Pompy ciepła – przegląd innowacyjnych rozwiązań

Widok instalacji i pomp ciepła w Fornebu na osiedlu Rolfsbukta.
Widok instalacji i pomp ciepła w Fornebu na osiedlu Rolfsbukta.
Fot. Friotherm

Na świecie nie brakuje przykładów ciekawych zastosowań pomp ciepła na skalę większą niż ogrzewanie domu jednorodzinnego. Budowane instalacje pokazują, jak szerokie są możliwości pozyskiwania ciepła. Przykłady z Norwegii, która ma duże zasoby gazu ziemnego, sugerują, że warto szukać rozwiązań niewykorzystujących paliw kopalnych. Z kolei realizacje z USA i Niemiec wskazują, że ciepło może mieć wiele źródeł.

W artykule:

• Przykłady zastosowań pomp ciepła w Norwegii
   - gmina Eid położona nad fiordem Nordfjorden
   - osiedle Rolfsbukta na półwyspie Fornebu (na zachód od Oslo)
   - miejscowość Drammen 35 km na południowy zachód od Fornebu
   - kampus politechniki w Trondheim
• Doświadczenia amerykańskie i niemieckie

Europejskie zagłębie pomp ciepła z olbrzymim potencjałem to Norwegia. Kraj ten ma możliwości szerokiego zastosowania pomp ciepła dla większych instalacji – jako serca komunalnych sieci ciepłowniczych. Większość przytoczonych norweskich przykładów opiera się na jednym źródle dolnym. Rosnąca skala zastosowania pokazuje, jak ważny dla rozwoju wielkopowierzchniowych instalacji z pompami ciepła jest dobry wybór dolnych źródeł.

Z kolei przykłady z Ameryki i Niemiec wskazują, jak zagospodarować posiadane zasoby, traktowane często po macoszemu. W technice pomp ciepła bardzo ważne jest także stosowanie alternatywnych czynników chłodniczych – dobre przykłady płyną znów z Norwegii, wspieranej przez uznanych producentów pomp ciepła ze Szwajcarii i Wielkiej Brytanii.

Przegląd ciekawych rozwiązań pomp ciepła zamyka (nieprzypadkowo) nieco mniej spektakularny przykład norweskiego kampusu studenckiego, obrazujący, jakie miejsce zajmują pompy ciepła w tzw. zrównoważonym projektowaniu.

Fiordy – symbol Norwegii i dolnego źródła

Eid to gmina w południowo-wschodniej Norwegii położona nad malowniczym fiordem Nordfjorden, który wcina się w ląd niemal na granicy Morza Norweskiego i Morza Północnego. Szósty pod względem długości (106 km) norweski fiord ma w okolicy Eid głębokość ok. 50 m. Woda zachowuje całoroczną temperaturę 4–12°C. Dzięki temu Nordfjorden zapewnia potencjał ok. 5 TWh energii, które można za pomocą pomp ciepła z zyskiem wydobyć.

Pierwsza taka pełnowymiarowa instalacja działa właśnie w Eid – w 2018 roku obchodzi 12. rocznicę powstania. Z dna fiordu woda pobierana jest za pomocą węża PVC o średnicy 600 mm z wydatkiem 546 m3/h do niewielkiej (50 m2) maszynowni na brzegu, skrywającej wymiennik ciepła. W wymienniku tym ciepło z wody morskiej przekazywane jest do zamkniętej pętli wody słodkiej, a stamtąd do odbiorców, wśród których są gospodarstwa domowe, firmy i organizacje.

Woda kierowana z morza do wymiennika ma 8°C. Przekazuje ciepło do zamkniętego obiegu wody słodkiej (rury o maksymalnej średnicy 315 mm), a cyrkulacja w dużym stopniu odbywa się grawitacyjnie.

