I Brande skal luften blive til varme i stuerne

Energisystemet i Danmark er under forandring. Der arbejdes på at omstille energisystemet til fossilfri og vedvarende energiproduktion inden 2050. Fjernvarmesystemet skal allerede i 2030 være baseret på mindst 90 % andre energiformer end kul, olie og gas.

Hvis energien skal komme fra andre kilder end direkte sol og vind, er der brug for store varmepumper. For det bliver herved muligt at udnytte energien fra spildevand, grundvand, udeluft og jordvarme.

Store varmepumper kan desuden nyttiggøre overskudsvarme fra industri, køleanlæg og energianlæg. De knyttes typisk til fjernvarme nettet, som dermed sørger for, at energien udbredes i resten af samfundet. Små varmepumper installeres typisk i boliger som individuel opvarmning.

Varmepumpen i Brande
Brande Fjernvarme a.m.b.a. har investeret i et varmepumpeanlæg til 75 millioner kroner, hvor en høj- og lavtryksvarmepumpe producerer 8 MW fjernvarmeeffekt.

Varmepumpen er drevet af en gasmotor, og energien hentes primært fra udeluften og sekundært fra gasmotorens overskudsvarme. Varmepumpen er forberedt til el-drift, så anlægget senere kan suppleres med to el-motorer og dermed drive varmepumpen direkte på vindmøllestrøm, hvis det er rentabelt. Varmepumpen anvender ammoniak som kølemiddel og arbejder i temperaturområdet -30 ºC til 120 ºC og med et overtryk på op til 32 bar.

Artelia har som rådgiver for entreprenøren Victor-DST detailprojekteret varmepumpens maskin- og røranlæg og stålkonstruktioner i varmepumpebygningen og i fordampergården.

Projektet har været et maskin- og konstruktionsprojekt, hvor der er arbejdet sammenhængende med 3D-projektering og visualisering i programmerne 3D Plant, Tekla og Navisworks. Der er herved skabt et digitalt layout af hele projektet.

Artelia har dimensioneret fjernvarme- og ammoniakrørene, optimeret belastning og fleksibilitet for rørsystemerne og placeringen af bæringer med anvendelse af programmet AutoPIPE. Der er herudover udarbejdet isometrier og øvrigt tegningsgrundlag med 3D Plant.

Ved stålkonstruktionerne er de statiske beregninger udført i programmet ROBOT, og arbejdstegninger genereret via Tekla.

Teknikken bag varmepumper
Varmepumpen fungerer efter samme tekniske grundprincip som køleanlæg: Et kølemiddel fordampes under optagelse af energi fra et medie, som nedkøles, og kølemidlet kondenseres efterfølgende under afgivelse af energi til et medie, som opvarmes.

Når store varmepumper anvender luft som varmekilde, vil det typisk være udeluft, som afkøles, og energi fra den proces overføres til fjernvarmevandet, når kølemidlet kondenseres. Luft som energikilde har lav energitæthed i forhold til andre mulige energikilder. Der skal f.eks. strømme 5.000 gange mere m3 luft igennem en varmepumpe end m3 grundvand for at opnå den samme varmepumpeeffekt.

Energioverførsel fra luft kræver derfor et betydeligt større varmeoverføringsareal og dermed et større anlæg. Luft som varmekilde har til gengæld den store fordel, at luft er nemt tilgængeligt og findes i ubegrænsede mængder.