Przegląd energooszczędnych rozwiązań grzewczych i chłodniczych dla obiektów hotelarskich

Poza kosztami zatrudnienia personelu to właśnie koszty zużywanej energii zajmują najwyższą pozycję, jeśli chodzi o wydatki większości przedsiębiorstw hotelarskich. Z tego względu takie budynki wymagają szczególnej analizy pod kątem zużywanej energii. Chodzi tutaj o koszty ogrzewania i chłodzenia budynku, przygotowania ciepłej wody użytkowej, ciepła technologicznego czy zużycia energii elektrycznej. Optymalizacja przyszłych kosztów obiektu hotelowego powinna odbyć się głównie na etapie jego projektowania, gdy mamy większe możliwości planowania oraz przeprowadzania analizy opłacalności poszczególnych rozwiązań instalacyjnych.

Obszary, w których możemy znacznie zmniejszyć koszty eksploatacyjne budynku to:   ogrzewanie i przygotowanie ciepłej wody użytkowej, chłodzenie apartamentów i pomieszczeń zbiorowego przebywania ludzi, sterowanie i inteligentne zarządzanie budynkiem.

Wybór źródła ogrzewania do obiektu hotelarskiego

W obiektach usług hotelarskich coraz częściej pojawiają się rozwiązania technologiczne, wykorzystujące odnawialne źródła energii do celów grzewczych, przygotowania ciepłej wody użytkowej czy do celów technologicznych. Rozwiązania oparte na OZE zapewniają dywersyfikację energetyczną, zmniejszenie zależności od rosnących cen energii i paliw, a także możliwie niskie koszty utrzymania. Do instalacji OZE należą pompy ciepła – ich popularność rośnie z każdym kolejnym rokiem, zwłaszcza w budownictwie hotelowym. Zawdzięczamy to rosnącej konkurencji na rynku pomp ciepła, obniżającym się cenom urządzeń, a także coraz większej świadomości ekologicznej wśród hotelarzy.

Pompy ciepła sprawdzają się, gdy mają służyć do wytwarzania niskotemperaturowego czynnika grzewczego, co skłania projektantów do zastosowania w budynku ogrzewania płaszczyznowego (np. podłogowego, klimakonwektorowego etc.), zaprojektowania niskotemperaturowych grzejników oraz nagrzewnic wentylacyjnych przystosowanych do tej temperatury czynnika. Równie dobrze zdają egzamin, pracując jako hybrydowe źródło ciepła np. w okresie letnim czy przejściowym do przygotowania ciepłej wody użytkowej czy ciepła technologicznego.

Pierwszym krokiem poprzedzającym wybór systemu grzewczego do hotelu przez projektanta jest wykonanie charakterystyki energetycznej budynku oraz oszacowanie potrzeb cieplnych wynikających z zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową, mocy grzewczej potrzebnej do celów technologicznych tj. zasilania kurtyn powietrznych z wymiennikami wodnymi, technologii basenowej, nagrzewnic wodnych w centralach itd. Bazując na tych danych, architekci wraz z projektantami branżowymi mogą wybrać źródło ciepła oraz ustalić gabaryty kotłowni.

Układy hybrydowe – czy sprawdzą się w hotelu?

Producenci urządzeń grzewczych oferują zarówno pompy ciepła powietrzne, jak i gruntowe – po które można sięgnąć na etapie projektowania kotłowni hotelowej. Pompy gruntowe mają tą przewagę nad powietrznymi, że zachowują stabilną moc grzewczą w okresie całorocznym. Ich wadą jest jednak konieczność poniesienia wyższych nakładów inwestycyjnych związanych z realizacją odwiertów pionowych lub wymiennika poziomego. Niestety przestrzeń pod odwierty gruntowe często jest ograniczona z uwagi na zagospodarowanie terenu, zagęszczoną kubaturę obiektów towarzyszących, drogi dojazdowe czy pożarowe itd.

Z drugiej strony pompy powietrzne podczas miesięcy zimowych mają niższą sprawność grzewczą – dlatego konieczne jest wspomaganie ich pracy wbudowanymi grzałkami elektrycznymi. Aby zachować stabilną moc, pracują one w kaskadzie lub w układach hybrydowych – w taki sposób zimą mogą zapewnić odpowiednią moc grzewczą dla budynku hotelowego.

