Povećanje učinkovitosti izvora topline u Grand Hotelu Permon

Ekskluzivan Grand Hotel Permon s četiri zvjezdice nalazi se u prekrasnoj prirodi planina Tatra, okružen crnogoričnim šumama, i jedno je od najpoznatijih turističkih mjesta i skijališta u Visokim Tatrama. Hotel pruža vrhunske usluge i smještaj koji će zadovoljiti i najzahtjevnije goste. Također, u sklopu njega nalazi se najveći wellness centar u Slovačkoj. Stoga je za Hovalove stručnjake ovo bio pravi izazov i jedinstvena prilika da pokažu na djelu svoj moto "Odgovornost za energiju i okoliš".

Hoteli su inače vrlo specifičan tip objekta s obzirom na energetske potrebe, potrebe za grijanjem i pripremom potrošne tople vode. Ovisno o njihovoj popunjenosti, energetski zahtjevi se neprestano mijenjaju tijekom cijele godine. Vlasnici hotela često tvrde da je teško predvidjeti bilo što u ovom sektoru. Riječ je o doista rizičnom i financijski zahtjevnom poslu, ali kada se njime dobro upravlja, neće izostati ni profit. Grijanje i priprema potrošne tople vode čine najveće troškove u potrošnji energije te na njih treba posebno obratiti pozornost.

Izgradnja hotela Permon započela je sedamdesetih godina prošlog stoljeća. Budući da tada na toj lokaciji nije bilo plina, kotlovnica je izrađena od čeličnih visokotemperaturnih kotlova s pretlačnim uljnim plamenicima. Na početku devedesetih godina,  hotel je plinificiran, te su ugrađena 4 nova kotla ČKD DUKLA Praha KDVE 100 s učinkom od 1.040 kW i plinskim pretlačnim plamenicima PHD 18 PZ. Kotlovi su imali 50/100% kontrolu izlaznog učinka. Priprema potrošne tople vode je centralizirana sa spremnicima ukupnog volumena od 6.3 m³. Trenutno se u kotlovnici nalaze samo dva kotla KDVE 100 te novi Hoval UltraGas UG 1440D kotao, kao i potpuno drugačiji način pripreme potrošne tople vode, koristeći Modul plus spremnik PTV-a.

Iako investicija u novu kotlovnicu nije prepoznatljiva na prvi pogled, kao što je npr. moderni restoran prepoznatljiv po ukusnim jelima, ona ima znatan utjecaj na udobnost gostiju. Zbog toga je hotelski tehnički upravitelj inzistirao na povećanju tehničkih zahtjeva za sustav grijanja i pripremu potrošne tople vode.

Hovalovi stručnjaci trebali su prilikom odabira rješenja uspješno zadovoljiti sljedeće kriterije:

A)   Predložiti prikladan tip kotla za postojeću kotlovnicu;

B)   Prostorno uklopiti novi kotao;

C)   Osigurati jednostavan i funkcionalan priključak kotla na postojeći sustav grijanja

D)   Predložiti fleksibilan i energetski učinkovit način pripreme potrošne tople vode za kompleks hotela i wellness centra.

Budući da su Hovalova rješenja već ugrađena u neke svjetski renomirane hotele, željeli smo i ovaj projekt obaviti što učinkovitije. U ovom projektu, najvažnija, i ujedno kritična točka bio je upravo izvor topline. On treba učinkovito raditi, bez obzira na različita toplinska opterećenja, koja su specifična za hotelski smještaj. Veliki je izazov pružiti gostima udobnost onda kada je popunjenost hotela mala, ali i u slučaju pune popunjenosti hotela. To znači da morate odabrati takav izvor topline s velikim stupnjem modulacije, bez značajnog gubitka učinkovitosti. Također, vrlo je važna regulacija snage kotla, pogotovo tijekom hladnih mjeseci, kada je temperatura slobodnih soba svedena na minimum, dok se temperatura u zauzetim sobama kontrolira po potrebi.

Kada su energetski zahtjevi ovako promjenjivi, najbolje rješenje je takav uređaj koji omogućuje jednostavno upravljanje snagom, na primjer moduliranjem plinskog plamenika. Upravo je plinski kondenzacijski kotao UltraGas^® takav tip uređaja. Ovo je jedan od najučinkovitijih kotlova dostupnih na tržištu, sa stupnjem učinkovitosti i do 109,9%. Zahvaljujući tome postiže traženi učinak grijanja, uz manju potrošnju goriva, što u konačnici rezultira smanjenim operativnim troškovima.

