Agregat wody lodowej do dużego obiektu – chłodzenie, ogrzewanie i CWU w jednym systemie

Szpital, hotel, fabryka, biurowiec, data center czy obiekt przemysłowy mogą potrzebować setek kilowatów mocy chłodniczej. W takich inwestycjach system HVAC nie może być dobierany wyłącznie na podstawie pojedynczego urządzenia. Liczą się parametry całej instalacji, możliwość skalowania systemu, współpraca z różnymi odbiornikami, ciągłość pracy oraz możliwość integracji z automatyką budynku. Właśnie w takich zastosowaniach sprawdzają się agregaty wody lodowej, które przygotowują wodę lub roztwór glikolu wykorzystywany następnie do chłodzenia lub ogrzewania budynku i procesów technologicznych.

SUPER CLIMA to komercyjny agregat wody lodowej typu CHILLER, który może pracować w trybie chłodzenia, ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. Dostępne są jednostki o mocy chłodniczej 70, 100 i 140 kW, a system można rozbudować o układ kaskadowy obejmujący do 16 jednostek. W największej konfiguracji pozwala to uzyskać do 2 MW mocy chłodniczej.

Duży agregat wody lodowej nie jest rozwiązaniem wyłącznie dla biurowców czy hoteli. W wielu inwestycjach chłodzenie jest jednym z kluczowych elementów infrastruktury technicznej – a czasami jego prawidłowe działanie ma bezpośredni wpływ na ciągłość procesu lub pracę urządzeń. SUPER CLIMA może być rozważany m.in. w:

W hotelu agregat może odpowiadać za chłodzenie pomieszczeń, ogrzewanie i przygotowanie CWU. W fabryce może pracować na potrzeby klimatyzacji oraz chłodzenia technologicznego. W data center kluczowe znaczenie ma ciągłość odbioru ciepła z infrastruktury IT. Z kolei w szpitalu agregat może obsługiwać zarówno instalacje komfortu, jak i wybrane urządzenia wymagające stabilnego chłodzenia. To właśnie charakter odbiorników i parametry instalacji powinny być punktem wyjścia doboru agregatu.

W małym obiekcie kilka czy kilkanaście kilowatów mocy chłodniczej może być wystarczające. W przypadku hotelu, szpitala, centrum handlowego, fabryki czy obiektu specjalistycznego zapotrzebowanie może być liczone w setkach kilowatów. SUPER CLIMA jest dostępny w trzech wariantach:

Dzięki temu system można dopasować do różnych skal inwestycji – od pojedynczego agregatu po rozbudowany układ kaskadowy.

Jeżeli moc pojedynczego urządzenia jest niewystarczająca, nie trzeba szukać jednego, znacznie większego agregatu. SUPER CLIMA umożliwia połączenie do 16 jednostek w układzie kaskadowym. Przy odpowiedniej konfiguracji pozwala to uzyskać do 2 MW mocy chłodniczej. Kaskada daje nie tylko możliwość zwiększenia dostępnej mocy. Pozwala również skalować system i dostosowywać pracę poszczególnych jednostek do aktualnego zapotrzebowania obiektu. W przypadku dużych inwestycji oznacza to większą swobodę projektowania systemu i możliwość dopasowania jego wydajności do rzeczywistego obciążenia.

W klasycznym układzie agregat wody lodowej kojarzony jest przede wszystkim z przygotowaniem wody chłodniczej. SUPER CLIMA może pełnić jednak więcej niż jedną funkcję. Urządzenie może pracować w trybie chłodzenia, ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. W trybie chłodzenia temperatura wody na wyjściu może wynosić od –10 do 20°C, natomiast w trybie ogrzewania sięgać 60°C.

W praktyce ten sam system może więc być wykorzystywany jako:

agregat wody lodowej latem → źródło ciepła zimą → źródło CWU przez cały rok.

To szczególnie interesujące w obiektach, w których wszystkie trzy potrzeby występują w ramach jednej inwestycji.

Sam agregat wody lodowej przygotowuje wodę, ale za dostarczenie chłodu lub ciepła do pomieszczeń odpowiadają odbiorniki. W zależności od charakteru instalacji mogą to być m.in.:

Oznacza to, że agregat wody lodowej nie musi być projektowany wyłącznie z myślą o klimakonwektorach.

W jednym obiekcie może współpracować z kilkoma rodzajami odbiorników jednocześnie. Przykładowo w biurowcu może zasilać klimakonwektory i centrale wentylacyjne, w hali produkcyjnej nagrzewnice wodne, a w modernizowanym obiekcie istniejącą instalację grzejnikową – oczywiście pod warunkiem odpowiednich parametrów pracy.

W przypadku instalacji technologicznych odbiornikiem może być natomiast konkretna maszyna lub układ wymagający chłodzenia procesowego.

Warto patrzeć na CHILLER nie jak na pojedyncze urządzenie, ale jak na element całej instalacji:

agregat wody lodowej → instalacja wodna lub glikolowa → odbiorniki chłodu lub ciepła → automatyka i BMS

Po stronie odbiorników mogą znajdować się zarówno klimakonwektory, jak i centrale wentylacyjne, nagrzewnice wodne, grzejniki czy ogrzewanie podłogowe. Dzięki temu sposób wykorzystania agregatu można dopasować do charakteru budynku, jego funkcji oraz istniejącej infrastruktury.

