké znečištění (preventivní čištění) 2–3 % roztok, tzn. 20–30 g kyseliny citronové na 1 litr vody Střední usazeniny 5 % roztok Silné zanesení vodním kamenem 8–10 % roztokPo mechanickém čištění se provedlo chemické, viz.: Schéma zapojení boční filtrační smyčky s filtrem a řez filtrem.
Doporučení pro použití: teplá voda (40–60 °C) pro lepší účinnost.
Roztok cirkulovat nebo působit podle míry zanesení od desítek minut až po několik týdnů. Po ukončení vždy systém důkladně propláchnout čistou vodou. Pokud je materiál měď, mosaz nebo hliník, max. 5 %. Doporučuji menší koncentraci a delší čas. V našem případě byly 2% a čas cca 1 měsíc. Každé ráno se vložka vyčistila. Když byla s min. nánosem, ukončilo se to. Vložka 10 mikrometrů. Dodavatel: https://filtrationgroup.cz/kontakt/Schéma zdrojů tepla – pracovní návrh s cílem zajistit pro kondenzační kotle co nejchladnější zpátečku do spodního hrdla kotle. Ideálně 1/3 celkového protékajícího množstvíVizualizace regulace výběru zpátečky dle teploty vratné vody jednotlivých větví, ideálně 1/3 z celkového množství do studeného sběračeChladicí stroj Trane s řízením výkonu frekvenčním měničemRealizační tým ENESA a.s.Garanční zkoušky výkonových parametrů kogenerační jednotky TEDOM. Dle našich měření nebyly dosaženy garantované parametry tepelného výkonu.Garanční zkoušky výkonových parametrů kogenerační jednotky TEDOM. Měření prokázalo nedostatečný tepelný výkon způsobený nedokonalým spalováním, projevujícím se zvýšeným obsahem nespálených uhlovodíků ve spalinách. Dodavatel byl nucen instalovat před spalinový výměník dodatečný oxidační katalyzátor (obvykle na bázi platiny) a současně zvýšit teplotu spalin tak, aby na katalyzátoru docházelo k dodatečnému dohoření nespáleného plynu.Kongresový sál s kapacitou až cca 2 764 osob. Dýmová zkouška pro ověření přívodu upraveného čerstvého vzduchu do dýchací zóny diváků prostřednictvím vyústění v opěradlech sedaček před nimi.
