EXPO 2015 – Regulus mise úspěšně splněna
Český výrobce REGULUS se zapojil do české expozice na mezinárodní výstavě EXPO 2015. Jeho exponáty nebyly hned na první pohled vidět, přesto se staly nedílnou součástí Českého pavilonu. Pavilon totiž využíval energii z obnovitelných zdrojů pro ohřev vody a REGULUS k tomu poskytl ucelenou technologii, která využívala energii získávanou ze slunce a ze vzduchu.
Výzva
Letošní světová výstava EXPO konaná v italském Miláně představovala pro naši firmu skutečnou výzvu. V průběhu několika měsíců jsme převzali roli projektantů, realizátorů a provozovatelů technologie zajišťující přípravu teplé vody v Českém pavilonu. Pavilonu, který si právem kladl za cíl oslnit návštěvníky výstavy hned při vstupu do výstavního areálu. Pavilonu, jehož úkolem bylo představit Českou republiku v souladu s mottem celé výstavy „Potraviny pro planetu, energie pro život“. Pavilonu, který posléze získal několik ocenění.
Firma REGULUS spol. s r.o. je významným, ryze českým, dodavatelem tepelné techniky, zejména technologií využívajících obnovitelných zdrojů energie. Téměř 25 let zkušeností, silný tým specialistů, výborné technické zázemí a hlavně odhodlání podílet se na tomto projektu, vedlo k vytvoření tohoto díla. Náš „exponát“, ač nebyl příliš vidět, významně přispěl k úspěchu celé české účasti.
Obr. Český pavilon EXPO 2015 MilanoDnes, s více než měsíčním odstupem, můžeme vyhodnotit přínosy námi navržené a zrealizované technologie přípravy teplé vody a ukázat alespoň některé základní parametry svědčící o tom, že tato naše „mise“ byla skutečně úspěšná.
Projekt
Aby bylo možno v závěrečné fázi akce hovořit o úspěchu, je potřeba projít několika důležitými etapami. V etapě první jde hlavně o dohodu odborníků (projektantů) mnoha oborů o podobě a možnostech výsledné stavby. V případě výstavního pavilonu jde navíc o co nejvyšší úroveň jak pohledovou (designovou), tak funkční. Specifika návrhu stavby tohoto typu tkví hlavně v nutnosti vytvoření projektu na základě domnělých vstupních dat (návštěvní kapacita pavilonu), s velmi omezeným prostorem pro technologie (většina prostoru patří expozici), ve velmi krátkém čase (řádově týdny). Tedy parametry, které žádný projektant nemá příliš v oblibě.
V našem návrhu jsme se soustředili zejména na účinnost celé technologie přípravy teplé vody, avšak s ohledem na co nejvyšší komfort uživatelů, tedy samotných návštěvníků a personálu. Základní předpoklady spotřeby teplé vody se z mnoha úhlů pohledu všech zúčastněných profesí výrazně lišily. Cesta našeho návrhu byla průnikem předpokládané denní návštěvnosti, počtu odběrných míst, kapacity restaurace, ale hlavně zkušeností z mnoha našich předchozích instalací. Výsledkem byl předpoklad denní spotřeby teplé vody na úrovni 1500 litrů/den. Výsledná naměřená průměrná denní spotřeba teplé vody za celou výstavu činí 1372 litrů/den.
Navržená technologie využívala v co nevyšší míře energii z okolního prostředí. Důvodem bylo samozřejmě ekologické zaměření expozic a náš cíl ukázat technologii s velmi malou spotřebou energie. Skrytým důvodem byla skutečnost, která je běžná u podobných „dočasných“ staveb – možnost velmi malého elektrického příkonu pro technologie. Navrhli jsme ohřev vody pomocí solárních termických kolektorů s dohřevem pomocí tepelného čerpadla vzduch/voda. Použili jsme výhradně výrobky z našeho sortimentu. Za jediný rozdíl oproti naší standardní dodávce lze považovat použití speciálních, velmi přesných průtokoměrů a teplotních čidel s vysokou přesností a rychlou odezvou.
Obr. Kolektory a tepelné čerpadlo REGULUS na střeše pavilonuRealizace
Zdá se to dnes až neuvěřitelné, ale celá realizace proběhla, vyjma marginálních problémů s italskými úřady a ostrahou výstaviště, naprosto hladce. Kvalitní spolupráce s projektanty ostatních profesí, stavbyvedoucím i ostatními montážními „partami“ vedla k tomu, že za několik dnů (nikoli týdnů) byla celá technologie v provozu. Samotné instalaci předcházelo „místní šetření“. Plochá střecha, určená pro instalaci slunečních kolektorů a tepelného čerpadla měla přesně parametry stanovené projektem a námi připravené uchycovací prvky na ní při vlastní montáži „sedly“ s téměř milimetrovou přesností. Montáž osmi kusů slunečních kolektorů Regulus KPG 1, a osazení tepelného čerpadla Regulus CTC EcoAir 420 tak proběhla v rekordním čase jednoho dne.
