W bazie logistyczno-transportowej MPWiK we Wrocławiu ciepło na potrzeby ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej wytwarzane jest przez układ pomp ciepła wspomagany węzłem ciepłowniczym. Możliwa jest także praca pomp ciepła w funkcji chłodzenia aktywnego i pasywnego.

Całkowita moc źródła ciepła w bazie logistyczno-transportowej (BLT) we Wrocławiu wynosi 905,4 kW. Źródło ciepła to cztery pompy ciepła typu solanka-woda Votocal 300-G Pro firmy Viessmann, każda o mocy 173,2 kW, oraz jednofunkcyjny węzeł ciepłowniczy o mocy 500 kW, który pełni funkcję źródła szczytowego oraz rezerwowego. Węzeł zasilany jest z wewnętrznej sieci ciepłowniczej MPWiK. Pompy ciepła Votocal 300-G Pro pracują w kaskadzie i charakteryzują się wysokim współczynnikiem COP wynoszącym 4,14.
Połączenie hydrauliczne węzła ciepłowniczego z układem pomp ciepła zrealizowano przez bypass odgrywający rolę sprzęgła hydraulicznego oraz zawór 3-drogowy. W momencie, kiedy temperatura czynnika grzewczego z instalacji pomp ciepła jest zbyt niska, następuje częściowe podmieszanie wody z węzła cieplnego i odpowiednie podniesienie temperatury czynnika.

Fragment instalacji z pompami ciepła w bazie logistyczno-transportowej MPWiK we Wrocławiu

Dolne źródło ciepła

Dolne źródło dla układu pomp ciepła stanowi woda wodociągowa pobierana z rurociągów w budynku filtrów. Temperaturę zasilania wody technologicznej przyjęto na poziomie 8°C, a przyrost temperatury wody dolnego źródła – 4 K. W instalacji zastosowano podwójny układ wymienników ciepła ze stali nierdzewnej, w celu zabezpieczenia sieci wodociągowej przed przedostaniem się wody z układu grzewczego.
Woda wodociągowa z budynku filtrów pompowana jest do budynku BLT, gdzie zasila pierwszy z wymienników ciepła dolnego źródła. Na wymienniku ciepło jest przekazywane do wody w obiegu pośredniczącym (woda wodociągowa bez domieszek), z którego zasilany jest drugi wymiennik ciepła. W obiegu wtórym drugiego wymiennika zastosowano 5% roztwór glikolu – zabezpieczenie przed przymarzaniem na parownikach pomp ciepła.

Schemat węzła cieplnego, który pełni funkcję źródła szczytowego i rezerwowego

Praca pomp ciepła

Zastosowany w BLT układ zapewnia możliwość jednoczesnego grzania i chłodzenia budynku BLT. Obliczeniowe parametry instalacji grzewczej wynoszą 45/30°C, przy czym dwie z zastosowanych pomp ciepła pracują na podwyższonych parametrach (temp. zasilania 60°C) na potrzeby przygotowania c.w.u. (możliwa jest praca tylko jednej z nich). Przełączenie pomp w tryb przygotowania c.w.u. ma charakter nadrzędny w stosunku do pracy na potrzeby ogrzewania.
Latem pompy ciepła mogą pracować w funkcji chłodzenia aktywnego lub pasywnego oraz na potrzeby produkcji c.w.u. Przełączenie między trybem chłodzenia aktywnego a pasywnego dokonywane jest przez użytkownika obiektu.

Praca w trybie grzania. Gdy w budynku występuje zapotrzebowanie na ciepło, układ pomp ciepła pracuje w funkcji ogrzewania. Woda wodociągowa z budynku filtrów, poprzez układ wymienników, ogrzewa obieg dolnego źródła. Na parowniki pomp ciepła kierowany jest wodny roztwór glikolu o minimalnej temperaturze 5°C. Tam woda schładzana jest o 3 K, a ciepło przekazywane jest do układu. Schłodzona woda kierowana jest do instalacji powrotnej, skąd wraca na wymienniki dolnego źródła lub zasila obieg układu wody lodowej.

Schemat instalacji dolnego źródła ciepła

Praca w trybie przejściowym. W okresie letnim układ pomp ciepła pracuje głównie w trybie chłodzenia oraz podgrzewu c.w.u. Parametry instalacji wody lodowej (10/15°C) dobrano tak, aby maksymalnie wykorzystać potencjał energetyczny wody wodociągowej i zapewnić pracę układu w trybie chłodzenia pasywnego. W trybie tym woda zza wymiennika ciepła kierowana jest przez parownik pompy ciepła do zbiorników buforowych. Jeżeli temperatura wody jest odpowiednia, nie jest uruchamiana sprężarka pompy ciepła. Dochłodzenie wody dolnego źródła następuje tylko w układzie pomp pracujących na potrzeby przygotowania c.w.u. (około 170 kW). Pompy ciepła pracują w trybie gotowości przejścia w tryb ogrzewania.

Praca w trybie chłodzenia aktywnego. Woda lodowa jest wówczas przygotowywana w parownikach pomp. Jedynie pompa ciepła pracująca na potrzeby c.w.u. działa w funkcji ogrzewania. Zrzut nadmiaru ciepła z instalacji grzewczej do dolnego źródła realizowany jest przez wymiennik zrzutowy o mocy 613 kW.

Przygotowanie c.w.u. Czynnik grzewczy z pomp ciepła zasila wymiennik płytowy o mocy 169 kW, za pośrednictwem którego ładowany jest zbiornik c.w.u. o pojemności 2000 l. Praca pomp sterowana jest w funkcji utrzymania zadanej temperatury wody w zasobniku c.w.u. Rozbiór ciepłej wody (sygnał z czujnika przepływu) lub spadek temperatury wody poniżej wartości zadanej (sygnał z czujników temperatury w zasobniku) powodują uruchomienie układu przygotowania c.w.u. – start pompy ciepła, pompy zasilającej wymiennik i pompy ładowania zasobnika c.w.u. W budynku BLT, z powodu niskich wartości temperatury zasilania z układu pomp ciepła, zrezygnowano z możliwości przeprowadzania termicznej dezynfekcji c.w.u. Przewidziano natomiast układ dezynfekcji oparty o generator dwutlenku chloru. Generator zlokalizowany jest w pomieszczeniu pom ciepła, blisko układu przygotowania c.w.u. Jego praca jest zautomatyzowana.

Artykuł sponsorowany

Viessmann sp. z o.o.
ul. Karkonoska 65, 53-015 Wrocław
tel. 71 36 07 100
infolinia: 801 080 124
www.viessmann.pl