Case study – montaż przemysłowej pompy ciepła

Wysokowydajne pompy ciepła przeznaczone do użytku w zakładach przemysłowych różnią się od tych używanych w domach mieszkalnych, muszą bowiem uwzględniać indywidualne potrzeby danego biznesu. Ich dobór i montaż wymagają fachowej wiedzy, tak aby możliwa była optymalizacja kosztów związanych z obecną i przyszłą produkcją.

Jednym z klientów, którego przeprowadzaliśmy przez cały ten proces, jest firma będąca dystrybutorem wysokiej jakości specjalistycznych produktów zoologicznych. Historia naszej współpracy ma swój początek aż w stolicy Islandii, Reykjaviku. To właśnie tu jeden z menadżerów klienta przypadkiem stał się świadkiem rozmowy naszego przedstawiciela handlowego z innym przedsiębiorcą. Przedstawione problemy związane z rosnącymi cenami energii i gazu były podobne do tych, z którymi mierzył się w swojej firmie. Proponowane innemu klientowi rozwiązania polegające na zainwestowaniu w instalację fotowoltaiczną zaciekawiły menadżera firmy, który gotów był sprawdzić, czy także w jego przedsiębiorstwie mogą one przynieść wymierne korzyści. Zaledwie dwa tygodnie później, już w Polsce, odbyło się pierwsze spotkanie biznesowe dotyczące nawiązania współpracy między naszymi podmiotami.

Audyt energetyczny, czyli poznanie potrzeb klienta

Pierwszym krokiem było wykonanie audytu energetycznego, który jest konieczny, by ustalić wielkość potrzebnej instalacji fotowoltaicznej. Pod uwagę brane są w takim wypadku nie tylko aktualne i historyczne dane dotyczące zużycia prądu, ale także dalsze plany rozwoju przedsiębiorstwa. Estymowane są przyszłe koszty związane z zapotrzebowaniem energetycznym. Szybko okazało się zatem, że w przypadku tego klienta kolejnym problemem mogą stać się za chwilę rosnące koszty gazu – firma korzystała bowiem z ogrzewania gazowego: dwie nagrzewnice gazowe Robur ogrzewały halę magazynową, natomiast biura ogrzewał kocioł gazowy.

Według naszych wyliczeń nowe stawki zaproponowane przez dostawcę gazu miały się w kolejnym roku przełożyć na aż sześciokrotny wzrost rachunków, a ich roczna wartość odpowiadałaby całkowitym kosztom związanym z zakupem i montażem nowoczesnej pompy ciepła. Naszą rekomendacją było zatem zamontowanie zarówno instalacji fotowoltaicznej, jak i pompy, by uchronić się przed gigantycznymi wzrostami kosztów ogrzewania dużych hal magazynowych i prowadzenia biznesu.

Kolejnym etapem była weryfikacja możliwości wykonania produktu na potrzeby tego klienta. Przemysłowe pompy ciepła jako urządzenia o wysokiej mocy są bowiem dostosowywane do zapotrzebowania konkretnego przedsiębiorstwa i produkowane na specjalne zamówienie, a sam ten proces trwa około 6 miesięcy. W tym wypadku chcieliśmy postawić na produkowane w Austrii nowoczesne pompy firmy Ochsner.

Ich zaletą jest między innymi posiadanie sterownika peryferyjnego, dzięki któremu istnieje możliwość zarządzania pompami obiegowymi i zaworami, kontrola zasobnika buforowego, a także sterowanie aktywnym i pasywnym ogrzewaniem oraz chłodzeniem. Istotnym aspektem była dla klienta także cichość pracy urządzenia i niegenerowanie nadmiernego hałasu: Ochsner spełniał również te wymagania. Austriacki producent potwierdził gotowość wykonania pompy przemysłowej na potrzeby naszego klienta.

Po wykonanym audycie klientowi zostały zatem zaproponowane konkretne  rozwiązania związane z montażem instalacji fotowoltaicznej i przemysłowej pompy ciepła.

Zarząd firmy po przeanalizowaniu dostępnych możliwości postanowił w pełni zaufać naszym rekomendacjom. Nie bez znaczenia okazał się tutaj fakt, że wspomniany wcześniej producent pomp był już znany naszym klientom i cieszył się dobrą opinią.

Przygotowanie do rozpoczęcia inwestycji

Analiza dotychczasowych parametrów dystrybucyjnych oraz przyszłego zapotrzebowania na energię wykazała, że przed przystąpieniem do wykonania inwestycji konieczna będzie modernizacja przyłącza i zwiększenie jego mocy. Ze zwiększeniem mocy wiązała się też konieczność wymiany poprzednio używanego kotła. Nasza firma pomogła w przygotowaniu dokumentacji dla operatora systemu dystrybucji, tak aby umożliwić zmianę parametrów infrastruktury energetycznej i móc podpisać nową, korzystną umowę dystrybucji. Ważne było wybranie odpowiedniej taryfy oraz określenie zamówionej mocy i warunków zakupu energii. Dodatkowo została zawarta umowa na odkup nadwyżek niewykorzystanego prądu.