Woda płynąca z wymiennika do odbiorców ma 6,5°C – dzięki temu rury nie są izolowane (m.in. dlatego, że część z nich położona jest 1 m pod ziemią). Każdy odbiorca ma zamontowaną pompę ciepła (woda/woda lub woda/powietrze). Po oddaniu energii w pompie ciepła schłodzona woda kierowana jest na powrót do centralnego wymiennika – ma wówczas temperaturę 1,5°C (rys. 1).

Ponad dekada doświadczeń pozwala wyciągnąć wiele wniosków na temat opłacalności tego systemu. Szczególnie korzystna jest stała temperatura wody w fiordzie – pozwala to oszacować koszt produkcji energii z bardzo małym błędem.

Rys. 1. System wymiany ciepła na lądzie. W dolnej części (szare rurki) woda morska jest pompowana z fiordu do wymienników ciepła (VVX 1, VVX 2 i VVX 3) i z powrotem do morza (C). Zimna woda (2–3°C) wraca od klientów (niebieskie rurki), a ogrzana woda o temperaturze 6–8°C (czerwone rurki) jest pompowana do odbiorców (A); rys. Sognekraft AS
Rys. 1. System wymiany ciepła na lądzie. W dolnej części (szare rurki) woda morska jest pompowana z fiordu do wymienników ciepła (VVX 1, VVX 2 i VVX 3) i z powrotem do morza (C). Zimna woda (2–3°C) wraca od klientów (niebieskie rurki), a ogrzana woda o temperaturze 6–8°C (czerwone rurki) jest pompowana do odbiorców (A); rys. Sognekraft AS

Czytaj też: Wykorzystanie ciepła wody z magistrali wodociągowej jako dolnego źródła ciepła w pompie ciepła >>>

Obecnie w sieci wykorzystującej ok. 63% wstępnie zaprojektowanej wydajności znajduje się 90 tys. m2 budynków, wyposażonych łącznie w 53 pompy: opera, szkoła średnia, łaźnia przyhotelowa oraz budynki mieszkalne.

System pokrywa ok. 90% zapotrzebowania odbiorców na energię cieplną i chłód. Oszczędności energii u użytkowników sięgają 30–50% w porównaniu do energii pozyskiwanej tradycyjnie.

Dwóch największych odbiorców, opera i szkoła średnia, zużywa rocznie na 1 m2 ok. 98 kWh pochodzących z systemu miejskiego (średnia dla podobnych budynków w Norwegii to 140 kWh/m2). Miejscowy szpital przez wiele lat był najbardziej efektywną energetycznie placówką tego typu w Norwegii.

Komunalna sieć ciepłownicza Eid stała się wzorem dla innych gmin leżących nad fiordami. Z doświadczeń tych skorzystano m.in. w Songdal. W instalacji powstałej w 2017 roku zdecydowano się wykorzystać pompy ciepła umieszczone centralnie w maszynowni, zamiast u każdego odbiorcy – do nich trafia już przygotowana woda grzewcza (do instalacji grzejnikowych i do podgrzania powietrza w instalacjach ogrzewania nadmuchowego) i c.w.u (rys. 2).

Rys. 2. Schemat wymiany ciepła w instalacji w Songdal; rys. Sognekraft AS
Rys. 2. Schemat wymiany ciepła w instalacji w Songdal; rys. Sognekraft AS

Rozwiązanie takie obniża jednostkowy koszt wytworzenia energii dla odbiorcy. Doświadczenia z Eid wskazują jednak także, że nie wszyscy odbiorcy potrafią optymalnie wykorzystać swoją pompę ciepła.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[energia, pompy ciepła, przykłady zastosowań pomp ciepła]

   08.01.2019

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie



Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Zbliża się zima 100-lecia? Z jakim urządzeniem zaoszczędzisz najwięcej »

oszczednosc energii



O czym dowiesz się na międzynarodowym spotkaniu instalatorów »

Czy wiesz, na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora i dostaniesz 500zł »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 



Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
9/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Instalacje PV z magazynami energii
  • - Wentylacja obiektów gastronomicznych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl