Właściciel budynku Westpol zdecydował się na kompleksową modernizację nieruchomości o powierzchni ok. 3000 m2 i zainwestował 6 mln euro w przebudowę, wykonanie nowej elewacji ze szkła, nowy podział pomieszczeń oraz nowocześniejsze instalacje. Po kompleksowej renowacji ośmiopiętrowy budynek Westpol we frankfurckiej dzielnicy bankowej stał się atrakcyjnym i nowoczesnym biurowcem. W budynku zastosowano liczne innowacje, w tym 6-drogowe zawory regulacyjne Belimo, przyczyniające się w istotny sposób do efektywnego i energooszczędnego regulowania mocy sufitów grzewczych/chłodzących, dzięki czemu 100 pracowników może przez cały rok indywidualnie regulować temperaturę w pomieszczeniach.
System klimatyzacji – atrakcyjny i energooszczędny
Od samego początku uczestnicy projektu mieli cztery główne cele: zapewnić atrakcyjność biurowca Westpol zarówno na zewnątrz, jak i od wewnątrz, umożliwić łatwe dostosowywanie do potrzeb najemców, zapewnić najlepsze możliwe warunki w pomieszczeniach, a także zagwarantować energooszczędność przekładającą się na niskie koszty eksploatacji. Projektanci dążyli do uzyskania maksymalnych wartości określonych w normach dotyczących klimatyzacji i wentylacji, dlatego przyjęli strumień powietrza zewnętrznego 75 m³/h na osobę oraz nastawy temperatury w pomieszczeniach od 22°C (zima) do 26°C (lato). Podczas gdy w pomieszczeniach biurowych przewidziano nawiew ze stałym przepływem objętościowym, w salach spotkań oraz konferencyjnych zdecydowano się na sterowanie nawiewem/wywiewem dostosowane do bieżących potrzeb.
W tym celu zastosowano przepustnice regulujące strumień powietrza, które są otwierane lub zamykane odpowiednio do sygnału z czujnika CO2 mierzącego jakość powietrza w pomieszczeniu. Centrala wentylacyjna ma całkowitą wydajność 16 000 m³/h i jest wyposażona w rekuperator rotacyjny odzyskujący ciepło z powietrza wywiewanego. Powietrze jest wprowadzane do pomieszczeń przez nawiewniki szczelinowe, a temperatura nawiewu wynosi od 18 do 24°C i zależy od pory roku, obciążenia pomieszczeń oraz nastawy temperatury.
Regulowanie mocy sufitów grzewczych/chłodzących według firmy Belimo
Drugim, istotnym elementem instalacji klimatyzacyjnej w budynku Westpol są sufity grzewcze/chłodzące, które zainstalowano we wszystkich pomieszczeniach biurowych, salach spotkań i salach konferencyjnych. Panele grzewcze/chłodzące znajdują się za sufitami podwieszanymi, wykonanymi z perforowanych płyt gipsowo-kartonowych. Ich maksymalne moce chłodnicze oraz grzewcze wynoszą odpowiednio 67 W/m² oraz 75 W/m². Każdy z 6-drogowych zaworów regulacyjnych w budynku Westpol może sterować strefą regulacji (sufitem chłodzącym) o powierzchni do ok. 40-50 m² (moc grzewcza/chłodnicza pojedynczej strefy regulacji do ok. 3,5 kW). Aby zapewnić optymalne i energooszczędne sterowanie sufitami grzewczymi/chłodzącymi zastosowano 94 6-drogowe zawory regulacyjne firmy Belimo. Zawory te regulują przepływ zimnej lub gorącej wody w sufitach w zależności od temperatury w pomieszczeniu, a tym samym zapewniają płynną regulację mocy chłodniczej/grzewczej w zakresie od 0 do 100%. Ponadto, temperatura w pomieszczeniach jest mierzona na bieżąco i przesyłane do systemu automatyki, który określa nastawy zaworów regulacyjnych oraz steruje siłownikami zaworów. W poszczególnych pomieszczeniach zainstalowano regulatory umożliwiające użytkownikom modyfikowanie w zakresie ±3 K nastawy ustalonej przez system automatyki. Dzięki temu można łatwo dostosować temperaturę w pomieszczeniu do indywidualnych potrzeb.
Gdy nastawa zostanie zmieniona przez użytkownika pomieszczenia, 6-drogowe zawory regulacyjne dostosowują przepływ wody tak, aby precyzyjnie zapewnić żądaną moc grzewczą/chłodniczą sufitu.
W porównaniu do rozwiązań konwencjonalnych nowe 6-drogowe zawory regulacyjne cechują się wyraźnie lepszym stosunkiem ceny do możliwości. Zamiast 180 konwencjonalnych zaworów wystarczyło zainstalować i podłączyć tylko 94 zawory regulacyjne Belimo, co wyraźnie zmniejszyło nakład pracy podczas montażu oraz ilość potrzebnego okablowania.
