Modernizace CZT Přeštice

Výběrové řízení města Přeštice již zná své vítěze. Řešení sází na stávající systém CZT, který za využití kondenzační techniky, kombinované výroby tepla, elektrické energie z obnovitelných zdrojů a práce tří kogeneračních jednotek a šesti kondenzačních kotlů vhodně modernizuje. Cílem prací je přitom nejen obnova systému, ale i zvýšení účinnosti jeho výroby a distribuce tepla.

Město Přeštice před časem stejně jako mnoho jiných obcí stálo před rozhodnutím, zda a jak modernizovat stávající soustavu CZT. Prvotní otázkou, kterou si město muselo zodpovědět, tedy bylo: Vyplatí se podpořit stávající centralizované vytápění, nebo je vhodnější přejít na řešení plynofikace s individuálními kotelnami v objektech a síť CZT postupně zrušit?

I v malém městě ovšem lze dělat unikátní projekty, které ukazují budoucnost soustav dálkového vytápění – pro město Přeštice takovým projektem bylo řešení obnovy centralizovaného zásobování teplem, které jim mj. nabídla vítězná společnost Systherm. Již její prvotní studie prokázaly, že při správném přístupu k modernizaci lze i v dnešní době realizovat moderní, ekonomicky atraktivní řešení s využitím centralizovaného zásobování teplem.

Obr. 1 Pohled na soustavu CZT Přeštice (SW HESCOnet)

Nové způsoby řešení a úsporné technologie

Zvolené technické řešení centrálního zásobování teplem v Přešticích je velmi netradiční pro malé soustavy CZT. Koncepce je ale navržena tak, aby přinášela významné ekonomické benefity při provozu. V rámci modernizace došlo k propojení tří zdrojů tepla – základní škola, plynová kotelna Husova a plynová kotelna Palackého. Tyto zdroje tepla jsou vzájemně hydraulicky propojené, společně dodávají tepelnou energii do sítě CZT.

Obr. 2 Vliv účinnosti kondenzačního kotle v závislosti na teplotě zpátečky

Tímto přístupem k provozu soustavy je zajištěna vysoká variabilita využití jednotlivých zdrojů. Speciálně se jedná o neomezenou možnost distribuce tepla z libovolné kogenerační jednotky k místu s nejvyšším odběrem. To umožní zvýšit odběr tepla z kogeneračních jednotek a snížit počet startů plynových kotlů v době krátkodobé odběrové špičky.

Obr. 3 Tepelný zdroj Husova – řízení kaskády pětiti zdrojů (pohled na dispečink WebHeatControl)

Práce zdrojů a kotlů

Celé technické řešení je přitom provedeno s důrazem na dosažení vysoké účinnosti, a tedy na zajištění provozu plynových kotlů v kondenzačním režimu. Jak bylo zmíněno výše, v CZT Přeštice jsou zapojeny tři zdroje tepla – dva udržují konstantní výkon, třetí má výkon proměnlivý. První ze zdrojů pracuje s konstantním výkonem a obsahuje kogenerační jednotku s trvalým výkonem 200 kW. Vedle jednotky jsou ve zdroji ještě dva plynové kotle, které slouží jako záloha celé soustavy.

Obr. 4 Objektová předávací stanice SYMPATIK MIDI pro bytový dům 15–25 bytů. Dodávka s prefabrikovanou tepelnou izolací a řídicím systémem

I druhý ze zdrojů obsahuje kogenerační jednotku s konstantním výkonem 500 kW. Zdroj se nachází v objektu školy, původní kotelna byla zrušena, škola je nyní zásobena soustavou CZT. Třetí ze zdrojů je proměnlivý. Kogenerační jednotka tohoto zdroje má výkon 550 kW. Čtyři plynové kotle, k vidění na obrázku 3, zajišťují předhřev vody a dohřev zajišťuje kogenerační jednotka s výkonem 550 kW. V tomto zdroji jsou osazeny celkem čtyři kotle, které jsou využívané podle aktuálně odebíraného výkonu.

