Case Study: Sanktuarium w Kałkowie-Godowie korzysta z hybrydowych rozwiązań grzewczych
Półtoraroczna termomodernizacja kompleksu budynków Sanktuarium Matki Bożej Bolesnej, Pani Ziemi Świętokrzyskiej w Kałkowie – Godowie została zakończona. Obecnie, przebywający na terenie Sanktuarium duchowni oraz pielgrzymi, mogą korzystać z nowoczesnej instalacji grzewczej złożonej z urządzeń marki De Dietrich: 17 monoblokowych pomp ciepła i kondensacyjnych kotłów gazowych, które są źródłem szczytowym w różnych konfiguracjach.

Sanktuarium Matki Bożej Bolesnej, Pani Ziemi Świętokrzyskiej w Kałkowie-Godowie jest ważnym miejscem kultu maryjnego w Polsce. Powstało w odpowiedzi na ogłoszenie w Polsce stanu wojennego 13 grudnia 1981 roku. Obecnie odbywają się w nim liczne nabożeństwa, a także wydarzenia religijne i kulturalne, m.in. koncerty, wystawy i prelekcje, na które przybywają pielgrzymi z całej Polski. Szacuje się, że rocznie Sanktuarium odwiedza około 800 tysięcy osób. Nie dziwi więc fakt, że duchowni prowadzący to wyjątkowe dla katolików miejsce, postanowili zmodernizować budynki należące do kompleksu, wyposażając je w nowoczesny system ogrzewania i produkcji cieplej wody użytkowej. Zadanie to powierzono firmie PROINSTAL – Piotr Grudniewski, która od 2005 roku zajmuje się kompleksowym wykonaniem instalacji centralnego ogrzewania w budynkach jednorodzinnych, wielorodzinnych, usługowych oraz przemysłowych.





Termomodernizacji poddano 10 budynków na terenie kompleksu Sanktuarium: cztery budynki Warsztatów Terapii Zajęciowej, Wieczernik (kuchnia, stołówka), Powiatowy Zakład Aktywności Zawodowej, budynek Rehabilitacji, Wikariat, Kościół oraz EREM (Hotel). Dotychczas używany system ogrzewania budynków i produkcji ciepłej wody został wymieniony na urządzenia marki De Dietrich: 17 pomp ciepła Modena 16 TR, które wspierają kondensacyjne kotły gazowe Evodens AMC 65, zasobnik buforowy PSB 1000 oraz podgrzewacz c.w.u. BH 750.
Urządzenia marki De Dietrich w budynkach kultu religijnego
Modena, czyli inwerterowa pompa ciepła typu monoblok, doskonale sprawdza się w pracy w kaskadzie oraz w układzie hybrydowym z kotłem gazowym, co pozwala na elastyczność w dostosowywaniu mocy instalacji do potrzeb oraz zapewnia zabezpieczenie w przypadku awarii. Oferuje wysoką efektywność energetyczną, co przekłada się na oszczędności energii i redukcję kosztów eksploatacji. Dodatkowo, zastosowanie czynnika chłodniczego o niskim GWP (R32), wpływa korzystnie na środowisko.
Pompa ciepła Modena nadaje się do zastosowania w różnych warunkach, włączając w to niską temperaturę zewnętrzną w trybie grzania oraz wysoką temperaturę zewnętrzną w trybie chłodzenia. Wyposażona jest w nowoczesny panel sterowania, który umożliwia łatwe zarządzanie różnymi konfiguracjami instalacji. Dzięki temu można efektywnie kontrolować ogrzewanie, chłodzenie oraz produkcję ciepłej wody użytkowej. Co ważne, ta pompa ciepła posiada szereg nowoczesnych funkcji, takich jak inteligentne odszranianie czy tryb eco, które pozwalają zoptymalizować jej działanie w zależności od warunków otoczenia i potrzeb użytkownika.

Układ hybrydowy z 17 pompami ciepła Modena tworzy kondensacyjny kocioł gazowy Evodens AMC 65 wyposażony w nowoczesną technologię, która umożliwia pracę z gazami ziemnymi lub propanem. Evodens AMC charakteryzuje się wysoką sprawnością, nawet przy częściowym obciążeniu, co przekłada się na niższe koszty eksploatacji i mniejsze zużycie energii.
Kocioł wyposażony jest w zaawansowaną konsolę sterowniczą DIEMATIC Evolution, która umożliwia programowalną regulację pogodową oraz optymalizację pracy w łączonych systemach ogrzewania. To pozwala na efektywne zarządzanie zużyciem energii w zależności od warunków atmosferycznych. Kocioł jest kompatybilny z systemami zarządzania budynkiem (BMS) za pomocą protokołu ModBus, co umożliwia integrację z innymi elementami systemu oraz zdalne monitorowanie i sterowanie. Posiada wbudowane zabezpieczenia, takie jak zapłon elektroniczny, kontrola płomienia oraz systemy odprowadzania spalin pod ciśnieniem, co zapewnia bezpieczną i niezawodną pracę.

