Příprava teplé vody v průmyslovém podniku

V průmyslových podnicích s velkým množstvím zaměstnanců v dělnických profesích jsou na přípravu teplé vody kladeny značné technické nároky. Příčina je zřejmá a vyplývá z provozu na směny. Pokaždé, když směna skončí, je nutné mít k dispozici velké množství teplé vody, aby se všichni zaměstnanci mohli umýt, osprchovat v co nejkratší době. Nelze po zaměstnancích oprávněně požadovat, aby na umytí dlouho čekali. Technicky se požadavek na nárazově velký odběr teplé vody obvykle řeší napojením zařízení na zdroj tepla v kotelně pro vytápění přes výměník tepla a instalací dostatečně velkého zásobníku teplé vody.

Obr. 1. Zdroj teplé vody pro umývárnu mužů obsahuje 2 průtokové ohřívače vody RINNAI HD 50 doplněné akumulačním zásobníkem o objemu 2500 l. Umývárna obsahuje 11 sprchových kabin a 36 umývadel. Jedna směna představuje maximálně 100 osob.

V průmyslovém podniku EXCALIBUR ARMY spol. s r.o. ve Šternberku se rozhodli jít jinou cestou. Základem pro rozhodnutí změnit původní technické řešení je skutečnost, že počet zaměstnanců podniku v dělnických profesích přesahuje 300 osob a pracují ve třísměnném provozu. V původním stavu byla příprava teplé vody řešena klasicky, tedy ohřevem vody v centrální plynové kotelně, která disponuje provozním výkonem přesahujícím 5 MW. Ohřátá voda byla ukládána do bojlerů v kotelně a odtud byla rozváděna čtyřtrubkovými teplovody po areálu společně s teplem pro vytápění. Toto řešení bylo technicky dobré pro zimní sezonu, nicméně letní provoz byl nehospodárný. Kotle dimenzované na maximální požadavek tepla v zimě byly během přechodných období a mimo topnou sezónu provozovány pro přípravu teplé vody velmi nevýhodně, neboť postačovaly výkony v řádu stovek a možná i jen desítek kW. Výsledkem bylo velké snížení účinnosti kotlů. Rovněž ztráty tepla v rozvodech teplé vody byly s ohledem na délky kanálů značné. Navíc nebylo možné nastavit vhodné odběrové diagramy pro jednotlivá pracoviště, které by systém přípravy teplé vody optimalizovaly a systém musel být provozován jako celek jednotně. Potenciál pro úspory se jevil jako značný.

Obr. 2. Ve zdroji pro umývárnu žen, ve které se počítá s maximálně 34 osobami na směnu a jsou v ní 4 sprchové kabiny 7 umývadel, je instalován akumulační zásobník o objemu 1000 l.

S ohledem na provozní podmínky a stavební řešení areálu podniku bylo rozhodnuto zřídit tři, konstrukčně podobné, decentralizované zdroje přípravy teplé vody s tím, že v nich nebudou použity kotle pro vytápění, ale průtokové ohřívače vody doplněné akumulačními zásobníky. Jako průtokové ohřívače byly zvoleny výrobky RINNAI HD 50 i s výkonem modulovaným v rozsahu 3,8 až 47 kW, které umožňují připravit až 19,6 litr/minuta teplé vody při rozdílu teplot vody ΔT = 33 °C a s možností nastavit výstupní teplotu vody v rozmezí 37 °C až 85 °C. Ohřívače jsou napojeny na NTL rozvod zemního plynu 1,8–2,2 kPa. Toto řešení bylo přijato i s ohledem na výhodné snížení nároků na montáž a možnost použít prefabrikované prvky pro sestavení spalinové cesty.

Programovatelné řízení činnosti ohřívačů umožnilo nastavit specifický teplotní a časový režim pro každé z odběrných míst. Situace v prakticky každém průmyslovém podniku se mění, není trvale stejná. Například z důvodu úpravy výrobního programu, změn počtů pracovníků, změn směnnosti atp. Možnost i pozdějších změn má velký význam na provozní efektivitu.

Z pohledu úspor je velmi přínosné nastavené omezení teploty připravované teplé vody mimo odběrové špičky, kterými jsou konce směn. V odběrových špičkách daných ukončením směny se teplota teplé vody zvyšuje, aby jí zaměstnanci měli dost, ale po ukončení špičky teplota i v zásobníku klesne na nastavené minimum. Maximální teplota teplé vody vystupující ze zdroje do rozvodu ke koupelnám atp. je samozřejmě omezena hygienickými pravidly. V jednotlivých zdrojích však může být zvýšena až na teplotu 85 °C, ale pak by bylo nutné na výstupu ze zdrojů teplé vody instalovat například termostatické ventily, které by teplou vodu s vysokou teplotou smíchaly se studenou pitnou vodou na teplotu hygienicky přiměřenou a chránily tak lidi před opařením.

Obr. 3. Poměrně tvrdá pitná voda si pro dlouhodobě spolehlivý provoz přípravy teplé vody vyžádala instalaci úpravny vody. Pro změkčení vody se dávkuje, podle spotřeby pitné vody měřené impulsním vodoměrem, přípravek DELPHOS.

Možnost dosažení vysokých teplot vody je výhodně kombinovatelná s režimem s nízkými teplotami, neboť umožňuje naprogramovat režim termické dezinfekce jak zdroje tepla, tak případně i rozvodů teplé vody až k výtokům armatur, hlavicím sprch atp.

Zvolené řešení přípravy teplé vody je bezobslužné. Je konán pouze dohled a kontrola provozních veličin v intervalech dle provozního řádu. Uvedení do provozu proběhlo v červnu 2016. Po cca 3měsíčním provozu byly indikovány úspory ve výši okolo 43 %. Přesné zhodnocení bude provedeno po dokončení celé sezony na základě detailního přehledu provozu kotelny s ohledem na použitou technologii, skutečný počet denostupňů atd.

Akci realizovala firma Šiška Stanislav – Technomont, Šternberk a ohřívače Rinnai dodala společnost H+I Trading Company s.r.o.