Asiakastarina
Edistyksellistä lämmönjakelua pilvipalvelun avulla
Gelsenkirchenissä Saksassa sijaitseva Bergmannsheil und Kinderklinik Buer GmbH ‑sairaala (BKB) käyttää modernisoidussa lämmönjakelujärjestelmässään integroitua MIXIT-sekoituspiirijärjestelmää ja Grundfos BuildingConnect ‑pilvialustaa.
Lämmönjakelu vaati modernisointia
”Tehokkaan energianhallinnan varmistamiseksi kulutuksen on oltava läpinäkyvää ja kyettävä mukautumaan kysyntään”, kertoo gelsenkircheniläisen Bergmannsheil und Kinderklinik Buer GmbH ‑sairaalan tekninen johtaja Gerrit Neugebauer. ”Näin ei ollut lämmönjakelujärjestelmämme kohdalla, joka oli laajentunut useiden vuosikymmenten aikana. Siksi käytimme tulevaa modernisointia tilaisuutena asentaa sekoituspiireihimme älykäs ohjausjärjestelmä.”
Sairaala on osa kaivostyöläisten yhdistyksen lääketieteellistä verkostoa, ja sen 1 200 työntekijää hoitavat noin 24 000:ta potilasta vuodessa. Rakennuskompleksi koostuu vuonna 1929 rakennetusta päärakennuksesta, 1980-luvulla rakennetuista rakennuksista sekä uudemmista uudisrakennuksista ja peruskorjatuista rakennuksista.
Tehokkaan energianhallinnan varmistamiseksi kulutuksen on oltava läpinäkyvää ja kyettävä mukautumaan kysyntään.
Sairaalan lämmitysjärjestelmä sijaitsee osastorakennuksen kellarikerroksessa, ja sen rakenne on peräisin vuodelta 1929. Siinä missä aiemmin oli hiililaituri, jota käytettiin hiilikentän ”mustan kullan” toimittamiseen, on nykyään kolme lämmönvaihdinta, jotka tuottavat kaukolämpöä ja lämpöenergiaa sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitoksesta. Lämmönjakelu vaati modernisointia. ”Lämmönjakelujärjestelmä oli suurelta osin peräisin 1970-luvulta, ja se oli hyvin ylimitoitettu, koska sen oli alun perin tarkoitus syöttää lämpöä useammalle rakennukselle”, Gerrit Neugebauer kertoo. ”Siellä oli ylisuuria ja joskus tarpeettomia putkia, joiden eristys oli riittämätön, mikä tietysti johti huomattavaan lämpöhäviöön.”
Toinen suuri haittapuoli oli mukautuvuuden puute. ”Lämpöä voitiin säätää vain keskitetysti lämmönvaihtimien kautta, ei erikseen yksittäisille lämmityspiireille”, Neugebauer sanoo. ”Jos jossain ei ollut tarpeeksi lämpöä, pystyimme vain lisäämään koko järjestelmän virtaamaa. Se tarkoitti, että virtaaman lämpötila oli 75 astetta jokaisessa lämmityspiirissä.”
Sekoituspiirit: kokonaisratkaisu
Sairaalan lämmönjakelujärjestelmä uudistettiin toiminnan ollessa käynnissä kesällä 2022. Hanke koostui kolmesta osasta: uusien halkaisijaltaan pienempien putkien asennuksesta ja eristyksestä, vanhentuneiden pumppujen vaihtamisesta ja säädettävien sekoituspiirien asentamisesta. Kolmen lämmönvaihtimen putket jaettiin kahteen virtaamaryhmään: suuremmassa ryhmässä oli viisi lämmityspiiriä päärakennusta ja potilassiipeä varten ja pienemmässä kolme lämmityspiiriä lisärakennuksia varten. Pumppuina käytettiin erittäin tehokasta Grundfos TPE:tä syöttöpumppuna ja erityyppisiä Magna3-pumppuja lämmityspiireissä.