Obr. Technologie REGULUS uvnitř Českého pavilonu EXPO 2015
O to více „adrenalinu“ jsme si užili v technické místnosti, která se nám (naštěstí již v průběhu projektu) výrazně zmenšila a navíc jsme tuto maličkou místnost „sdíleli“ s rezervoárem pitné vody, který svými rozměry předčil naše nejčernější očekávání. Výsledkem byla nutnost zmenšení celkového akumulačního objemu na pouhých 800 litrů (téměř polovina předpokládané denní spotřeby TV!) a umístění zásobníků na dodatečně zbudovanou lávku nad rezervoár. Díky tomu jsme posílili „jmenovitý“ výkon tepelného čerpadla z původně uvažovaných 10 kW na dvojnásobek. Při vlastní montáži byly připraveny všechny trasy po potrubí a rozvody MaR, lávka pro zásobníky i vývody rozvodů ZTI a tak pro nás nebylo vůbec obtížné během tří pracovních směn nainstalovat dva nepřímotopné zásobníkové ohřívače Regulus RBC 400 HP, zabezpečovací prvky soustavy, oběhová čerpadla a potrubí včetně všech armatur a základní elektroinstalace.
Provoz a naměřená data
Řízením celé technologie jsme „pověřili“ regulátor Regulus IR 30, který se stal díky svému internetovému rozhraní naší prodlouženou rukou ke všem ovládaným prvkům. Jedná se o standardní regulátor řady IR, jehož software využívá mnohokrát prověřené algoritmy vyvinuté našimi inženýry pro řízení soustav kombinujících několik zdrojů tepla tak, aby byla zajištěna logická posloupnost spínání jednotlivých regulačních prvků směřující k co nejvyšší efektivitě využití energie z okolního prostředí. Oproti standardnímu software, tak jak jej používáme v „sériových“ verzích IR 12 a IR 10, měl tento regulátor přizpůsobené vstupy pro přesnější měření teplot a průtoků a byl vybaven úložištěm s vyšší kapacitou pro záznam dat v kroku 1 sekundy. Díky odesílání dat na náš domovský server jsme mohli zpřístupnit během celé výstavy on-line monitoring na webové adrese expo.regulus.cz. Na této webové prezentaci můžete i nyní shlédnout nejen ukázky monitorování systému a podrobnější popis technologie, ale také rozsáhlou fotogalerii včetně interaktivní prohlídky Českého pavilonu a videa, které měli možnost sledovat návštěvníci přímo na místě ve druhém patře Českého pavilonu.
Obr. Ukázka online monitoringu
Díky nasbíraným datům můžeme provést hrubou analýzu výsledků měření a porovnat ji s našimi předpoklady. V níže uvedené tabulce jsme vybrali z našeho pohledu nejdůležitější veličiny. Ve sloupci „Projekt“ je projektovaná hodnota, ve sloupci „Naměřeno“ pak hodnota skutečná. Ve sloupci „Poznámka“ je blíže uvedeno, jakým způsobem jsme k dané hodnotě dospěli ať už v projektové fázi, nebo při vlastním vyhodnocení.