Visoka učinkovitost kotla rezultat je jedinstvenog patentiranog AluFer^® izmjenjivača topline koji kombinira prednosti nehrđajućih i aluminijskih izmjenjivača topline. Aluminij na strani dimnih plinova povećava prijenos topline s dimnih plinova za 20%, a u kombinaciji s nehrđajućim čelikom osigurana je otpornost na koroziju s vodene strane. Zbog toga se dimni plinovi učinkovito hlade.

Plamenici plinskih kondenzacijskih kotlova posebno su dizajnirani i izrađeni od najkvalitetnijih materijala otpornih na toplinu, što jamči izdržljivost i sigurnost pri radu. Plamenici UltraGas^® plinskih kotlova koriste UltraClean^® sustav čija modulacijska sposobnost prilagođava snagu plamenika trenutnim zahtjevima i tako smanjuje učestalost uključivanja kotlova. Rezultat: Učinkovito izgaranje uz nisku emisiju štetnih dimnih plinova.

Još jedno inovativno rješenje koje se koristi u UltraGas^® kotlovima su odvojeni povratni vodovi grijanja: visoko i niskotemperaturni. Zahvaljujući tome, u donjem dijelu kotla osigurani su povoljni uvjeti za kondenzaciju - što znači da se još više iskorištava energija iz dimnih plinova. Stoga je učinkovitost UltraGas^® kotlova povećana za dodatnih 8% u usporedbi s drugim kondenzacijskim kotlovima bez niskotemperaturnih povratnih vodova grijanja.

Slika 1: Hoval UltraGas (15-2300 kW) 

Nakon procjene i konačne odluke, između niskotemperaturnih i kondenzacijskih kotlova iz Hovalovog proizvodnog portfelja, odabir je pao na dvostruki kondenzacijski kotao Hoval UltraGas^® 1440D s obzirom na cijene kotlova, operativne troškove i razdoblje povrata. To je bilo optimalno rješenje uz dane početne kriterije, s obzirom na brzi povrat investicije uz zadržavanje maksimalnog komfora grijanja.

Slika 2: Hoval UltraGas dijagram priključka kotla, s odvojenim visoko i niskotemperaturnim povratom

Zagrijavanje potrošne tople vode čini se na prvi pogled poprilično jednostavno. Ipak, kad je riječ o velikom hotelskom objektu, potrebno je odabrati takav način pripreme tople vode koji će fleksibilno prilagođavati trenutnim zahtjevima. Zato je Hoval ponudio svoje pouzdano rješenje - Modul plus spremnik za pripremu potrošne tople vode.

Zahvaljujući učinkovitoj pripremi PTV-a, Modul plus je prvi odabir svjetski poznatih hotela. On pokriva vršnu potrošnju u sportskim dvoranama onda kada istovremeno rade svi tuševi. Također, pouzdano štiti od pojave različitih infekcija u bolnicama i stambenim zgradama, kroz higijenski sustav zagrijavanja što sprječava razvoj bakterija legionele.

Prednosti Modul plus spremnika PTV-a:

• Princip protustrujnog zagrijavanja vode za maksimalnu iskoristivost energije;
• Učinkovit - manji troškovi zagrijavanja PTV-a
• Osigurava velike količine PTV-a pri vršnoj potrošnji;
• Nema problema s taloženjem kamenca;
• Koncept nekoliko manjih cilindara, spojenih u seriju sprječava stvaranje "zona stagnacije" i štiti od legionele;
• Jednostavno upravljanje;
• Kompaktni dizajn i mala težina po m²  tlocrtne površine;
• Mogućnost zagrijavanja vode s povećanim sadržajem klorida do 300 mg/l;
• Brojne reference, uz više od 550.000 spremnika PTV-a diljem svijeta.

Gorivo - ušteda prirodnog plina

Zamjena kaskadnog kotla KDVE 100 s niskom učinkovitošću s visokoučinkovitom kondenzacijskim kotlom Hoval UltraGas 1440D rezultirala je značajnim uštedama prirodnog (zemnog) plina, uz smanjenje štetnih emisija.

Kondenzacijski kotao Hoval UltraGas 1440D koristi se pri normalnom radu grijanja, dok se prethodno ugrađeni kotlovi KDVE 100, uključuju po potrebi, tijekom sezone grijanja. Treći (također prethodno ugrađeni) kotao KDVE 100 nalazi se u pričuvi. Za vrijeme ljetnog načina rada (izvan sezone grijanja), kada se sustav koristi samo za pripremu tople vode za hotel i wellness centar, koristi se isključivo Hoval UltraGas 1440D kondenzacijski kotao.