Zobacz klimakonwektory Haier →

Dobrym przykładem zastosowania systemu CHILLER jest Polskie Centrum Badań i Certyfikacji w Warszawie. W obiekcie zastosowano system CHILLER o łącznej mocy chłodniczej 260 kW, współpracujący ze 105 klimakonwektorami kanałowymi DUCT. Jednostki zostały zabudowane w przestrzeni sufitowej, dzięki czemu instalacja pozostaje praktycznie niewidoczna z poziomu pomieszczeń. To dobrze pokazuje, że agregat wody lodowej jest częścią większego systemu – jego dobór musi uwzględniać nie tylko wymaganą moc, ale również liczbę i rodzaj odbiorników oraz sposób prowadzenia całej instalacji.

Zobacz realizację CHILLER 260 kW w Warszawie

Agregat wody lodowej nie musi być rozwiązaniem przeznaczonym wyłącznie dla nowych inwestycji. Może być również analizowany podczas termomodernizacji istniejącego budynku, szczególnie wtedy, gdy inwestor chce zmienić źródło chłodu lub ciepła, ale jednocześnie wykorzystać część istniejącej infrastruktury. W takim przypadku kluczowe jest sprawdzenie parametrów obecnej instalacji. Jeżeli istniejące odbiorniki – np. grzejniki, nagrzewnice czy inne urządzenia wodne – mogą pracować przy parametrach zapewnianych przez nowe źródło, nie zawsze konieczna jest całkowita wymiana instalacji odbiorczej. Dlatego przy termomodernizacji warto najpierw przeanalizować to, co już znajduje się w budynku, zamiast automatycznie zakładać konieczność budowy całej instalacji od nowa.

W przypadku obiektów zabytkowych dochodzi jeszcze jeden problem: zakres ingerencji w budynek może być ograniczony. Nie zawsze można dowolnie prowadzić nowe instalacje, zmieniać układ pomieszczeń technicznych czy eksponować urządzenia na elewacji. Dlatego w przypadku termomodernizacji obiektu zabytkowego trzeba uwzględnić nie tylko parametry techniczne systemu, ale również sposób jego wkomponowania w istniejącą architekturę oraz wymagania konserwatorskie. Wodny lub glikolowy system centralny może w takich projektach dawać większą swobodę w rozmieszczeniu odbiorników wewnątrz budynku. Każda tego typu inwestycja wymaga jednak indywidualnej analizy technicznej i architektonicznej.

W hotelu system może odpowiadać jednocześnie za chłodzenie pomieszczeń, ogrzewanie oraz przygotowanie CWU. Duże znaczenie ma również możliwość dopasowania pracy systemu do zmiennego obciążenia – innego w pokojach hotelowych, innego w restauracji czy części konferencyjnej.

W szpitalu system HVAC odpowiada nie tylko za komfort pacjentów i personelu. Chłodzenia mogą wymagać również urządzenia i instalacje medyczne, m.in. pracownie rezonansu magnetycznego czy tomografii komputerowej. W takich zastosowaniach agregat wody lodowej staje się częścią infrastruktury technicznej, od której może zależeć prawidłowa praca konkretnych urządzeń. Dlatego poza samą mocą chłodniczą znaczenie mają ciągłość pracy, możliwość utrzymania częściowej wydajności w przypadku awarii oraz odpowiednie zaprojektowanie całego systemu.

W data center chłodzenie nie jest dodatkiem do budynku – jest jednym z podstawowych elementów jego infrastruktury. System musi odbierać ciepło generowane przez pracujące urządzenia IT, a jego niezawodność i odpowiednie zaprojektowanie mają bezpośrednie znaczenie dla ciągłości pracy infrastruktury.

W obiekcie przemysłowym agregat może obsługiwać zarówno chłodzenie pomieszczeń, jak i chłodzenie technologiczne. W takim przypadku szczególnie istotne są parametry wody lub glikolu, wymagany przepływ, temperatura zasilania i powrotu oraz charakter procesu, który ma być chłodzony.

W przypadku lodowisk wymagania dotyczące chłodzenia są zupełnie inne niż w klasycznym budynku użytkowym. Agregat jest częścią infrastruktury odpowiedzialnej za utrzymanie odpowiednich warunków pracy instalacji chłodniczej. Tu również kluczowe są przede wszystkim parametry całego układu i wymagania technologiczne.

W magazynach chłodniczych utrzymanie odpowiednich warunków temperaturowych może mieć bezpośredni wpływ na przechowywany produkt. Dlatego istotna jest nie tylko moc urządzenia, ale również sposób zaprojektowania systemu i zabezpieczenia go na wypadek awarii.

W instalacjach mleczarskich chłodzenie może być częścią procesu technologicznego. W takich zastosowaniach agregat wody lodowej może stanowić źródło chłodu dla konkretnych odbiorników technologicznych.