| Veličina | Jednotky | Projekt | Naměřeno | Poznámka | |
|---|---|---|---|---|---|
| Spotřeba vody celková | Vw | m3 | 274,5 | 251 | projekt: 1,5 m3/den, 183 dní naměřeno: průtokoměr na vstupu studené vody |
| Průměrná teplota studené vody | Ts | °C | 15 | 16 | projekt: odhad naměřeno: průměrná hodnota teplotního čidla |
| Teplota teplé vody | Tv | °C | 50 | 52 | projekt: požadovaná hodnota naměřeno: hystereze TČ = 4 K |
| Potřeba tepla na ohřev | Qw | kWh | 11 110 | 10 445 | vypočteno: Q = m . c . (Tv − Ts) |
| Spotřeba tepla včetně cirkulace | Qtv | kWh | 22 220 | 20 469 | projekt: Qw + Qz naměřeno: průtok a teploty na výstupu zásobníků |
| Spotřeba tepla, pouze cirkulace a ztráty | Qz | kWh | 11 110 | 10 024 | projekt: 100 % Qw naměřeno: Qtv − Qw |
| Solární zisk | Qss | kWh | 8 215 | 7 808 | projekt: Simulace GetSolar naměřeno: průtok a teploty na vstupu zásobníku |
| Solární pokrytí potřeby tepla | fw | % | 73,9 % | 74,8 % | vypočteno: Qss / Qw |
| Teplo dodané tepelným čerpadlem | Qtc | kWh | 14 005 | 12 661 | projekt: Qtv − Qss naměřeno: průtok a teploty na vstupu do zásobníku |
| Spotřeba elektřiny na provoz tepelného čerpadla | Etc | kWh | 3 890 | 3 394 | projekt: Qtc / COPp naměřeno: elektroměr pouze pro tepelné čerpadlo |
| Průměrný topný faktor tepelného čerpadla | COPp | – | 3,60 | 3,73 | projekt: výpočet intervalovou metodou naměřeno: Qtc / Etc |
| Spotřeba elektřiny na provoz solární soustavy | Ess | kWh | 411 | 257 | projekt: 5 % Qss naměřeno: Ec − Etc |
| Celková spotřeba elektřiny | Ec | kWh | 4 301 | 3 651 | projekt: Etc + Ess naměřeno: elektroměr na vstupu do technologie |
| Úspora energie oproti elektroohřevu (uvažovaná účinnost 100 %) | s | % | 80,6 % | 82,2 % | vypočteno: 1 − (Ec / Qtv) |
Závěr mise
Z výsledků je patrné, že naše zkušenosti a využití dostupných výpočtových metod pro hodnocení soustav se slunečními kolektory a tepelnými čerpadly velmi přiblížily předpokládané hodnoty k hodnotám reálně naměřeným. Zajímavou hodnotou jsou tepelné ztráty v rozvodech a zásobnících (Qz), na které jsme uvažovali 100 % hodnoty potřeby tepla na vlastní ohřev, jelikož provozovatel požadoval trvalý provoz cirkulace. Pro tento způsob cirkulace je námi uvažovaná hodnota tepelných ztrát zcela běžná - přesto jí zatím většina investorů nevěří, nebo nechce věřit. Hodnota solárního zisku (Qss) je odlišná od předpokladů vlivem rozdílných klimatických podmínek oproti průměrným klimatickým datům pro Milano, se kterými pracuje simulační program. Hodnoty celkového osvitu naměřené pyranometrem jsou přibližně o 5 % nižší, než předpokládaný osvit. To bylo vzhledem k rekordnímu létu v České republice překvapení. Dalším důvodem je zmenšení akumulačního objemu solární soustavy, vyšší teplota studené vody a také nepatrně nižší spotřeba vody (Vw), která má za následek malé zvýšení teploty v solárním zásobníku a tím i teploty v kolektorech. Tento drobný „výpadek“ však beze zbytku nahradily naměřené parametry tepelného čerpadla, které ačkoli trvale pracovalo s teplotami v rozmezí 50–54 °C, předčilo výslednou hodnotou průměrného topeného fakturu za dobu trvání výstavy (COPp) projektovaná očekávání. Vlhký a teplý milánský vzduch odvedl skvělou práci. Solární soustava se ani jednou nepřiblížila stagnačním stavům, tepelné čerpadlo svým výkonem vždy splnilo požadavky odběru teplé vody, regulátor trvale komunikoval se všemi prvky (i s námi), nezaznamenali jsme jedinou stížnost na objemový či teplotní nedostatek teplé vody.
Skvělou zprávou je pro nás překonání plánované hranice energetické úspory 80 % výslednou hodnotou 82,2 %. To znamená, že jsme na celou dodávku potřebného tepla spotřebovali pouhých 17,8 % elektrické energie v porovnání s ohřevem čistě elektrickým. Celková spotřeba elektřiny 3 651 kWh se dá přirovnat k roční spotřebě přípravy teplé vody 5členné domácnosti v elektrickém zásobníkovém ohřívači. Naší expozicí prošlo za 6 měsíců více než 2,5 milionu lidí. V souladu s mottem výstavy je potřeba zmínit i ekologické hledisko. Uspořené emise oxidu uhličitého, činí 19,677 t CO2. To pro srovnání odpovídá emisím za jeden celý rok na vytápění přibližně pěti českých rodinných domů zemním plynem.
Na závěr lze tedy konstatovat jediné:
Regulus byl založen roku 1992 v Praze a od té doby se podařilo vybudovat stabilní ryze českou firmu, která dnes celkem zaměstnává, i ve svých dceřiných společnostech, téměř 180 kvalifikovaných pracovníků. Jedná se o dynamicky se rozvíjející firmu ...
