W budynkach przemysłowych często w procesie produkcji powstaje ciepło, które można , efektywnie wykorzystać do ogrzewania. Takie rozwiązanie zastosowano w nowo wybudowanej hali montażowej firmy Oventrop w Brilon, w niemieckim rejonie Sauerland. Odzyskane ciepło odpadowe w obiekcie zasila niskotemperaturowy system ogrzewania płaszczyznowego.

W celu zwiększenia wydajności zakładu produkcyjnego przedsiębiorstwo Oventrop zdecydowało się na budowę nowej hali montażowej w Brilon (rys. 1), gdzie na powierzchni 11 600 m² odbywa się końcowy montaż armatury. Znaczną część ciepła wykorzystywanego do ogrzania tego obiektu stanowi ciepło odpadowe. Jest ono wytwarzane głównie w sąsiadującej hali przetwórczej, w której źródłem ciepła są nagrzewnice wraz z podłączoną pompą ciepła o mocy 135,9 kW. W nowym budynku przewidziano dwa gazowe kotły nieskotemperaturowe, każdy o mocy 170 kW (sumarycznie 340 kW). Ich zadaniem jest obsługa szczytowego zapotrzebowania na ciepło oraz zabezpieczenie systemu na wypadek, gdyby z jakiejś przyczyny nie było możliwości wykorzystania ciepła odpadowego. Zapotrzebowanie na ciepło nowej hali montażowej, zgodnie z normą EN 12831, wynosi około 318 kW, co daje wartość 27,4W/m².

1. Nowa hala montażowa w zakładzie produkcyjnym w Brilon

Dlaczego ogrzewanie podłogowe?

Decyzja o zastosowaniu systemu ogrzewania podłogowego podyktowana była wieloma zaletami takiej instalacji. Należą do nich m.in.:

• równomierny rozdział ciepła na dużej powierzchni,
• podwyższony komfort użytkowania – równomierny rozkład temperatury w pomieszczeniu,
• energooszczędność,
• pewność i trwałość – brak konieczności konserwacji w porównaniu do instalacji grzejnikowych czy nawiewnych,
• brak strat przestrzeni na elementy grzewcze, a co za tym idzie – dowolność wykorzystania całkowitej przestrzeni hali,
• możliwość centralnego sterowania pracą całej instalacji,
• możliwość współpracy z niskotemperaturowym źródłami ciepła,
• brak zaburzeń przepływu powietrza i pyłów – minimalna koncentracja zanieczyszczeń,
• możliwość wykorzystania źródeł odnawialnych i ciepła technologicznego do zasilania instalacji.

Zastosowany w nowej hali niskotemperaturowy system grzewczy umożliwia wykorzystanie ciepła odpadowego, wytwarzanego w sąsiedniej hali produkcyjnej. Dzięki zastosowaniu systemu ogrzewania płaszczyznowego znacznie wzrasta wartość COP (Coefficient of performance) pompy ciepła. Zwiększenie efektywności pompy ciepła ma miejsce ze względu na wyjątkowo niską różnicę temperatury pomiędzy dolnym źródłem ciepła a wymaganą temperaturę zasilania systemu grzewczego. Różnica temperatury w systemie generuje dodatkowe oszczędności energii związane z pracą sprężarki pompy ciepła. Zastosowanie przemysłowego systemu płaszczyznowego pozwoliło zredukować koszty produkcji energii cieplnej o połowę.

2. W strefie brzegowej rozłożono płyty styropianowe	3. Za pomocą specjalnego narzędzia rury tworzywowe przymocowano do siatki stalowej

System ogrzewania płaszczyznowego

Aby zapewnić wysokoefektywne wykorzystanie energii pozyskanej jako ciepło odpadowe, na całej powierzchni hali zainstalowano ogrzewanie podłogowe. Zastosowano system ogrzewania płaszczyznowego Cofloor firmy Oventrop, które zapewnia temperaturę powierzchni podłogi na poziomie 24°C oraz temperaturę w pomieszczeniu wynoszącą 20°C. Wzdłuż ścian hali, jako izolację przeciwwilgociową rozłożono płyty ze styropianu EPS o grubości 6 cm i szerokości 5 m (rys 2). Izolacja cieplna jest istotnym elementem systemu ogrzewania płaszczyznowego, ze względu na to, że redukuje straty ciepła, a tym samym zmniejsza zapotrzebowanie na ciepło. Dobór izolacji zgodnie z wymogami EN 13163 zapewnia odpowiednie parametry, takie jak wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na obciążenia dynamiczne oraz właściwą przewodność ciepła. Przy wyborze materiału izolacyjnego ważna jest również jego ognioodporność. Kolejny etapem prac było rozłożenie stalowej sitaki zbrojeniowej (rys. 3) na izolacji cieplnej w strefie brzegowej oraz bezpośrednio na gruncie w środku hali. Na siatce ułożono rury tworzywowe

W hali zastosowano wielowarstwowe  rury Copex-PE-Xc, produkcji firmy Oventrop, o średnicy 26 x 3 mm, dostępne w zwojach o długości 300 m. Ich środkowa warstwa wykonana jest z EVOH, co zapewnia szczelność dyfuzyjną. Potwierdzeniem wysokiej jakości rur Copex-PE-Xc i systemu Cofloor jest uprawnienie do oznaczenia symbolem BVF.

Oznaczenie BVF

Potwierdzeniem gwarancji, że dostarczony produkt spełnia najwyższe wymogi jakości, jest symbol BVF – Federalnego Zrzeszania Systemów Ogrzewania i Chłodzenia Płaszczyznowego, którego członkiem jest firma Oventrop. To oznaczenie świadczy o tym, że zastosowany produkt jest najwyższej jakości.

Montaż

Firma wykonawcza zamontowała w nowym obiekcie około 52 000 m rury Copex-PE-Xc w 171 obiegach grzewczych. Odstęp między rurami w pętlach w hali wynosi 30 cm, a w pomieszczeniach biurowych 15 cm. W strefie brzegowej, przy zimnych powierzchniach zewnętrznych, rura została odpowiednio zagęszczona. Wylewki zostały wykonane ze specjalnej zaprawy, która nie wymaga zachowania dylatacji. W hali posadzki dodatkowo wyszlifowano,w pomieszczeniach biurowych wykonano podłogi z odpornego tworzywa.

4. W hali montażowej zastosowano 22 mosiężne rozdzielcze Multidis SFI	5. Gotowa posadzka – ogrzewanie podłogowe zamontowane w podłodze hali montażowej jest niewidoczne

Równoważenie hydrauliczne obiegów grzewczych

Rozdzielacze ogrzewania płaszczyznowego (rys. 4) zamontowano na skrajnych ścianach hali, obiegi rozłożono od rozdzielaczy do środka hali. Zastosowano mosiężne rozdzielacze Multidis SFI produkcji Oventrop, które są dedykowane do obsługi przemysłowych systemów grzania i chłodzenia płaszczyznowego. Płasko uszczelniane moduły, wyposażone w zawory kulowe na zasilaniu oraz zawory regulacyjne na powrocie, mogą być łączone w szereg do maksymalnie dwudziestu obiegów. W hali produkcyjnej Oventrop zastosowano w sumie 22 rozdzielacze. Regulacja systemu ogrzewania podłogowego odbywa się za pomocą wbudowanego sterowania, które połączone jest z systemem BMS. Niektóre ustawienia systemu mogą być wykonywane zdalnie – centralnie dla całego obiektu.

Autor: Joanna Pieńkowska