Jednocześnie 6-drogowy zawór regulacyjny zapewnia wyjątkowy poziom niezawodności i bezpieczeństwa, ponieważ gwarantuje całkowite, hydrauliczne rozdzielenie pracy w trybach ogrzewania i chłodzenia: ze względu na konstrukcję, niezamierzone mieszanie wody zimnej i gorącej, zasilającej lub powracającej w 6-drogowym zaworze regulacyjnym jest wykluczone. Dzięki temu, straty energii oraz koszty zostają zminimalizowane oraz zwiększa się sprawność energetyczna systemu.
Jak działa 6-drogowy kulowy zawór regulacyjny 6-drogowy zawór regulacyjny składa się z dwóch kulowych zaworów regulacyjnych, po trzy porty każdy, które są umieszczone jeden nad drugim. Z lewej strony znajdują się przyłącza obiegu chłodniczego, z prawej natomiast przyłącza obiegu grzewczego.
Przez oba przednie przyłącza przepływa woda zasilająca (przyłącze górne) wymiennik albo powracająca z wymiennika (przyłącze dolne). W 6-drogowym zaworze regulacyjnym znajduje się kula z jednym otworem dla górnych portów i jednym otworem dla dolnych, która jest przestawiana przez siłownik. Gdy siłownik utrzymuje kąt otwarcia 0-30°, zawór znajduje się w trybie chłodzenia. Lewe i przednie przyłącza są wówczas otwarte, dzięki czemu zimna woda przepływa przez wymiennik.
Przy wszystkich stanach roboczych „trybu chłodzenia” prawa część zaworu, podłączona do obiegu grzewczego, jest szczelnie zamknięta. Przy kątach otwarcia 30-60° zawór znajduje się w martwej strefie: Wówczas są w pełni zamknięte zarówno obieg grzewczy, jak i chłodniczy. Przy kącie otwarcia 60° rozpoczyna działanie prawa część zaworu i zostaje włączony tryb ogrzewania. Teraz otwierają się prawe i przednie przyłącza a do wymiennika dopływa gorąca woda, która powraca przed oba dolne przyłącza. Gdy jest potrzebna większa moc grzewcza, siłownik obraca zawór z położenia 60° w kierunku 90°, zwiększając przepływ gorącej wody aż do wartości maksymalnej.
Sterowanie zaworem regulacyjnym odbywa się na podstawie sygnału z czujnika temperatury. Gdy temperatura w pomieszczeniu różni się od wartości nastawy, regulator wysyła do zaworu sygnał napięciowy 0-10 V. Sygnał ten steruje siłownikiem, który w zależności od zapotrzebowania na moc otwiera lub zamyka zawór. Położenie zaworu może być cały czas monitorowane i wyświetlane na panelu dotykowym. Dzięki temu, użytkownik może stale kontrolować pracę zaworów i wizualnie sprawdzać informacje o pracy poszczególnych wymienników sufitowych (trybie ogrzewania/chłodzenia, martwa strefa).
Właściwości 6-drogowego zaworu regulacyjnego
Firma Belimo oferuje 6-drogowe zawory regulacyjne w 13 standardowych wielkościach z kombinacjami współczynników przepływu przy ogrzewaniu/chłodzeniu od 0,25 do 6,3 m³/h (inne kombinacje wartości Kvs na życzenie). Zawory są bezobsługowe i zapewniają szczelne zamknięcie. Mogą być stosowane w różnorodnych instalacjach i umożliwiają regulowanie szerokiego zakresu mocy. Są przystosowane do pracy w instalacjach wody zimnej o temperaturze 6-80°C.
Najważniejsze zalety 6-drogowych zaworów regulacyjnych:
– 1 zawór zastępuje nawet 4 dotychczasowe, konwencjonalne zawory,
– 1 siłownik zastępuje nawet 4 dotychczasowe siłowniki,
– obniżenie kosztów instalowania (kosztów okablowania, montażu, serwisowania),
– regulowanie pracy wymiennika w trybach ogrzewania i chłodzenia przy użyciu tylko jednego punktu danych,
– płynne regulowanie mocy w zakresie od 0-100% w trybach ogrzewania i chłodzenia (charakterystyka liniowa),
– pełne zabezpieczenie przed jednoczesnym ogrzewaniem i chłodzeniem, dzięki mechanicznemu rozdzieleniu obiegów wody w zaworze,
– najwyższa sprawność energetyczna oraz maksymalna energooszczędność, dzięki szczelnemu zamknięciu,
– duża trwałość, bezobsługowa praca,
– siłownik z interfejsem komunikacyjnym (szyna MP-Bus, MODBUS, bacnet lub LON),
– 5 lat gwarancji.