VIA UNA – architektonická památka v novém stylu

Projekt VIA UNA kombinuje noblesní atmosféru budovy s vysokou historickou hodnotou v centru Prahy se všemi požadavky, které jsou kladeny na současné nejmodernější kancelářské a obchodních prostory. Cílem modernizace budovy bylo nejen zaujmout moderním designem a použitím nových materiálů a technologií, ale také nabídnout řešení pro stále se měnící pracovní návyky a požadavky. Mimo jiné například i tím, že bude zajištěno flexibilní dělení místností a nové vstupy do budovy.

Budova nabízí 9 000 m² kancelářských prostor v šesti nadzemních podlažích a 4 500 m² obchodních ploch ve třech podlažích. Projekt byl úspěšně dokončen na podzim 2022 a nyní je ve fázi pronájmu.

Potřeba chlazení budovy je 1,74 MW a potřeba vytápění 0,9 MW při −15 °C. Tři adiabatické chladiče s celkovým chladicím výkonem přes 2 MW bylo nutné umístit v prostoru střechy budovy do plochy 2krát 35 m².

Vzhledem k památkové ochraně objektu, nebylo možné provést zateplení fasády. I historická kastlová okna musela být jen renovována.

Většina nových technologií byla instalována v těsném podkrovním prostoru. Kromě vzduchotechnických jednotek, adiabiatických suchých chladičů, je zde umístěno 33 vodních VRV systémů Daikin (tepelné čerpadlo voda-vzduch). 21 VRV systémů pro kanceláře jsou v provedení 3trubka. 12 VRV systémů pro vzduchotechnické jednotky jsou v provedení 2trubka.

Obr. Pohled do podkroví budovy, kde je umístěno 33 vodních VRV systémů (tepelné čerpadlo voda-vzduch)

Obr. I velké vzduchotechnické jednotky se musely vejít do podkroví budovy.

Obr. Návrhy rozvodů vzduchu, vody, chladiva, nejrůznějších kabelů i požárních potrubí museli projektanti detailně ověřovat na místě, aby se do podkroví vše vešlo. Všechny spoje ocelových potrubí byly s ohledem snížení rizika požáru řešeny mechanicky, bez svařování.

Unikátní řešení chlazení a vytápění budovy využívá dvojitou rekuperaci energie

První část rekuperace energie probíhá na chladivovém okruhu mezi vnitřními jednotkami. U 3trubkového VRV systému jednotky, které chladí, předávají primárně energii jednotkám, které topí. Energii, která se nepředá, odvedou adiabatické chladiče do okolního vzduchu. Každý VRV systém je navržen tak, aby v rámci podlaží měl vnitřní jednotky minimálně na dvou různých fasádách.

Druhá část rekuperace energie probíhá na vodní smyčce mezi jednotlivými tepelnými čerpadly. Jednotky, které jsou určeny pro obchodní plochy, zajišťují celoročně chlazení. Získaná energie se odvádí do vodní smyčky. Ohřátou vodu následně využijí tepelná čerpadla pro vytápění kancelářských prostor. Využitelná teplota vody pro tepelná čerpadla je mezi 10 až 45 °C.

Obr. Unikátní řešení chlazení a vytápění budovy využívá dvojitou rekuperaci energie

Pokud je v zimě potřeba na vytápění větší než získaná energie z chlazení obchodních jednotek, systém doplňuje malá plynová kotelna o výkonu 300 kW, která pomáhá zajistit teplotní spád na vodě 3 °C. Navržený systém pracuje s nejvyšší možnou účinností.

Velká výhoda je ve vzájemném propojení všech tepelných čerpadel do jednoho systému.

Obr. Schéma vodní smyčky a tepelných čerpadel VRV voda-vzduch

Tepelné čerpadlo neustále monitoruje aktuální požadavky vnitřních jednotek na výkon a plynule mění celkový výkon invertních kompresorů. Zároveň reguluje průtok vody na výměníku voda-chladivo pro předání energie do vodní smyčky (režim chlazení) nebo naopak získání energie (režim topení).

Obr. VRV jednotky jsou vybaveny elektronickými hlídači průtoku a regulátory průtoku

Princip 3-trubkového tepelného čerpadla VRV

Všechny vnitřní jednotky jsou provozně nezávislé. Umožňují nastavení provozního režimu chlazení nebo topení, nastavení teploty a tří stupňů otáček ventilátoru.

Na venkovní jednotku jsou napojeny přes BS boxy, což jsou boxy s přepínacími ventily, které řídí směr proudění chladiva do jednotky.

Cu potrubí mezi venkovní jednotkou a BS boxy je 3trubka – kapalinové potrubí, sací plynové potrubí a vysokotlaké nebo nízkotlaké plynové potrubí.

Cu potrubí mezi BS boxem a vnitřní jednotkou je 2trubka – kapalinové potrubí, sací plynové potrubí.

Obr. Jeden z mnoha BS boxů, který má vlevo připojení z venkovní jednotky a z přední strany jsou připojeny jednotlivé vnitřní jednotky

Režim chlazení – kapalné chladivo proudí do vnitřní jednotky, která potřebuje chladit. Zde expanduje na nízkotlaký plyn a odebere energii ze vzduchu místnosti. (jednotka = výparník)

Chladivo se vrací zpátky do venkovní jednotky, kde je následně v kompresoru stlačeno vysokým tlakem.

Obr. Režim chlazení

Režim topení – vysokotlaké chladivo vede třetí trubkou do BS boxů a proudí k vnitřním jednotkám, které potřebují topit. Zde zkondenzuje zpátky na kapalinu a předá energii do vzduchu místnosti. (jednotka = kondenzátor)

Obr. Režim topení

Pokud není dostatečný požadavek vnitřních jednotek na topení, vysokotlaké horké chladivo vede zároveň do výměníku chladivo-voda ve venkovní jednotce. Zde předá energii do vody, kterou využijí jiná tepelná čerpadla napojená na vodní smyčce nebo suché chladiče umístěné ve střeše. Ty už jen předají přebytečnou energii do okolního vzduchu.

Opačný případ nastane v zimě, kdy tepelná čerpadla jsou v režimu topení a odebírají energii z vodní smyčky. Teplota vody se pohybuje kolem 20 °C. Voda je částečně dohřívána z tepelných čerpadel pro obchodní plochy, které jsou v režimu chlazení, zbytek energie je dodáván z plynového kotle.

Obr. Vodní okruh je vybaven cirkulačními čerpadly, centrálním filtrem, expanzními nádobami, úpravnou vody a dalšími prvky

Budova VIA UNA je památkově chráněná. Z tohoto důvodu byla nutná instalace tří adiabatických suchých chladičů, zajišťujících odvod přebytečné energie do okolního vzduchu, na původní místa ve střešní nástavbě. Transport byl zajištěn jeřábem.

Obr. Vzhledem k památkové ochraně budovy, musely být adiabatické suché chladiče instalovány do původních střešních nástaveb, což si vyžádalo transport jeřábem s přesností na centimetry

Instalace rozvodů VRV systémů a typy vnitřních jednotek

Zajímavostí celé instalace je netradiční rozvod Cu potrubí k vnitřním jednotkám. Standardně se rozvody potrubí vedou k vnitřním jednotkám horizontálně po patrech. Jelikož se jedná o historickou budovu, nejsou v ní žádné podhledy, kde by se veškeré instalace schovaly.

Proto se zvolil vertikální rozvod chladivových potrubí. Venkovní jednotky, páteřní 3trubkový rozvod a BS boxy jsou umístěny v podkroví. Následný 2trubkový rozvod k jednotlivým vnitřním jednotkám je veden ve falešných sloupech mezi okny. V každém patře vždy dvě potrubí odbočují vpravo a vlevo k parapetním jednotkám. V dalším sloupu je přívod čerstvého vzduchu vpravo a vlevo do prostoru parapetu. Proudění vzduchu do místnosti je přes společnou mřížku s parapetní jednotkou, ale provozně je přívod vzduchu nezávislý.

Obr. Pod designovým krytem se skrývá jedna z téměř tří set parapetních interiérových jednotek Daikin pro chlazení a vytápění.

Obr. Do prostoru parapetu je přiveden přívod čerstvého vzduchu.

V interiéru je kromě téměř 300 parapetních jednotek instalováno několik desítek nízkých kanálových jednotek, kazetových jednotek s kruhovým výdechem a přisazených podstropních jednotek Daikin.

Všechny vnitřní jednotky jsou řízeny pomocí centrálního řídicího systému MaR na protokolu BACnet. Venkovní jednotky jsou vybaveny elektroměry, které posílají informace ohledně spotřeby elektrické energie do nadřazeného systému. Ten zároveň monitoruje všechny vnitřní jednotky. Každou hodinu se celková spotřeba elektrické energie venkovní jednotky rozpočítá na jednotlivé vnitřní jednotky.

Vlastník budovy tak může kdykoliv vytvořit vyúčtování provozních nákladů na jednotlivé nájemce. Stačí přiřadit vnitřní jednotky ke konkrétním nájemcům a sečíst naměřené hodnoty.