Na tym etapie przydaje się fachowa wiedza, by szczegółowo pokierować klienta i wskazać, jakie kroki powinien wykonać, by przygotować się do wprowadzanych zmian. Doradzanie w sprawach umów i wniosków to ważny element w przypadku pracy zarówno przy małych, jak i dużych projektach. Dobranie i wynegocjowanie odpowiednich dla potrzeb klienta warunków umów z operatorami ma duży wpływ na późniejszą rentowność inwestycji.

Początek prac – montaż instalacji fotowoltaicznej

Przygotowanie pompy ciepła na potrzeby konkretnego przedsiębiorstwa to czasochłonny proces, całą inwestycję zaczęliśmy zatem od montażu instalacji fotowoltaicznej, która powstaje z gotowych już komponentów. Analiza potrzeb klienta wykazała, że najlepiej sprawdzi się w tym wypadku instalacja fotowoltaiczna na gruncie z umiejscowieniem falownika pod panelami. Pozwoliło to na zmaksymalizowanie produkcji oraz optymalne ustawienie paneli względem stron świata. Atutem jest w tym przypadku także zminimalizowanie ryzyka pożarowego, bowiem wszystkie komponenty umiejscowione zostały poza magazynem.

Montaż fotowoltaiki odbywał się w trudnych warunkach pogodowych: w drugiej połowie grudnia, przy częściowo zamarzniętym gruncie. Dla naszej ekipy nie ma jednak rzeczy niemożliwych – ta wyjątkowo duża konstrukcja została sprawnie zainstalowana i uruchomiona. Ilość produkowanej energii jest na tyle wysoka, że klient postawił na dalsze zwiększanie autokonsumpcji przez korzystanie z floty pojazdów elektrycznych i zamontowanie stacji ich ładowania.

Przemysłowa pompa ciepła – pierwszy etap montażu

Dotychczasowym źródłem ciepła w przedsiębiorstwie klienta były nagrzewnice oraz kocioł gazowy. W tym wypadku zdecydowaliśmy się na pozostawienie kotła jako szczytowego źródła ciepła. Takie rozwiązanie jest nie tylko niezawodne, ale też zapewnia dużą elastyczność.

Dla klienta wybraliśmy pompę powietrze-woda typu split, co oznacza, że sam montaż opierać się będzie na instalacji dwóch odrębnych jednostek – zewnętrznej i wewnętrznej.

Przed przystąpieniem do montażu dla obu z nich należało wybrać odpowiednie miejsce, tak aby zapewnić dobry dostęp do urządzenia. Dla jednostki zewnętrznej konieczne było przygotowanie gruntu, a także wykonanie fundamentu słupowego dla lepszej ochrony przed warunkami atmosferycznymi. Ważne, by wokół jednostki pozostało dostatecznie dużo wolnej przestrzeni, żeby umożliwić odpowiednią cyrkulację powietrza.

W przypadku przemysłowych pomp ciepła o dużej mocy dobrze sprawdza się zastosowanie zbiorników buforowych. Zadaniem tego urządzenia jest gromadzenie i przechowywanie ciepła wytworzonego przez pompę. W przemyśle częste są wysokie skoki zapotrzebowania na ciepło, związane z cyklem produkcyjnym. Zbiornik pozwala w takich sytuacjach uniknąć krótkich serii włączania i wyłączania pompy, co sprawia, że zwiększa się wydajność sprężarki, a co za tym idzie, żywotność całego systemu. Wpływa to też oczywiście na oszczędność energii. Zbiorniki sprawdzą się także w firmach, które nie prowadzą produkcji przemysłowej, ale chcą połączyć różne źródła ogrzewania (w tym wypadku pompa i kocioł gazowy) w jedną instalację.

U naszego klienta zbiornik buforowy został już uzbrojony. Gwintowane rury spięte śrubunkami będą odprowadzały gorącą wodę z bufora do instalacji. Taka konstrukcja zapewnia nie tylko niezawodność, ale także umożliwia łatwą konserwację lub też w razie potrzeby wymianę poszczególnych elementów. Przyłącza hydrauliczne w przypadku tego bufora zostały rozmieszczone na różnej wysokości, co pozwala na zasilenie instalacji różnymi temperaturami czynnika grzewczego.

Pierwszy etap prac związanych z modernizacją systemu ogrzewania u tego klienta zakończyła wymiana kotła gazowego, co wynikało z wyliczonego nowego zapotrzebowania na moc. Nowy kocioł ma o 15 kW mocy więcej i został dobrany tylko na potrzeby szczytowego źródła ciepła. W dotychczasowej instalacji to właśnie kocioł odpowiadał za c.w.u. Teraz za obieg ciepłej wody użytkowej odpowiedzialna będzie pompa ciepła CWU Ochsner Europa.

Montaż przemysłowej pompy ciepła to pracochłonny proces, który musi być podzielony na kilka etapów, zwłaszcza gdy mamy do czynienia z tak rozbudowanym systemem wielu komponentów. Podłączenie i konfiguracja kolejnych elementów odbędą się u tego klienta już niebawem, tak aby przed kolejnym sezonem grzewczym instalacja pracowała już na najwyższych obrotach.