BN= Qa / ηk   x   Hi

BN - Godišnja potrošnja prirodnog plina m³/god
ηk - Učinkovitost kotla na 80/60 °C
Hi - Ogrjevna vrijednost (donja) prirodnog plina u kWh/m³
Qa - Toplinska energija proizvedena kotlom (kWh)
*pretpostavka je 1700 sati godišnje pri punom opterećenju kotlova


Tabela 1: Parametri kotla

Tip kotla	Učinkovitost kotla na 80/60 °C	Standardizirana razina iskorištavanja (75/60°C)	Hi prir. plin kWh/m3	Qa proizv. topl.  energija kotla
KDVE 100	90.0%	92.0%	9.51	2,448,000 kWh/god.
UG 1440D	98.3%	107.4%		2,448,000 kWh/god.

Pomoću gornje formule izračunava se potrošnja plina pojedinačnog kotla. Pri izračunu se koristi standardizirana razina iskorištenja kotla, što više odgovara stvarnom radu kotla u kotlovnici.

ČK D DUKLA KDVE 100 BN = 279,797 m³/god

Hoval UltraGas 1440D BN = 239.677 m³/god

Hovalov kotao uštedjet će do 40.120 m³/godišnje plina.

Budući da Hoval UltraGas 1440D kotao omogućuje hidrauličko povezivanje uz odvojene visoko i niskotemperaturne povrate, omogućena je dodatna ušteda u potrošnji plina od 8%, što iznosi 33.861 m3/godišnje. Štoviše, Hovalov UltraGas kotao ima širok raspon modulacije snage od 10-100%, čime se smanjuje učestalost uključivanja kotla i stvara dodatna ušteda goriva.

Sredinom prosinca 2010. pušten je u pogon novi Hovalov kondenzacijski kotao. Tabela 2 jasno pokazuje da je usprkos porastu proizvodnje topline od 2011. godine, zamjena nekondenzacijskog kotla s kondenzacijskim kotlom rezultirala smanjenom godišnjom potrošnjom plina. U slučaju da se investitor nije odlučio na ovaj korak, godišnja potrošnja plina bila bi znatno veća, za otprilike 25-35%.

Tabela 2: Potrošnja prirodnog plina u hotelskoj kotlovnici 2010-2016

Ušteda energije i smanjenje štetnih emisija

Osim uštede prirodnog plina, ugradnja kondenzacijskog kotla pridonosi i uštedi električne energije, zbog manje snage elektromotora plamenika:

- Hoval UG 1440D angažirana električna snaga  65 - 2.300 W

- ČKD DUKLA PHD 18 PZ angažirana električna snaga 2 x 3.000 W

UltraGas 1440D uštedjet će godišnje 6 290 kWh elektr. energije.

Suvremeni kondenzacijski kotlovi koriste modulacijske zračeće plamenike koji značajno smanjuju štetne CO i Nox emisije. S druge strane, visoka učinkovitost kondenzacijskih kotlova osigurava manju potrošnju plina i time smanjuje ukupnu emisiju CO₂. Godišnje smanjenje emisije CO₂ iznosi oko 79 tona.

Ovim radom željeli smo ukazati na potrebu sveobuhvatnog pristupa pri odabiru rješenja za rekonstrukciju postojećih zgrada i kotlovnica. Također, istaknuli smo i širok opseg Hovalovih mogućnosti i rješenja za svaki tip građevine.

Sve veći zahtjevi za smanjenjem operativnih troškova povećavaju popularnost suvremenih kondenzacijskih kotlova, koji uspješno zamjenjuju manje ekonomična rješenja. Odličan primjer je predmetni „Wellness centar“, koji je zahvaljujući učinkovitom rješenju uspio, u konačnici, smanjiti svoje operativne troškove, bez obzira na veću površinu objekta i veće energetske potrebe. UltraGas kotao u kombinaciji s Modul plus spremnikom potrošne tople vode osigurava izuzetno učinkovito korištenje energije za potrebe grijanja i pripreme potrošne tople vode. Moderni kondenzacijski kotlovi i visokoučinkoviti zagrijači potrošne tople vode u kombinaciji vrlo dobro funkcioniraju, nebitno da li se radi o obiteljskim kućama, stambenim zgradama, apartmanskim naseljima ili velikim objektima, kao što su hoteli te proizvodne ili sportske hale.