Z tych względów rozwiązaniem mającym najwięcej zalet dla inwestora jest wybór hybrydy grzewczej, złożonej z układu gazowego i elektrycznego. Połączenie gazu i energii elektrycznej pozwala uzyskać najwyższą wydajność i maksymalne oszczędności energii. Przykładem takiego rozwiązania jest układ dwururowy złożony z gazowej nadrzędnej jednostki pompy ciepła GHP 20GES3E5 o wydajności grzewczej 63,0 kW wraz z elektryczną podrzędną jednostką pompy ciepła U-10MES2E8 mocy 31,5 kW. Dużym plusem takiej hybrydy jest możliwość sterowania trybami pracy (tryb oszczędny, wydajny, priorytet GHP, priorytet EHP). Układ ten wykorzystuje ciepło odpadowe z silnika do produkcji ciepłej wody użytkowej – nawet do 26,2 kW (do 65°C). Nad optymalnym punktem pracy czuwa inteligentny sterownik CZ-256ESMC3, dostosowujący pracę hybrydy odpowiednio do:

• ceny jednostkowej energii,
• zapotrzebowania na moc elektryczną,
• obciążenia układu klimatyzacji.

Podstawowy układ hybrydowy GHP/EHP osiąga moc rzędu ok. 100 kW i pracuje w trybie priorytetu CWU z wodnym wymiennikiem ciepła. Daje on możliwość podłączenia 48 jednostek wewnętrznych VRF, w przypadku dołożenia dodatkowych agregatów liczba ta proporcjonalnie rośnie.

Kotłownia hybrydowa GHP/EHP umożliwia spełnienie wskaźnika energii pierwotnej EP, który jest wymagany dla wszystkich nowo projektowanych budynków, zgodnie z Warunkami Technicznymi, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Kotłownia hybrydowa zajmuje zdecydowanie mniej miejsca od konwencjonalnej kotłowni gazowej, zwiększa prestiż ekologiczny budynku oraz jego bezpieczeństwo energetyczne (np. w przypadku awarii jednego źródła ciepła).

Jak wygląda chłodzenie hotelu w systemie VRF?

Systemy VRF oferowane obecnie przez producentów to urządzenia odznaczające się wysoką efektywnością energetyczną, niezawodne, ciche, a dodatkowo estetyczne –  bogata oferta jednostek wewnętrznych pozwala na wybranie takiej, która wkomponuje się w każde wnętrze.

Podstawą doboru systemu klimatyzacji VRF do hotelu jest ustalenie wymaganej mocy chłodniczej, która jest wypadkową wszystkich zysków ciepła, jakie mogą wystąpić w krótkim czasie. Chodzi głównie o zyski pochodzące od powierzchni przeszklonych, ludzi czy oświetlenia. Jeśli planujemy system klimatyzacji VRF w salach konferencyjnych – warto zastanowić się, czy będzie on używany podczas zimowych miesięcy także do ogrzewania tych pomieszczeń.

Oferta producenta Panasonic pozwala na wybór odpowiedniego układu dobranego do zapotrzebowania na moc chłodniczą. Do niewielkich obiektów komercyjnych przeznaczona jest VRF Mini ECOi serii LZ2 z czynnikiem R32. Szeroka gama jednostek zewnętrznych o mocy od 12 kW do 28 kW jest dostosowana do pracy w skrajnych temperaturach otoczenia, do -20°C w trybie ogrzewania i do 52°C w trybie chłodzenia. W jednostkach VRF Mini ECOi serii LZ2 zastosowano przyjazny dla środowiska czynnik chłodniczy R32, redukując przy tym całkowitą ilość czynnika o co najmniej 20%, co skutkuje obniżeniem współczynnika GWP o 75%.

W serii ECOi EX znajdziemy jednostki dużej mocy, odznaczające się wysoką efektywnością nawet podczas pracy w skrajnych temperaturach otoczenia. Jednostki te mogą pracować ze 100-procentową wydajnością przy 43°C, zachowując wysoką sprawność chłodzenia. Jednostki te dostępne są w wariancie dwu -lub trzy-rurowym (te drugie mogą chłodzić i grzać jednocześnie).

Obniżenie kosztów energii i elastyczność eksploatacji układu osiągnięte są dzięki zastosowaniu we wszystkich modelach sprężarek inwerterowych z niezależną regulacją. Pojedyncze jednostki ECOi EX o mocy nawet do 56,0 kW wyposażone są także w większy wymiennik ciepła z 3-warstwową powierzchnią roboczą, która usprawnia przekazywanie ciepła, oraz nowo zaprojektowaną, zakrzywioną i lejowatą, a dzięki temu bardziej aerodynamiczną, sekcję wylotu powietrza. Trzystopniowa konstrukcja układu odzysku oleju pozwala zminimalizować częstotliwość wymuszonego odzysku oleju, co obniża koszty energii bez uszczerbku dla komfortu. Jednostki 2-rurowe ECOi EX umożliwiają zbudowanie pojedynczego systemu o mocy nawet 224,0 kW.

