MAN ES va construi cea mai mare pompă de căldură fluvială din Europa, cu apă adusă la 110 grade Celsius pentru încălzirea centralizată în oraşul Cologne din Germania

Oraşul Cologne, acelaşi unde există şi o fabrică Ford care operează în prezent la turaţii moderate din cauza cererii slabe pentru modelele sale, va avea cea mai mare pompă de căldură fluvială din Europa pentru sistemul său de încălzire centralizată. Cei de la MAN Energy Solutions au anunţat azi semnarea contractului pentru construcţia unei pompe de căldură uriaşe, care va trebuie să încălzească apa din sistem până la 110 grade Celsius la punctul de ieşire!

De obicei, atunci când sunt instalate la case private, pompele de căldură pot încălzi apa din sistem şi până la doar 35-37 grade Celsius, dacă acea casă e bine izolată termic. În condiţii de geruri mari, aceeaşi casă poate avea nevoie de o temperatură a apei până la 40-45 grade Celsius, iar pompele aer-apă casnice pot încălzi de obicei apa până la 55-65 grade Celsius, în funcţie de model şi putere.

Foto: Pompă de căldură aer-apă, din cele instalate de obicei în case sau apartamente

Asta e mai mult decât suficient, pentru că pompa se află în imediata apropiere a sistemului de încălzire al casei şi nu are pierderi de căldură la transport. Dar în cazul unui sistem centralizat al unui oraş, mai ales prin conducte vechi, pierderile pot fi foarte mari, şi atunci apa trebuie să aibă o cu totul altă temperatură la ieşirea din centrală. Acest impediment a fost mult timp o piedică pentru adoptarea pe larg a pompelor de căldură centralizate.

Însă în ultimul deceniu acest lucru s-a schimbat mult. Mai multe oraşe din nordul Europei au sisteme centralizate divizate districtual, nu pe întreg oraşul, ceea ce reduce distanţele şi a făcut ca în ţările scandinave, de exemplu, să fie de mai mult timp implementate pompe mai mari de căldură. Apoi, în Danemarca a apărut o pompă de căldură centralizată pentru un întreg oraş, cea mai mare din lume care folosea apa de mare ca sursă primară de căldură şi CO2-ului la refrigerant, iar noi am fost în interiorul acelei centrale uriaşe şi am filmat-o, inginerii de acolo arătându-ne cum funcţionează totul. Iar la sfârşit de noiembrie 2024 ea a şi fost pusă în operare.

Acea pompă de căldură din Danemarca poate încălzi apa din sistem până la 90 grade Celsius, şi asta tot din cauza conductelor vechi din oraş. Tot în Danemarca, aceiaşi ingineri de la MAN Energy Solutions construiesc o pompă de căldură şi mai mare pentru Aalborg, care va încălzi apa până la 99 grade Celsius. Acum, însă, se pare că sistemul din Cologne are mai multe pierderi, întrucât cerinţele faţă de viitoarea pompă de căldură sunt şi mai mare, de a asigura încălzirea apei la 110 grade Celsius.

Fireşte, aici mulţi dintre noi se vor întreba cum poate exista o apă cu temperatură de peste 100 grade Celsius, punctul în care ea fierbe. Răspunsul e în presiune. La o presiune de circa 11 bari, apa poate fi păstrată în formă lichidă şi la 110 grade Celsius. Această presiune e asigura în primele segmente largi ale conductelor, după care la punctele de distribuţie locală era ajunge deja la mai puţin de 100 grade şi are o stare lichidă naturală.

Noua pompă de căldură din Cologne va avea trei compresoare uriaşe de 50 MW putere termică fiecare, deci 150 MW în total. Sursa primară de căldură a ei va fi apa din râul Rin, schimbătorul de căldură uriaş al centralei preluând de acolo căldura iniţială. Prezenţa schimbătorului de căldură acolo a induce un efect de răcire a apei, dar datorită faptului că apa e curgătoare şi are un debit mare, se estimează că efectul va fi diluat. Refrigerantul din sistem va fi unul natural, iar asta înseamnă de obicei ori CO2, ori propan.

Prin schimbarea stării refrigerantului şi comprimarea lui în stare gazoasă, pompa de căldură va asigura încălzirea apei până la 110 grade, consumând electricitate pentru acest proces. Pompa de căldură va putea încălzi 50.000 de gospodării din oraş. Pentru comparaţie, pompa de căldură din Danemarca, menţionată mai sus, are două compresoare la 70 MW putere totală şi livrează căldură către 25.000 gospodării, cu 100.000 locuitori. Deci, raportul se păstrează aproape, cu un plus de aproape 10% în putere pentru noul sistem din Cologne din cauza temperaturii foarte mari solicitate la ieşire.

Noua centrală cu pompă de căldură a fi gestionată de operatorul RhineEnergie. Costul întregului proiect e de 280 milioane de euro, dar el include nu doar pompa de căldură, ci şi construcţia întregului edificiu şi al conductelor aferente care vor fi conectate a pompa de căldură.

Desigur, marele beneficiu al acestui proiect e unul ecologic, întrucât pentru încălzirea celor 50.000 gospodări nu se vor mai arde gaz sau cărbune, ci se a folosi electricitate, care ar trebui să vină din surse regenerabile şi astfel să excludă emiterea anuală a 100.000 tone de CO2. Coeficientul de performanţă al noii pompe de căldură nu e anunţat, dar la 110 grade Celsius temperatură a apei finale el a fi simţitor mai mic decât cifrele de 4,0-5,5 a pompele de căldură casnice şi chiar şi mai mic decât 2,1-3,2 la pompa de căldură din Danemarca. În condiţiile de temperaturi mai joase afară, cu pierderi mai mari de transport, putem estima şi un coeficient de 1,7-1,9, în timp ce media anuală a fi oricum ceva mai mare şi va da beneficii pentru randamentul de încălzire a oraşului.