Połączenie kotła gazowego Evodens AMC z kaskadą pomp ciepła w układ hybrydowy, pozwala na optymalne wykorzystanie obu źródeł energii, w zależności od warunków zewnętrznych i aktualnych potrzeb, zapewniając efektywne i ekonomiczne ogrzewanie. – Pozwala to również na sporą elastyczność w zarządzaniu systemem grzewczym, umożliwiając automatyczne przełączanie się między różnymi źródłami ciepła, w zależności od zmieniających się warunków atmosferycznych i zapotrzebowania na ciepło. Dzięki temu duchowni mogą cieszyć się nie tylko komfortem cieplnym, ale także niższymi kosztami eksploatacji systemu grzewczego – tłumaczy Maciej Małysz, Manager Techniczny Regionu OZE w BDR Thermea Poland.
Uzupełnieniem instalacji są podgrzewacz c.w.u., który podgrzewa i przechowuje ciepłą wodę użytkową na potrzeby budynków Sanktuarium oraz zasobnik buforowy, który stanowi zabezpieczenie instalacji c.o., przejmując różnicę pomiędzy mocą cieplną urządzenia i mocą oddawaną do układu grzewczego oraz gromadzi, przechowuje i przekazuje nadmiar ciepłej wody grzewczej uzyskanej z kotła c.o. i pomp ciepła.
Jak przebiegała termomodernizacja Sanktuarium w Kałkowie-Godowie?
Proces termomodernizacji systemu c.o. trwał około półtora roku. Instalacja pomp ciepła z serii Modena, które są urządzeniami typu monoblok, nie wymagała wykonania jakichkolwiek zmian w budynku. Jednak podczas tworzenia układu hybrydowego z kotłem gazowym Evodens AMC, konieczne było wykonanie przyłączy gazu do dwóch budynków. Pozostałe budynki takie przyłącza już posiadały.
Na pięć wykonanych kotłowni, dwie były kotłowniami zbiorczymi. Kotłownia umiejscowiona w budynku Rehabilitacji, zasila jeszcze dwa inne budynki przyłączone do niej rurą preizolowaną, która dzięki warstwie izolacji termicznej, minimalizuje straty energii w trakcie przesyłu. Także cztery budynki warsztatów miały swoją wspólną kotłownię. – Największym wyzwaniem okazała się więc nie sama instalacja urządzeń, a regulacja automatyki do sterowania instalacją, aby nikomu nie zabrakło ciepła – wspomina Piotr Grudniewski z PROINSTAL. W przypadku omawianej instalacji, automatyka musiała być odpowiednio zaprogramowana, aby zapewnić równomierne i stabilne dostarczanie ciepła do wszystkich budynków, minimalizując przy tym straty energii i koszty eksploatacji. Konieczne było także uwzględnienie specyficznych warunków pracy instalacji zbiorczych oraz ich integracja z innymi elementami instalacji grzewczych.
Wyzwaniem było także zapewnienie należytej wydajności całej instalacji przy jak najmniejszym angażowaniu inwestora w bieżącą obsługę systemu. – W pierwotnych planach zakładaliśmy, że pompy ciepła zostaną zabezpieczone przeciwzamrożeniowo zaworami upustowymi. Jednak w toku prac doszliśmy do wniosku, że lepiej będzie, jeśli ta instalacja będzie dla klienta jak najbardziej bezobsługowa, dlatego zastosowaliśmy wymiennik płytowy i rozdzieliliśmy instalacje na zewnętrzną i wewnętrzną (glikol/woda) – wyjaśnia Piotr Grudniewski z PROINSTAL.
Zawory upustowe i wymienniki płytowe są dwoma różnymi rozwiązaniami stosowanymi w instalacjach ogrzewania i chłodzenia, zwłaszcza w przypadku monoblokowych pomp ciepła. Zawory upustowe są stosowane w instalacjach, w których medium przenoszące ciepło (np. woda) może zamarzać przypadku długotrwałego zaniku zasilania lub awarii urządzenia w warunkach niskich temperatur, co może prowadzić do uszkodzenia urządzeń. Zapobiec temu mogą zawory upustowe, które otwierają się automatycznie, aby zwolnić nadmiar ciśnienia w instalacji, kiedy temperatura medium spada. Jest to proste i stosunkowo tanie rozwiązanie zabezpieczające instalację, ale wymaga regularnej konserwacji i monitorowania.
Natomiast zastosowanie wymiennika płytowego umożliwia wymianę ciepła między dwoma niezależnymi obiegami (np. mieszanina wody z glikolem w obiegu zewnętrznym i woda w obiegu wewnętrznym). Wymiennik płytowy działa jak bariera między obiegami, zapewniając, że medium przenoszące ciepło w obiegu zewnętrznym nie miesza się z wodą w obiegu wewnętrznym. Dzięki wymiennikowi płytowemu, w przypadku problemów z jednym z obiegów, np. zamarznięcia czynnika grzewczego w obiegu zewnętrznym, nie wpływa to bezpośrednio na drugi obieg, co zwiększa niezawodność i bezpieczeństwo instalacji.
Rozdzielenie instalacji na zewnętrzną i wewnętrzną, gdzie w obiegu zewnętrznym stosuje się mieszaninę wody z glikolem zapewnia dodatkową ochronę przed zamarzaniem w warunkach niskich temperatur. Glikol jest dodawany do wody w obiegu zewnętrznym, aby obniżyć jej temperaturę zamarzania do około -15st. C, co minimalizuje ryzyko uszkodzenia instalacji w przypadku wystąpienia awarii w niskich temperaturach.
Zastosowanie wymiennika płytowego i rozdzielenie instalacji na zewnętrzną i wewnętrzną z glikolem zapewnia wyższy poziom bezpieczeństwa i niezawodności instalacji, szczególnie w warunkach niskich temperatur. Jednocześnie eliminuje konieczność regularnej konserwacji i monitorowania zaworów upustowych, co sprawia, że instalacja staje się bardziej bezobsługowa dla klienta.

