Fall
Från kol till smart värmedistribution
Bergmannsheil und Kinderklinik Buer GmbH (Gelsenkirchen) använder Grundfos MIXIT, en allt-i-ett-lösning för shuntgrupper, samt molnplattformen Grundfos BuildingConnect i sitt moderniserade värmefördelningssystem
Modernisering av fördelningen av värmen som behövs
”För en effektiv energihantering måste förbrukningen vara tydlig och kunna anpassas efter efterfrågan”, säger Gerrit Neugebauer som är Technical Director på Bergmannsheil und Kinderklinik Buer GmbH i Gelsenkirchen. ”Så var inte fallet för vårt värmefördelningssystem som expanderat under flera decennier. Vi såg därför en potentiell modernisering som en möjlighet att implementera ett smart styrsystem för våra shuntgrupper”.
Sjukhuset är en del av gruvarbetarförbundets medicinska nätverk och dess personalstyrka på 1 200 personer tillhandahåller slutenvård för ca 24 000 patienter varje år. Fastigheten omfattar huvudbyggnaden från 1929, byggnader från 1980-talet samt nybyggnationer och moderniseringar.
För en effektiv energihantering måste förbrukningen vara tydlig och kunna anpassas efter efterfrågan,
Sjukhusets värmesystem är placerat i källaren i en byggnad som uppfördes 1929. Där det tidigare fanns en kolbyggga som levererade det ”svarta guldet” från kolfältet, sitter idag tre värmeväxlare som levererar fjärrvärme och värmeenergi från ett kombinerat värme- och kraftverk. Fördelningen av värmen krävde en modernisering. ”Större delen av värmefördelningssystemet var från 1970-talet och var mycket stort, då det ursprungligen var avsett att försörja fler byggnader”, förklarar Gerrit Neugebauer. ”Det fanns stora och ibland överflödiga rör som inte var tillräckligt isolerade, vilket ledde till betydande värmeförlust”.
En annan stor nackdel var bristen på anpassningsmöjligheter. ”Det gick bara att justera värmen centralt via värmeväxlarna, inte separat för de enskilda värmekretsarna”, berättar Neugebauer. ”Om någon plats inte fick tillräckligt med värme hade vi ingen annan möjlighet än att öka flödet i hela systemet. Detta innebar en flödestemperatur på ca 75 grader i varje värmekrets”.
Shuntgrupper: en allt-i-ett-lösning
Sjukhusets värmefördelningssystem moderniserades under sommaren 2022 samtidigt som verksamheten var igång. Projektet bestod av tre delar: montering av nya rör med isolering och mindre diameter, utbyte av föråldrade pumpar, samt installation av justerbara shuntgrupper. Rören från de tre värmeväxlarna delades in i två flödesgrupper: en större med fem värmekretsar för huvudbyggnaden där slutenvårdsavdelningen finns, och en mindre med tre värmekretsar för flygelbyggnaderna. Den högeffektiva Grundfos TPE-pumpen användes som matarpump och olika Magna3-typer för värmekretsarna.
Kärnan i projektet var installationen av en Grundfos MIXIT i alla åtta värmekretsar. MIXIT är en allt-i-ett-lösning för shuntgrupper som integrerar alla nödvändiga komponenter – ventiler, ställdon, sensorer och smart temperaturstyrning – i en kompakt styrenhet. Endast två komponenter behöver installeras för shuntgruppen: en MIXIT styrenhet, och en Magna3-pump för den sekundära kretsen som kommunicerar trådlöst med styrenheten. De integrerade komponenterna och lösningens anpassningsbara utformning underlättar både planering och installation avsevärt. Detta bekräftas av Martin Borgmann, vars företag Sanitär, Heizungs- und Lüftungsbau Borgmann (Bottrop) har erbjudit BKB sina tjänster under lång tid. De har också, med stöd av Grundfos, genomfört planeringen och installationen av det nya värmefördelningssystemet. ”Jag har varit förtrogen med sjukhusets värmesystem i 40 år, men det fanns flera rörsektioner som var ett mysterium även för mig och som var svåra för oss att lösa”, säger Borgmann. ”Det faktum att MIXIT-lösningen inte bara anger ett visst Kvs-värde för angiven nominell storlek, utan täcker ett helt intervall, har varit till stor hjälp. Tack vare detta behövde vi inte ställa in exakta värden. Det är en stor fördel, framförallt i äldre system”.
Den anpassningsbara styrventilen som utformats som en trevägs kulventil med T-öppning lämpar sig dessutom för flera olika hydraulkretsar. På Bergmannsheil-sjukhuset används åtta MIXIT-lösningar som trevägsventiler i shuntgrupperna.