Hankkeen ydin oli Grundfos MIXIT ‑sekoituspiirijärjestelmän asentaminen kaikkiin kahdeksaan lämmityspiiriin. MIXIT on kokonaisratkaisu, joka integroi yhteen kompaktiin ohjausyksikköön kaikki tarvittavat komponentit – venttiilit, toimilaitteet, anturit ja älykkään lämpötilansäädön. Sekoituspiiriä varten on mitoitettava ja asennettava vain kaksi komponenttia: MIXIT-ohjausyksikkö ja toisiopiirin Magna3-pumppu, joka kommunikoi langattomasti ohjausyksikön kanssa. Integroidut komponentit ja ratkaisun joustavuus helpottavat suunnittelua ja asennusta huomattavasti. Tämän vahvistaa Martin Borgmann, jonka Bottropin kaupungissa sijaitseva yritys Sanitär, Heizungs‑ und Lüftungsbau Borgmann on palvellut BKB:tä jo pitkään sekä toteuttanut uuden lämmönjakelujärjestelmän suunnittelun ja asennuksen Grundfosin tuella. ”Olen tuntenut sairaalan lämmitysjärjestelmän 40 vuotta, mutta silti siellä oli vielä melko paljon putkiston osia, jotka olivat minulle mysteeri ja joista meidän oli hankalaa päästä selville”, Borgmann sanoo. ”Siksi oli erittäin hyödyllistä, että MIXIT ei määritä tiettyä KVS-arvoa tietyllä nimelliskoolla, vaan kattaa sujuvasti koko alueen. Tämän vuoksi meidän ei tarvinnut asettaa arvoja liian tarkasti. Se on valtava etu erityisesti vanhemmissa järjestelmissä.”
Joustavuuden mahdollistaa myös kolmitiepalloventtiiliksi suunniteltu säätöventtiili, jossa on T-aukko ja joka soveltuu erilaisiin nestekiertoihin. Bergmannsheil-sairaalassa kahdeksaa MIXITiä käytetään kolmitieventtiileinä sekoituspiireissä.
Käyttötiedot ovat saatavilla missä tahansa
Uuden lämmönjakelujärjestelmän tärkein etu on älykäs sekoituspiirin ohjaus. Sekoitin ja pumppu tuottavat yli sata datapistettä, joita voidaan käyttää järjestelmän toiminnan optimointiin. Sairaala käyttää ohjausjärjestelmänä Grundfos BuildingConnect (GBC) ‑tekniikkaa. Tätä pilvialustaa käytetään järjestelmien valvontaan ja ohjaukseen, ja se mahdollistaa pääsyn kaikkiin sekoittimen ja pumpun tietoihin sekä toiminnan yksityiskohtaisen ohjauksen myös ilman yhteyttä ohjausjärjestelmään. Pääsy tapahtuu Ethernet-liitännän kautta, joka on integroitu ohjausyksikköön tehtaalla.
”Meillä ei ole lämmityksen ja jäähdytyksen yleistä ohjausjärjestelmää, vaan yksilölliset ohjausjärjestelmät useille eri järjestelmille, kuten lämmönvaihtimille”, Gerrit Neugebauer kertoo. ”Siksi olimme avoimia erilliselle sekoituspiirin ohjausjärjestelmälle. Valitsimme BuildingConnectin, koska se vaatii vähemmän työtä sekä tarjoaa edistyneitä valvonta‑ ja ohjausvaihtoehtoja ja pilviratkaisuna sitä voi käyttää mistä tahansa. Käytännössä se tarkoittaa sitä, että jos päivystys saa esimerkiksi vikailmoituksen, se näkee nykyiset järjestelmätiedot toimistolta tai kotoa käsin, mikä säästää paljon aikaa. Ratkaisu on myös paljon taloudellisempi kuin ohjausjärjestelmä, ja voimme muuttaa mitä tahansa asetuksia itse milloin tahansa.”
