(VIDEO) O pompă de căldură imensă e prima care va asigura căldură pentru un oraş din Danemarca, folosind o adaptare genială a tehnologiei

Pompele de căldură sunt tot mai răspândite într-o mare parte a lumii ca o soluţie mult mai eficientă energetic de a încălzi casele, înlocuind gazul natural sau cărbunii cu electricitatea, preferabil regenerabilă, ca sursă de energie. Şi nu e vorba doar de înlocuirea sursei de energie, ci de fapt că prin tehnologia lor, pompele de căldură sunt de circa 4-5 ori mai eficiente în consum decât dacă apa ar fi încălzită pur şi simplu ca într-un ceainic. Acum în Danemarca o primă pompă de căldură imensă va furniza căldura pentru un întreg oraş, de 25.000 de case!

Până acum, pompele de căldură erau instalate direct în apropierea edificiului pe care-l încălzesc — casă, apartamente sau spaţii comerciale mari. Acum, însă, oraşul Esbjerg din Danemarca va avea un sistem centralizat de încălzire, care va folosi o versiune adaptată a tehnologiei pompelor de căldură, furnizată de MAN Energy Solutions, iar o pompă de căldură imensă, la scară industrială, va asigura încălzirea pentru întregul oraş.

Tehnologia de bază a pompei de căldură presupune că pompa trebuie să capteze iniţial căldura dintr-o sursă, dintr-un mediu. Pentru asta se foloseşte un agent de răcire, or, căldura se propagă spre rece. Acel agent de răcire încălzit se transformă din lichid în gaz la temperatura la care ajunge datorită acestei primei captări de căldură. Apoi acelaşi agent trece prin compresoare, care îl presurizează, pentru că la presiune mare gazul devine fierbinte. Acel gaz fierbinte e dirijat spre un schimbător de căldură şi-şi transferă căldura sa prin acelaşi efect fizic spre mediul final, apa din sistemul de încălzire. După ce şi-a transferat căldura şi s-a răcit, agentul de răcire redevine lichid şi pleacă într-un nou tur spre primul schimbător de căldură, unde captează din nou căldura din mediul primar. Pentru că întregul proces nu are reşouri electrice încapsulate undeva care să încălzească apa, dar foloseşte energia doar pentru pomparea circuitului, ventilatoare şi compresoare, 1 kWh de energie electrică, consumată de o pompă, poate genera 4-5 kWh de energie termică sau chiar mai mult în unele cazuri.

Acest mediu primar poate fi diferit, în funcţie de tipul pompei de căldură. La pompele mai răspândite e vorba de aerul de afară, respectiv acele pompe sunt numit aer-apă, pentru că în final transferă căldura captată şi multiplicată în apa din sistemul de încălzire. Mai există şi pompe de căldură geotermale, căldura primară fiind luată din pământ. Cu cât mai rece e mediul primar, însă, cu atât mai mult va consuma pompa ca să compenseze prin compresoare diferenţa de temperatură necesară. De asta, la pompele de aer-apă, cu cât mai frig e afară, cu atât mai mult vor consuma acestea. Cele geotermale au un mediu primar de temperatură mult mai stabilă, pentru că la 50-80 metri sub pământ, de exemplu, temperatura solului nu se modifică prea mult şi e destul de cald chiar şi iarna. Iar dacă la scară industrială sapi la 200 metri adâncime, atunci poţi avea o şi mai mare parte de căldură captată iniţial şi un lucru mai mic al compresoarelor. În principiul, această caracteristică geotermală poate avantaja atât pompele de căldură, cât şi centralele de producere a electricităţii, care pot folosi acea căldură de la o adâncime mult mai mare, iar despre aceste soluţii vorbeam în detaliu acum câteva luni într-un articol în care analizam soluţii de independenţă energetică la nivel de ţară.

Ei bine, revenit la oraşul Esbjerg din Danemarca, acesta fiind situat pe malul mării, pompa de căldură foloseşte drept mediu primar apa mării, care e disponibilă la adâncime de 0 metri şi un pic sub ea şi nu necesită săpături în adânc, dar în principiu e relativ stabilă chiar şi iarna, având întotdeauna temperaturi pozitive, la care o pompă de căldură îşi menţine eficienţa înaltă. Circa 4 tone de apă marină pe secundă vor trece prin schimbătoarele de căldură iniţiale ale acestei pompe imense, iar apa revine ulterior în mare la fel de curată.

În rol de agent de răcire pompa industrială din Danemarca nu foloseşte vreun lichid frigorific de tipul celor folosite în sistemele de aer condiţionat şi pompele de căldură obişnuite, ci face uz de banalul CO2. Acesta are acelaşi rol, de a se transforma în valori iniţial, în primul schimbător de căldură, după care compresoarele îl presurizează şi-l înfierbântă astfel, temperatura lui în acest caz fiind mai mare decât la pompele de căldură mai mic. CO2-ul din pompa de căldură imensă din Danemarca va ajunge la 150 grade Celsius în această parte a circuitului său, iar astfel va putea încălzi apa din sistemul de încălzire a oraşului la 90 grade Celsius, anume cu această temperatură ea plecând spre casele oraşului. La o pompă de acasă, de obicei apa e încălzită până la vreo 38-42 grade Celsius în casele cu izolare termică bună, şi la maxim 55 grade în celelalte, dar acolo apa caldă e deja în casă şi nu trebuie transportată la distanţe mari, în oraş. Tocmai de asta, în cazul încălzirii centralizate era nevoie de temperatură mai mare la ieşirea din centrală, şi tocmai de asta s-a decis folosirea apei marine ca mediu primar şi a CO2-ului ca agent frigorific.

Pompa de căldură imensă va fi alimentată cu electrificate de la cele câteva turbine eoliene din apropiere, având şi capacitate de stocare pentru zilele fără vânt sau vânt prea slab. Anual, noua pompă va genera 280.000 MWh de căldură pentru oraşul Esbjerg cu zero emisii CO2 şi, întrucât ea înlocuieşte o centrală pe cărbune, asta va însemna că 120.000 tone de CO2 nu se vor mai emite anual. Tehnologia acestei pompe de căldură, dezvoltate acum de MAN Energy Solutions, e atât de durabilă, încât face faţă şi apei saline de mare, şi temperaturilor arctice, şi celor din deşert, spun aceştia. Deci, teoretic ea ar putea fi replicată în mult mai multe oraşe din lume, în orice climă de pe planetă.

Vezi mai jos şi un video cu noua pompă de căldură din acest oraş din Danemarca.