Szpital ogrzewany ciepłem zmagazynowanym latem w zbiornikach

Na terenie Mazowieckiego Centrum Psychiatrii „Drewnica” w Ząbkach k. Warszawy uruchomiony został sezonowy magazyn ciepła, tzw. STES (Seasona Thermal Energy Storage).

Obiekt wybudowany został przez Dział Badań i Rozwoju Mostostal Warszawa SA w ramach współfinansowanego przez Komisję Europejską projektu pod nazwą EINSTEIN.

• Szpital będzie teraz korzystać z odnawialnych źródeł energii. W okresie grzewczym będzie mógł wykorzystać energię słoneczną, pobraną i zmagazynowaną w lecie w uruchomionym właśnie zbiorniku magazynowania ciepła. Jest to pilotażowy projekt, pierwszy taki realizowany w Polsce i jeden z nielicznych w Europie.
  Obok zbiornika zbudowano pole kolektorów słonecznych, wykonano sieć i instalację hydrauliczną, zmodernizowano kotłownię oraz zainstalowano prototypową pompę ciepła – powiedział Juliusz Żach, Kierownik Działu Badań i Rozwoju Mostostal Warszawa SA.

Sezonowy magazyn ciepła – parametry

Pojemność wodna zbiornika magazynującego ciepło wynosi 800 m³. W okresie wiosna-lato jest on w stanie zgromadzić około 167,6 GJ energii. Średnica zbiornika wynosi 14 m, a wysokość – 8 m.  Dno zbiornika oddzielone jest od gruntu warstwą szkła piankowego, eliminującego straty ciepła w kierunku gruntu. Dzięki podłączeniu zbiornika do instalacji kolektorów słonecznych, o łącznej powierzchni ponad 150 m², energia cieplna pozyskiwana jest z natury, w sposób bezemisyjny.

Nowoczesna kotłownia

Kotłownia, aby mogła w pełni wykorzystać odnawialne źródła ciepła przeszła modernizację. Wykorzystanie ciepła w budynku stało się możliwe przez przystosowanie instalacji kotłowni oraz zastosowaniu w instalacji prototypowej pompy ciepła, pracującej na nowoczesnym czynniku chłodniczym R245fa. Zbiornik stanowi zatem dolne źródło ciepła dla urządzenia. Szczytowa moc pompy ciepła wynosi ok. 120 kW, co pozwala na zaspokojenie potrzeb budynku nawet przy skrajnie niskich temperaturach zewnętrznych.

Połączenie zbiornika wraz z oddalonym o ok. 150 m budynkiem wykonano w technologii horyzontalnego przewiertu sterowanego HDD (z ang. Horizontal Directional Drilling), pod innym obiektem szpitalnym będącym pod ochroną konserwatora zabytków. Podczas realizacji prac monitorowano naprężenia w strukturze budynku, aby mieć pewność, że konstrukcja nie zostanie naruszona. Szacuje się, że w skali roku instalacja będzie w stanie pokryć 60% zapotrzebowania budynku w energię cieplną na cele grzewcze.

Cała instalacja wyposażona jest w rozbudowany system monitoringu, który pozwoli na pełną i wnikliwą analizę sprawności energetycznej instalacji.

Na czym polega niskoenergetyczny system grzania?

• Bardzo niskie zużycie energii pierwotnej ze względu na zastosowanie odnawialnych źródeł energii i technologii magazynowania energii. Ograniczeniu zużycia energii pierwotnej w 70%, w stosunku do pierwotnej sytuacji budynku przed modernizacją, pozwala to na zaprojektowanie nowych budynków nisko energetycznych.
• Stworzenie możliwość przekształcenia istniejących budynków w budynki nisko energetyczne z uwagi na brak ograniczeń w zakresie oszczędności energii – odpowiednio duże instalacje kolektorów i zbiorników magazynujących energię dają możliwość większej redukcji zużycia energii pierwotnej.
• Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii i uzyskaniu co najmniej 50% energii promieniowania słonecznego docierającej do kolektorów.
• Połączenie STES i pomp ciepła. Systemy STES są już stosowane w kilku instalacjach pilotażowych w północnej Europie, jednak bez połączenia z pompami ciepła. Są tam wykorzystywane zwykłe kotły w połączeniu z kolektorami słonecznymi. Połączenie z pompami ciepła jest znacznie efektywniejsze od połączenia z konwencjonalnymi kotłami, dzięki temu możliwe jest podniesienie efektywności energetycznej o 20%, zmniejszenie zużycia energii pierwotnej o 35% i zredukowanie kosztów o 25%.