Obr. 5  Vzdálené sledování chodu technologie domovní předávací stanice SYMPATIK (pohled na dispečink WebHeatControl)

Způsob zapojení kotlů a kogenerační jednotky umožní ohřev ve dvoustupňovém režimu. První stupeň je ohřev plynovým kotlem. Provoz při nízkých provozních teplotách znamená zvýšení účinnosti plynových kotlů o 5–7 % oproti nekondenzačnímu provozu. Vychlazená zpátečka z CZT 40–60 °C, která byla nejprve předehřáta v kondenzačních kotlích, je ohřáta v druhém stupni teplou vodou z akumulace, kterou se trvale nahřívá z kogenerační jednotky na požadovanou teplotu mezi 85–95 °C.

Obr. 6 Historie odebíraného tepelného výkonu pro UK i TV domovní předávací stanice SYMPATIK (pohled na dispečink WebHeatControl)

Poměr dodané energie z předehřevu z kotlů a dohřevu z kogenerace je řízen dispečerským SW WHC, které zpracovává data o výrobě a spotřebě energií celé soustavy. Na všech funkčních zdrojích tepla jsou instalovány měřiče tepla, s online vyčítáním, které zajistí dokonalý přehled o výrobě tepla pro řízení soustavy CZT a také průběžné sledování účinnosti jednotlivých zdrojů tepla.

Měřiče tepla

Moderní řídicí systém umožní přímé připojení modulu vyčítání dat z měřičů tepla. Všechny měřiče tepla jsou nově zapojeny přímo do řídicího systému, data jsou okamžitě zpracovávána pro regulaci a optimalizaci provozu. Tento způsob umožní sledování výroby a spotřeby energii on-line (každé zařízení je vyčítáno každé 4 sec).

Obr. 7 Dispečerské možnosti sledování hydrauliky coustavy CZT. Šíření diferenčních tlaků, průtoků jednotlivými větvemi.  (pohled na dispečink  SW HESCOnet)

Dokonalý přehled o výrobě a spotřebě umožní provoz jednotné soustavy CZT s více zdroji bez dělení na jednotlivé samostatné úseky, jak tomu bývalo u podobných projektů zvykem. Soustava je řízena s využitím optimalizačního software HESCOnet, který umožní plánovat provoz zdrojů. Predikce dle budou­cích klimatických podmínek umožní zvýšení odběru z kogenerace, tj. nahřátí teplovodu pouze před očekávanou odběrovou špičkou.

Obr. 8 Predikce vývoje počasí přepočtená na vývoj budoucí spotřeby tepla v soustavě CZT
(pohled na dispečink SW HESCOnet)

Co je z grafu patrné?
Modrá tečkovaná čára grafu ukazuje průběh venkovní teploty dle předpovědi počasí, skutečně naměřená hodnota je pak v grafu vidět jako modrá plná křivka. Předpověď počasí je poskytována na cca 24 hodin, dle výhledového průběhu venkovní teploty a předchozího chování soustavy je předpovězen i očekávaný dodávaný tepelný výkon. Sloupce ukazují očekávaný potřebný tepelný výkon, barevně je vyznačeno řazení jednotlivých zdrojů tepla.
Projekt modernizace CZT Přeštice je nyní v prvním roce provozu, graf je proto pouze ilustrační – tedy z jiné instalace, která je v provozu již třetím rokem.

Závěr

Způsob provedení modernizace soustavy centralizovaného zásobování teplem v městě Přeštice ukazuje praktické zkušenosti z instalace moderních technologií využívajících inteligentní řízení soustavy CZT. Dalším kladem je maximální využívání energie z obnovitelných zdrojů a tím snížení tvorby CO₂.

Ing. Tomáš Daníček
Autor působí ve firmě SYSTHERM s.r.o.

Obrázky: archiv autora

Literatura:
[1] WebHetControl uživatelský návod (firemní)
[2] HESCOnet (firemní)
[3] SYMPATIK MIDI technický list předávací stanice (firemní)

Článek byl uveřejněn v časopisu TZB Haustechnik 2/2018.