Jak działa układ hybrydowy złożony z kotła gazowego i pomp ciepła?
Układ hybrydowy złożony z kotła gazowego Evodens AMC i pomp ciepła typu monoblok to zaawansowany system grzewczy, który wykorzystuje oba źródła energii do efektywnego ogrzewania budynków. System jest zaprojektowany tak, aby inteligentnie przełączać się między kotłem gazowym a pompami ciepła w zależności od aktualnych warunków atmosferycznych i zapotrzebowania na ciepło i ciepłą wodę użytkową w budynkach Sanktuarium.
W okresach o umiarkowanych lub wyższych temperaturach, gdy pompy ciepła mogą pracować efektywnie i oszczędnie, to one będą głównym źródłem ciepła. Jednak gdy temperatura spada, a ich wydajność zmaleje lub koszty eksploatacji wzrosną, system automatycznie przełączy się na kocioł, który może działać efektywnie nawet przy niższych temperaturach. Zastosowanie 17 pomp ciepła typu monoblok w układzie kaskadowym zapewnia elastyczność i wydajność systemu, umożliwiając równomierne ogrzewanie i dostęp do ciepła w przypadku awarii jednego z urządzeń.
Całość systemu jest sterowana zaawansowanym systemem zarządzania, który monitoruje warunki atmosferyczne, zapotrzebowanie na ciepło w budynku oraz efektywność poszczególnych źródeł ciepła, aby zapewnić optymalną wydajność i komfort.
– Zastosowanie układu hybrydowego złożonego z pomp ciepła i kotła gazowego jest doskonałym rozwiązaniem. Przy dynamicznie zmieniających się cenach gazu oraz energii elektrycznej mamy alternatywę, z którego źródła energii chcemy korzystać. Co więcej, produkty marki De Dietrich idealnie współpracują ze sobą w przedstawionej konfiguracji – tłumaczy Piotr Grudniewski z PROINSTAL.
Sanktuarium w Kałkowie-Godowie jest doskonałym przykładem na to, że nowoczesna technologia wykorzystująca odnawialne źródła energii może zapewniać efektywne ogrzewanie oraz produkcję ciepłej wody nawet w wymagających warunkach. Ważne jest jednak, aby odpowiednio zaprojektować całe rozwiązanie i dostosować je do lokalnych potrzeb i uwarunkowań. – Planując wykorzystanie rozwiązań OZE w budynkach użyteczności publicznej warto szczególną uwagę zwrócić także na jakość urządzeń, bo to ona świadczy o ich niezawodności i wysokiej wydajności, a także na cenę, która powinna być adekwatna do oferowanych rozwiązań technicznych. W przypadku Sanktuarium oba parametry zostały spełnione – podsumowuje Piotr Grudniewski z PROINSTAL.
Przeczytaj także:
- – Instalacja kaskady pomp ciepła De Dietrich w Szkole Podstawowej w Lasecznie
- – Instalacja kaskady kotłów De Dietrich w Szkole Podstawowej w Kamieńsku
- – Instalacja kaskady pomp ciepła i kotła olejowego w Szkole Podstawowej w Dębie
- – Instalacja kaskady kotłów De Dietrich w zajezdni MZK w Pabianicach
- – Instalacja kaskady pomp ciepła Alezio S w Urzędzie Miejskim w Węgrowie
- – Ogrzewanie hybrydowe w Infores Business Park