W przypadku instalacji obsługujących obiekty o krytycznym znaczeniu sama moc chłodnicza to nie wszystko.Liczy się również to, co stanie się w przypadku awarii części układu.

W modelach 100 i 140 kW zastosowano dwa niezależne obiegi chłodnicze. W przypadku awarii jednego z nich drugi obieg może nadal pracować. Oznacza to możliwość utrzymania około 50% mocy urządzenia.

W praktyce dla modelu 100 kW oznacza to około 50 kW dostępnej mocy, a dla modelu 140 kW – około 70 kW, przy założeniu odpowiednich warunków pracy. To istotna cecha w przypadku obiektów, w których całkowite zatrzymanie chłodzenia może być poważnym problemem – np. data center, szpitali, pracowni diagnostycznych, obiektów przemysłowych czy magazynów chłodniczych. Nie jest to oczywiście równoznaczne z pełną redundancją całego systemu. Oznacza jednak, że awaria jednego obiegu chłodniczego nie musi oznaczać całkowitego zatrzymania urządzenia.

Duży obiekt potrzebuje chłodzenia przede wszystkim latem, ale źródło może pracować również zimą. SUPER CLIMA został zaprojektowany do pracy w szerokim zakresie temperatur zewnętrznych. W trybie chłodzenia może pracować przy temperaturze zewnętrznej od –20°C do 53°C, natomiast w trybie ogrzewania zakres ten sięga od –30°C do 50°C. Oznacza to możliwość projektowania systemu z myślą o całorocznej pracy, zamiast traktowania agregatu wyłącznie jako sezonowego źródła chłodu.

W większych wariantach SUPER CLIMA zastosowano dwa niezależne obiegi chłodnicze. Ma to znaczenie nie tylko w kontekście awarii. Podział układu na dwa obiegi pozwala również na bardziej elastyczną pracę urządzenia przy częściowym obciążeniu. Przy zmiennym zapotrzebowaniu nie zawsze potrzebna jest pełna moc agregatu. W obiektach o zmiennym obciążeniu może to oznaczać możliwość lepszego dopasowania pracy systemu do aktualnych warunków.

Przy jednym agregacie zarządzanie pracą systemu jest stosunkowo proste. Przy kilku lub kilkunastu jednostkach pracujących w kaskadzie sytuacja wygląda inaczej. SUPER CLIMA wyposażono w sterownik umożliwiający monitorowanie parametrów pracy i diagnostykę. System obsługuje również MODBUS, dzięki czemu może zostać zintegrowany z automatyką budynku BMS. W układzie kaskadowym jednostka główna koordynuje pracę pozostałych jednostek. Dzięki temu agregat może zostać wpisany w szerszy system zarządzania budynkiem, zamiast funkcjonować jako niezależne urządzenie.

Przy doborze agregatu wody lodowej nie zaczyna się od pytania: „który model wybrać?”

Najpierw trzeba sprawdzić parametry instalacji, z którą agregat ma współpracować.

To jeden z najważniejszych punktów. Należy określić przede wszystkim:

Dopiero na tej podstawie można prawidłowo określić wymagane parametry agregatu.

Kolejnym krokiem jest określenie projektowego zapotrzebowania na moc chłodniczą. W dużych obiektach może ono wynosić od kilkudziesięciu do kilkuset kilowatów, a w przypadku kaskady – sięgać nawet około 2 MW.

Jeżeli budynek potrzebuje zarówno chłodzenia, jak i ogrzewania, warto przeanalizować możliwość wykorzystania tego samego systemu jako źródła ciepła.

W hotelach, szpitalach czy obiektach usługowych przygotowanie CWU może być istotną częścią bilansu energetycznego.

Trzeba określić, czy agregat będzie zasilał:

Jeżeli wymagane zapotrzebowanie przekracza moc pojedynczego agregatu, należy przeanalizować możliwość zastosowania kilku jednostek. SUPER CLIMA pozwala na połączenie do 16 jednostek w jednym układzie.

Jeżeli tak, wymagania dotyczące automatyki i komunikacji należy uwzględnić już na etapie projektu.

W przypadku istniejącego budynku należy przeanalizować możliwość wykorzystania obecnej instalacji i jej odbiorników.

Jeżeli projektujesz hotel, szpital, fabrykę, biurowiec, data center, magazyn, lodowisko albo inny duży obiekt, dobór agregatu wody lodowej powinien wynikać z parametrów całej inwestycji. Potrzebne są informacje dotyczące m.in.:

Nie musisz samodzielnie przechodzić przez cały proces doboru. Takie inwestycje realizujemy przy wsparciu naszych Doradców Techniczno-Handlowych (DTH). Zespół wspiera projektantów i inwestorów w doborze rozwiązania oraz analizie konkretnej inwestycji.

Jeżeli chcesz zobaczyć, jak systemy Haier są wykorzystywane w rzeczywistych obiektach, warto zajrzeć również do realizacji Haier →. Znajdziesz tam przykłady zastosowania systemów w różnych typach obiektów i przy różnej skali instalacji.ogrzewania gazowego z sieci, ale płaci za ciepło mniej niż wspomniany limit, nie otrzyma bonu ciepłowniczego.