Keväästä 2023 lähtien kaikki MIXIT-piirit ovat olleet verkossa, ja niitä on ohjattu pilviratkaisun avulla. Niihin pääsee käsiksi lämmitysjärjestelmän näytöltä, teknikon työpisteeltä tai tabletilta tai älypuhelimelta tarpeen mukaan. Grundfos on kouluttanut sairaalan teknisen tiimin jäseniä ja auttanut valvomaan järjestelmää sen alkuvaiheessa tukeakseen sairaalaa tehokkaan toiminnan luomisessa.
BuildingConnect on myös paljon taloudellisempi kuin ohjausjärjestelmä, ja voimme muuttaa mitä tahansa asetuksia itse milloin tahansa.
Piirien lämpötilaa laskettu 10 astetta
Lämmityspiirien yksittäinen ohjaus mahdollistaa huomattavat säästöt. ”Lämmityspiireillä on hyvin erilaiset lämmitystarpeet”, sanoo Gerrit Neugebauer. ”Esimerkiksi osastorakennuksessa meillä on lattialämmityksellä varustettu mukavuusosasto, joka pärjää paljon alhaisemmalla virtaaman lämpötilalla kuin pattereilla varustetut osastot. Aiemmin virtaaman piti perustua suurimpaan kulutukseen, ja sitä piti tarvittaessa vaimentaa termostaatilla. Nykyään voimme syöttää lämpöä kuhunkin lämmityspiiriin ja optimoida ne yksilöllisesti.”
Grundfos-ratkaisun tarjoamien mahdollisuuksien avulla saavutamme merkittäviä energiansäästöjä
Sairaalalle läpinäkyvyys on toinen keskeinen parannus uudessa ratkaisussa. ”Vanhassa lämmönjakelujärjestelmässä emme koskaan tienneet tarkalleen, mitä lämpötiloja olimme saavuttamassa tai kuinka paljon lämpöä kulutettiin kussakin paikassa”, Neugebauer sanoo. ”BuildingConnectista saamiemme tietojen avulla voimme kohdentaa eri määriä lämpöä eri kohteisiin tai erilaisiin tarpeisiin. Tämä on erittäin hyödyllistä sekä energiansäästön että sisäisten kustannusten läpinäkyvyyden kannalta.”
Vaikka kaikkia sekoituspiirejä ei säädetty täysin ensimmäisellä lämmitysjaksolla modernisoinnin jälkeen, Bergmannsheil-sairaala on jo saavuttanut myönteisiä tuloksia. ”Ennen modernisointia virtaaman lämpötilaksi tarvittiin lähes 75 astetta”, kertoo Gerrit Neugebauer. ”Nykyään pärjäämme noin 10 astetta vähemmällä. Vaikka tietoja lämmön kulutuksesta ei ole vielä tarkasti vertailtu sään ja käyttöasteen kaltaisten tekijöiden mukaan, voimme jo nyt sanoa, että uusi lämmönjakelujärjestelmä säästää vähintään 20 % lämpöä.”
Säästömahdollisuuksia on kuitenkin vielä enemmän. ”Sekoituspiirien optimointi on jatkuva prosessi”, kertoo Grundfosin digitaalisten ratkaisujen avainasiakaspäällikkö Matthias Dierselhuis, joka myös johti hanketta Bergmannsheil-sairaalassa. ”MIXIT toimittaa datan, ja BuildingConnect tekee sen hyödyntämisestä helppoa. Tällöin tarvitaan kokemusta todellisesta toiminnasta hienosäätöä varten. Tämä tarkoittaa, että asetuksia voidaan optimoida yhä enemmän pidemmän ajan kuluessa.”
”Olemme erittäin tyytyväisiä hankkeeseen”, Gerrit Neugebauer kiteyttää. ”Grundfos-ratkaisun tarjoamien mahdollisuuksien ansiosta saavutamme merkittäviä energiansäästöjä ja olemme luoneet perustan edistykselliselle energianhallinnalle lämmönjakelujärjestelmässämme – kaikki tämä hyvin suoraviivaisesti ja ilman ohjausjärjestelmän vaatimaa merkittävää työtä.”