Ważnym aspektem jest bezpieczeństwo pracy systemu VRF, który powiadamia użytkownika systemu o możliwości potencjalnego wycieku czynnika z instalacji. W przypadku ww. systemów do zastosowania jest układ odpompowywania Panasonic, który spełnia wymagania normy BS-EN 378 dotyczącej bezpieczeństwa użytkowników budynków. Jest to najbezpieczniejsze rozwiązanie w przypadku pokoi hotelowych.

Do systemu VRF można zastosować pełny asortyment jednostek wewnętrznych w rozwiązaniu producenta Panasonic. Znajdziemy w nim urządzenie pasujące do praktycznie każdego zastosowania. Wszystkie jednostki są wyposażone w czujnik temperatury powietrza wlotowego i charakteryzują się cichą pracą zapewniającą gościom hotelowym zarówno w apartamentach, sali konferencyjnej, jak i w strefie lobby maksymalny komfort.

Sterowanie systemami chłodniczymi

Dynamiczny rozwój technologii w segmencie branży chłodniczej i grzewczej sprawia, że producenci nieustannie poprawiają parametry użytkowe, z dużym naciskiem na efektywność energetyczną. Systemy VRF, zarówno Mini ECOi, jak i ECOi EX, wyróżniają się wysoką efektywnością energetyczną, zwłaszcza przy częściowym obciążeniu chłodniczym.
Jeszcze jedną zaletą systemów bezpośredniego odparowania, ważną dla inwestora branży hotelarskiej, jest możliwość zaawansowanej regulacji i zarządzania za pomocą uniwersalnych systemów sterowania. Mowa tu o integracji systemów freonowych z dowolnym systemem sterowania hotelu – istniejącym lub planowanym. Integracja ta jest możliwa z protokołami KNX, Modbus, LonWorks czy BACnet – dzięki temu właściciel hotelu ma możliwość pełnego, dwukierunkowego monitorowania i sterowania wszystkimi parametrami jednostek. Opcje sterowania są szerokie, od prostych sterowników obsługiwanych przez użytkownika po zdalne sterowanie całym układem (panel dotykowy, serwer www, kontrola zużycia energii, kontrola czy sterowanie przy użyciu smartfona lub komputera, rozwiązania chmurowe).

Pracę systemów VRF Panasonic można modulować za pośrednictwem szerokiej gamy dostępnych w ofercie inteligentnych sterowników. W kontekście rozwiązań hotelowych na uwagę zasługuje system sterowania VRF Smart Connectivity+ powstały przy współpracy z firmą Schneider Electric. Pokojowy regulator temperatury SE8000 może zbierać dane z ściennego/sufitowego czujnika temperatury, czujnika okiennego/drzwiowego i czujnika CO₂, umożliwiając w ten sposób uzyskanie precyzyjnej i optymalnej pod względem kosztów klimatyzacji w całym obiekcie hotelowym. Czujniki wykrywają obecność lub nieobecność osób, a także otwarcie i zamknięcie drzwi i okien. Pozwala to automatycznie zarządzać energią i stworzyć najbardziej komfortowe warunki w pomieszczeniach. Wszystkie czujniki komunikują się z przypisanym sobie regulatorem drogą radiową ZigBee® Pro. Brak przewodów w tym wypadku oznacza większą swobodę wykonywania instalacji.

Dzięki SE8000 podłączenie do systemu BEMS jest niezwykle proste. Co więcej, wystarczy sterownik zdalny, by móc korzystać z rozwiązania niezależnie, bez podłączania go do systemu BEMS. Nie tylko radykalnie zmniejsza to obciążenie integratorów systemów, ale także obniża koszty.

Elastyczne opcje sterowania umożliwiają dostosowanie rozwiązania do różnych zastosowań i cech budynku, bez względu na to, czy dotyczy to hotelu z przełącznikiem karty hotelowej czy bez niego. Funkcja automatycznego wykrywania obecności zapewnia optymalną klimatyzację powietrza w pokoju z wykorzystaniem przełącznika karty hotelowej lub bez niego, a najnowszy model przewiduje skoordynowane sterowanie klimatyzatorami i innymi urządzeniami za pomocą standardowej karty hotelowej. Zwiększenie liczby możliwych do podłączenia urządzeń pozwala na indywidualne dostosowanie ustawień dla każdego pokoju hotelowego.

Automatyczne sterowanie umożliwia optymalną eksploatację urządzeń podczas nieobecności gości lub przy otwartych oknach. Przyczynia się to do znacznego obniżenia kosztów operacyjnych w skali całego budynku hotelu.