Få åtkomst till driftdata var du än är
Den största fördelen med det nya värmefördelningssystemet är den smarta styrningen. Blandaren och pumpen levererar mer än 100 datapunkter som kan användas för att optimera systemdriften. Grundfos BuildingConnect (GBC) är styrsystemet på sjukhuset. Molnplattformen används för systemövervakning och -styrning, och ger åtkomst till alla data från blandaren och pumpen samt gör det möjligt att styra driften i detalj, även utan anslutning till ett styrsystem. Åtkomsten sker via ett Ethernet-gränssnitt som integreras i styrenheten vid tillverkning.
”Vi har inget generellt styrsystem för värme och kylning. Vi använder individuella styrsystem för flera olika system, till exempel värmeväxlare”, förklarar Gerrit Neugebauer. ”Vi var därför öppna för ett separat styrsystem för shuntgrupper. Vi valde BuildingConnect eftersom det kräver mindre arbete, erbjuder avancerade övervaknings- och styralternativ samt är en molnlösning som kan nås från valfri plats. Det innebär i praktiken att jouren kan ta del av aktuella systemdata på kontoret eller hemifrån vid felmeddelanden, vilket sparar mycket tid. Lösningen är också betydligt mer ekonomisk än ett styrsystem och ger oss möjlighet att när som helst ändra inställningarna själva”.
Alla MIXIT-kretsar har varit tillgängliga online sedan våren 2023 och styrts med hjälp av molnlösningen. De kan nås via värmesystemsskärmar, teknikerns arbetsstation eller via en surfplatta eller smartphone efter behov. Grundfos har utbildat det tekniska teamet på sjukhuset och hjälpt till att övervaka systemet i den inledande fasen för att kunna etablera en effektiv sjukhusverksamhet.
BuildingConnect är också betydligt mer ekonomisk än ett styrsystem och ger oss möjlighet att när som helst ändra inställningarna själva.
10 grader lägre flödestemperatur
Individuell styrning av värmekretsarna möjliggör betydande besparingar. ”Värmekretsarna har väldigt olika värmebehov”, säger Gerrit Neugebauer. ”Vi har t.ex. en komfortavdelning med golvvärme i avdelningsbyggnaden som klarar sig med en mycket lägre flödestemperatur än avdelningarna där radiatorer används. Tidigare fick vi basera flödet på den största förbrukningen och sänka med en termostat vid behov. Idag kan vi leverera värme till varje värmekrets och optimera den individuellt”.
Tack vare möjligheterna med Grundfos-lösningen har vi kunnat minska energiförbrukningen avsevärt
En annan viktig fördel med den nya lösningen för sjukhuset är tydlighet. ”Med det gamla värmefördelningssystemet visste vi aldrig exakt vilka temperaturer som uppnåddes eller hur mycket värme som förbrukades på varje plats”, säger Neugebauer. ”Med hjälp av de data vi får från BuildingConnect kan vi basera värmefördelningen efter behov.” ”Detta ger oss en bättre bild över de interna kostnaderna så att vi kan minska onödiga energikostnader”.
Trots att alla shuntgrupper inte var helt justerade under den första uppvärmningsperioden efter moderniseringen kan Bergmannsheil-sjukhuset redan se positiva resultat. ”Innan moderniseringen behövde vi en flödestemperatur på nästan 75 grader”, berättar Gerrit Neugebauer. ”I dag klarar vi oss på ca 10 grader lägre. Även om värmeförbrukningsdata från leverantöreninte har justerats i detalj i relation till väder och beläggning än, kan vi redan se att det nya värmefördelningssystemet har minskat vår värmeförbrukning med åtminstone 20 %”.
Det går att göra ännu fler besparingar. ”Optimeringen är en pågående process”, säger Matthias Dierselhuis som är Key Account Manager inom Digital Solutions på Grundfos, som även ledde projektet på Bergmannsheil-sjukhuset. ”MIXIT tillhandahåller data och BuildingConnect gör det enkelt att använda dessa. Erfarenhet från verklig drift krävs vid finjustering. Det innebär att inställningarna kan optimeras mer och mer under en längre period”.
”Vi är mycket nöjda med projektet”, sammanfattar Gerrit Neugebauer. ”Tack vare möjligheterna med Grundfos-lösningen har vi gjort betydande energibesparingar och har lagt grunden för framåtriktad energihantering av vårt värmefördelningssystem och kan arbeta på ett betydligt mindre komplicerat sätt än vad som vanligtvis krävs för styrsystem”.