Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

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.

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

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

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.

Literatura

  1. Anderson R., Heat pumps extract warmth from ice cold water, BBC News Business, 10 marca 2015, https://www.bbc.com/news/business-31506073 (dostęp: 15.11.2018).
  2. Bosch, Case Study – William L. Buck Elementary School, https://www.bosch-climate.us/about-bosch-thermotechnology/case-studies/ (dostęp: 15.11.2018).
  3. EHPA, Large scale heat pumps in Europe. 16 examples of realized and successful projects, Bruksela, 22.10.2018, https://www.ehpa.org (dostęp: 15.11.2018).
  4. EHPA, Trondheim Moholt 50|50, Heat Pump City of The Year 2017, https://www.ehpa.org/projects/heat-pump-city-of-the-year/heat-pump-city-of-the-year-2017/ (dostęp: 15.11.2018).
  5. Friotherm, Company presentation, https://www.friotherm.com (dostęp: 15.11.2018).
  6. Friotherm, Oslo–Fornebu: Sustainable development with a district heating/cooling system using a Unitop® 28/22CY, https://www.friotherm.com (dostęp: 15.11.2018).
  7. Friotherm, Rolfsbukta – Heating and cooling with seawater and 2x Unitop 43/28, https://www.friotherm.com (dostęp: 15.11.2018).
  8. Idsø J., Torbjørn Å., Water-Thermal Energy Production System: A Case Study from Norway „Sustainability” 2017, 9(9), 1665, https://www.mdpi.com/2071-1050/9/9/1665 (dostęp: 15.11.2018).
  9. Viessmann, Storing heat underground. Innovative energy concept with heat pump and concrete collectors, „aktuell. The Viessmann magazine” 2/2014.
  10. Walnum H.T., Fredriksen E. (SINTEF Building and Infrastructure), THERMAL ENERGY SYSTEMS IN ZEN. Review of technologies relevant for ZEN pilots, ZEN Report No. 3 – 2018, Wyd. SINTEF, Norwegian University of Science and Technology, Trondheim 2018.
  11. Wojtan L., Burkhalter F. (Friotherm), Challenges and recent developments in applications with large scale heat pumps, 11thIEA Heat Pump Conference 2014, Montréal, 12-16.05.2014.
  12. https://www.laumer.de/fileadmin/user_upload/Unternehmen/Service/Downloads/Bescheinigungen/Leitfaden_Massivabsorber.pdf.
Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[energia, pompy ciepła, przykłady zastosowań pomp ciepła]

   08.01.2019
Dostęp do pełnej treści tego artykułu jest BEZPŁATNY, wymaga jednak zalogowania.
Logowanie
zapomniałem hasła
Załóż konto
Jeśli nie masz jeszcze Konta Użytkownika - prosimy o wypełnienie formularza rejestracyjnego. Czas potrzebny na założenie Konta Użytkownika to max. 1 minuta.
Chcę założyć konto użytkownika
Dlaczego warto założyć konto użytkownika?
otrzymujesz bezpłatny dostęp do wielu przydatnych informacji: artykułów znanych ekspertów, przeglądów produktów, porad i raportów
co tydzień otrzymasz bezpłatny Newsletter informujący o nowych artykułach, produktach i wydarzeniach związanych z izolacjami i rynkiem budowlanym
będziesz miał możliość brania udziału w konkursach z cennymi nagrodami
utworzysz swój Profil, dzięki któremu będziesz mógł brać udział w dyskusjach na Forum, wymieniać się poglądami z innymi użytkownikami oraz pisać opinie i komentarze
będziesz otrzymywać powiadomienia o promocjach i rabatach w naszej Księgarni Technicznej oraz zniżkach w sklepach naszych partnerów biznesowych.
Jednocześnie zapewniamy Cię, iż podczas rejestracji nie zbieramy żadnych szczegółowych danych personalnych i teleadresowych. W każdej chwili możesz zmienić swoje dane lub zażądać usunięcia konta.
Przed założeniem Konta sugerujemy zapoznać się z regulaminem.

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Przedłuż certyfikat HVAC bez wychodzenia z firmy »

szkolenia hvac

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


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
10/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Ogrzewanie obiektów przemysłowych
  • - Wentylacja domów jednorodzinnych
Zobacz szczegóły
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