Autor tego opracowania inż. Lucjan Jędrzejewski prowadził nadzór nad pracami budowlanymi przy wykonawstwie zespołu GWC w Centrum Biznesu Exbudu, a następnie w ramach obowiązków Kierownika sekcji energetycznej przez przez 8 lat nadzorował pracę tych wymienników.

Raport na temat efektów wdrożenia energooszczędnego systemu ogrzewania z zastosowaniem odnawialnych źródeł energii w Centrum Biznesu Exbudu w Kielcach.



Streszczenie:
Energooszczędny kompleks budynków EXBUDU o kubaturze 96.000 m³ zawiera różne energooszczędne rozwiązania grzewcze oparte na wymiennikach gruntowych ciepła i pompach ciepła. Energia czerpana jest: z gruntu za pomocą bezprzeponowych i rurowych wymienników ciepła oraz z ciepła odpadowego. Ponadto oszczędności w zużyciu energii cieplnej są uzyskiwane przy zastosowaniu systemów automatycznej regulacji parametrów wentylacji i wymiany powietrza oraz temperatury w określonych pomieszczeniach i okresach czasu.

Wielobranżowo energooszczędny kompleks budynków Centrum Biznesu EXBUD o łącznej kubaturze 96.000m3 obejmujący 15-kondygnacyjny biurowiec, sale wystawowe, salę kongresową, bank zespół hotelowo-rekreacyjny oraz zespół gastronomiczny otrzymał szereg prestiżowych wyróżnień jak:

• Nagroda Fundacji Poszanowania Energii,
• Nagroda Ministra Budownictwa i Gospodarki Przestrzennej Za Nowoczesność,
• Najlepsza Budowa Roku 1992.

Rozwiązania instalacyjne energooszczędne polegają na:
1) pozyskaniu dodatkowej energii ze źródeł zewnętrznych, odnawialnych w wyniku zastosowania:
- bezprzeponowych wymienników gruntowych ciepła i masy oraz
- rurowego wymiennika gruntowego;
2) wykorzystaniu energii odpadowej w wyniku zastosowania:
- rekuperatorów obrotowych w większych instalacjach wentylacyjnych
- pomp ciepła systemu powietrze-woda do podgrzewania ciepłej wody użytkowej
3) minimalizacji zużycia ciepła w wyniku:
- recyrkulacji powietrza w pomieszczeniach, w których było to możliwe ze względów higienicznych,
- wentylacji pomieszczeń drugorzędnych za pomocą powietrza wyciąganego z pomieszczeń reprezentacyjnych,
- stosowania temperatury dyżurnej w pomieszczeniach nie wentylowanych poza godzinami pracy,
- zastosowania automatycznej regulacji parametrów powietrza w pomieszcze-niach za pomocą termostatów i zaworów przy nagrzewnicach powietrza i przy szafkach indukcyjnych,
- zastosowania izolowanych cieplnie zbiorników akumulacyjnych na ciepłą wodę użytkową.

Unikalnym w skali kraju odnawialnym źródłem energii są wymienniki gruntowe ciepła zastosowane w Centrum Biznesu EXBUD-u do wstępnego ogrzewania świeżego powietrza wentylacyjnego w zimie i schładzania w lecie.

Usytuowano je wokół zespołu budynków na niewielkiej głębokości pod trawnikami. Jako złoże akumulacyjno-wymienne służy warstwa grysu granitowego. Stosunek mocy włożonej (mocy silnika wentylatora) do zysku wynosi 1:30. W tego typu wymienniki zwane bezprzeponowymi, wyposażono wentylacje większości budynków Centrum. Natomiast budynek hotelowy dysponuje wymiennikiem gruntowym przeponowym rurowym, w którym powietrze wentylacyjne ogrzewa się wstępnie w zimie lub schładza w lecie przepływając przez system rur ułożonych w gruncie na głębokości 1,5 do 2,0m.



Do podgrzewania wody - zgodnie z projektem technicznym Biura Projektów EXBUD-u w Warszawie - zastosowano pompy ciepła. Zainstalowano je na kanałach wyciągowych wentylacji mechanicznej części wysokiej obiektu w celu odzyskania ciepła z powietrza wylotowego i użycia go do podgrzewania wody użytkowej.

Zainstalowano dwie pompy ciepła CIAT Francja typ TF-700, które po stronie wody pracują w układzie równoległym.

Parametry techniczne pomp ciepła:
- ilość wody przechodzącą przez pompy - 3 m3/h
- ilość powietrza wyciągowego - 2 x 11 500 m3/h
- ilość ciepła uzyskiwana na pompach ciepła:
       Q letnie -2x63kW 126kW
       Q zimowe -2x75kW=150kW
- temperatura wejścia wody - 12⁰C
- temperatura wyjścia wody - 48⁰C
- moc pobierana przez sprężarkę pompy w zimie - 13 kW
- moc pobierana przez sprężarkę pompy w lecie - 15 kW
- moc pobierana przez wentylator - 3 kW

Ponieważ zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową wykazuje znaczne wahania w przekroju dobowym, a jednocześnie wentylacja mechaniczna działa okresowo, zainstalowano izolowane termiczne zbiorniki retencyjne na ciepłą wodę, z których podaje się je systemem hydroforowym do sieci odbiorczej.

W początkowym okresie eksploatacji kompleksu obiektów cały system energooszczędnych rozwiązań poddano badaniom specjalistów Instytutu Techniki Budownictwa w Warszawie, którzy stwierdzili zgodność rzeczywiście osiąganych wyników techniczno-ekonomicznych z założeniami projektowymi.

Uzyskano wyniki potwierdzające skuteczność działania wymienników gruntowych. Przy ekstremalnych temperaturach powietrza atmosferycznego -19 ÷ -20⁰C wymienniki podgrzewają powietrze do 0⁰C w przypadku wyłączania ich na okres nocny.
Przy pracy bez przerwy temperatura powietrza za wymiennikami spada do -5⁰C.
Podczas lata przy temperaturze zewnętrznej + 24⁰C, za wymiennikami uzyskuje się temperaturę + 14⁰C, co pozwala na poprawę mikroklimatu w budynkach.
Przewidziana w projekcie i wykonana instalacja sterylizacyjna złóż nie była wykorzystywana gdyż nie wystąpiła taka potrzeba.
Suma oszczędności energii uzyskana na poszczególnych elementach zastosowanego systemu ogrzewania w stosunku do powszechnie stosowanych rozwiązań tradycyjnych sięga 50% to jest około 400 ton paliwa umownego rocznie.

Zestawienie rocznych oszczędności węgla w wyniku zastosowania energo-oszczędnych rozwiązań ogrzewania i wentylacji w budynku wielofunkcyjnym Centrum EXBUD SKANSKA w Kielcach.

L.p.	Wyszczególnienie	Moc oszczędzona w kW	Oszczędność węgla
			w tonach/rok	udział w %
1.	Gruntowe wymienniki ciepła	486,0	105,7	28,4
2.	Rekuperatory obrotowe	95,5	27,54	7,4
3.	Pompy ciepła	124,6	89,7	24,1
4.	Recyrkulacja powietrza	260,6	60,0	16,1
5.	Wentylacja pośrednia	115,2	33,1	8,9
6.	Ogrzewanie dyżurne	68,5	56,2	15,1
	Razem	1150,4	372,2	100%

Literatura:
- Sprawozdanie końcowe z realizacji budynków energooszczędnych Centrum EXBUD-u w Kielcach oparte na wynikach badań ITB.
- Technika Poszukiwań Geologicznych Geosynoptyka i Geotermia 3-4/96.
- 'Twój Filar" Tygodnik Ogólnopolski Nr 14/94.