Tytuł pozycji:
Optimising the operation of the HVAC system with a ground source heat pump in a school building
A properly designed and assembled HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) system in an educational building is crucial for ensuring thermal comfort, improving indoor air quality, and positively impacting health and learning efficiency. Utilising renewable energy sources, such as a ground source heat pump, contributes to energy savings, reducing operating costs and CO2 emissions. However, a faulty installation can lead to incorrect operation, necessitating a comprehensive HVAC system modernisation for proper functioning. The paper presents examples of design and operational errors in such installations, based on the actual HVAC system with a ground source heat pump and a vertical ground heat exchanger in the building of the Primary School in Ożarowice, Poland. The building inventory and analysis of the existing HVAC system revealed issues related to the improper functioning of the heat pump installation and ventilation system, as well as irregularities in their design and the selection of devices in respective installations. The possibility of optimising the operation of the existing system was indicated by, among others, expanding the ground heat exchanger installation and replacing current heat pump units with ones that are better suited to cover the building’s heat demand. Also, upgrading air handling units with ones equipped with heat exchangers of higher efficiency was recommended.
Prawidłowo zaprojektowana i wykonana instalacja HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) w budynkach edukacyjnych jest niezbędna dla zapewnienia komfortu cieplnego, poprawy jakości powietrza oraz pozytywnego wpływu na zdrowie i efektywność nauki. Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, na przykład gruntowej pompy ciepła, przyczynia się do oszczędności energii, obniżając koszty eksploatacji budynku oraz emisję CO2. Wadliwie wykonany system HVAC może prowadzić do jego nieprawidłowego funkcjonowania i ostatecznie wymagać kompleksowej modernizacji. W publikacji przedstawiono przykładowe błędy projektowe i eksploatacyjne w tego typu instalacjach, na podstawie rzeczywistego systemu HVAC z gruntową pompą ciepła i pionowym wymiennikiem ciepła w budynku Szkoły Podstawowej w Ożarowicach w Polsce. Inwentaryzacja budynku i analiza istniejącego systemu HVAC ujawniły problemy związane z niewłaściwym funkcjonowaniem instalacji pompy ciepła oraz systemu wentylacyjnego, a także nieprawidłowości w ich projektach oraz doborze urządzeń w poszczególnych instalacjach. Możliwość optymalizacji działania istniejącego systemu wskazano między innymi poprzez rozbudowę instalacji gruntowego wymiennika ciepła oraz wymianę obecnych jednostek pomp ciepła na takie, które są lepiej dopasowane do pokrycia zapotrzebowania budynku na ciepło. Zalecono także wymianę central wentylacyjnych na wyposażone w wymienniki ciepła o wyższej efektywności.
The APC was funded by the Department of Heating, Ventilation and Dust Removal Technology, Silesian University of Technology (Gliwice, Poland) (under state research project 08/010/BK_23/0067).
