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Pompe di Calore Estraggono Calore Dall’acqua Ghiacciata

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Il fiordo ghiacciato di Drammen non è un’ovvia fonte di calore per gli abitanti e le imprese della città


Fiordo di Drammen

I residenti di Drammen hanno un modo piuttosto insolito di riscaldarsi.

La capitale della contea, 40 miglia a ovest di Oslo, in Norvegia, estrae la maggior parte del calore necessario per isolare le sue case, uffici e fabbriche dal mordente freddo nordico dal fiordo locale, o più precisamente dall’acqua contenuta al suo interno.

Media di 8 ° C durante tutto l’anno: fa letteralmente abbastanza freddo da toglierti il ​​respiro. Così freddo, infatti, che i nuotatori in acque libere lo classificano come congelamento.




    



Ma in qualche modo, una società di teleriscaldamento di mentalità aperta, sostenuta da un consiglio comunale attento all’ambiente, insieme a una grande quantità di nous di Glasgow, ha costruito un sistema per soddisfare le esigenze di riscaldamento non solo dei 65.000 residenti di Drammen, ma anche delle sue attività .

Crescente popolarità

Di per sé non c’è nulla di nuovo nelle pompe di calore, ma la tecnologia è notevolmente migliorata dai primi esempi risalenti al XIX secolo.

Una serie di articoli su come il mondo soddisferà la crescente domanda di energia e la necessità di ridurre le emissioni di CO2 legate al riscaldamento globale, utilizzando vecchie e nuove tecnologie

Esistono, ad esempio, centinaia di migliaia di pompe di calore vendute in Europa ogni anno, mentre esiste un fiorente mercato in Cina, Giappone, Stati Uniti, Nuova Zelanda e Turchia, secondo il dott. Roger Nordman presso il Centro pompe di calore dell’Agenzia internazionale dell’energia .

Ma la stragrande maggioranza di queste sono pompe di aria e di terra installate su singole abitazioni e con pompe di terra che costano fino a € 15.000, i costi sono notevoli. Le pompe ad aria soffrono anche di maggiori variazioni della temperatura ambiente e sono meno efficaci in inverno.

In alcuni paesi, hanno anche sofferto di cattiva stampa. A Londra, ad esempio, alla fine degli anni ’90 c’è stata una corsa all’installazione di pompe di calore come esercizio di selezione per soddisfare le nuove normative sulla pianificazione delle energie rinnovabili. In molti casi, erano completamente inappropriati.




    



Come dice il prof. Paul Younger all’università di Glasgow, “se fai progettare un’auto da una scimmia sarà una schifezza, ma ciò non significa che l’auto stessa sia una cattiva idea”.

Per vari motivi, quindi, le pompe di calore rimangono una delle tecnologie meno note per l’energia pulita, afferma il dott. Nordman.

E in particolare le pompe di calore ad acqua, che presentano numerosi vantaggi chiave: costano molto meno delle pompe di terra perché non sono coinvolti scavi e, poiché l’acqua mantiene la sua temperatura molto meglio, offrono prestazioni più costanti rispetto alle pompe ad aria.

Combinando questo con un sistema di teleriscaldamento, in cui un impianto può fornire calore per un’intera comunità, la tecnologia può produrre risultati abbastanza sbalorditivi.

‘Spingere i confini’

Nel 2009 la popolazione di Drammen era cresciuta a tal punto che il suo attuale sistema di teleriscaldamento non poteva farcela.


Le pompe Star forniscono la maggior parte dell’acqua calda necessaria per riscaldare l’intera città

Durante la ricerca di modi per espandere la sua capacità, la società di riscaldamento della città, guidata da Jon Ivor Bakk, ha scoperto che la temperatura dell’acqua nel fiordo era l’ideale per le pompe di calore.

Se potesse far funzionare il sistema, la società non avrebbe più bisogno di acquistare e bruciare combustibili fossili sporchi – principalmente gas – per generare calore.

Ha iniziato una gara d’appalto e una società si è immediatamente distinta: la Star Renewable Energy di Glasgow, nota per la fornitura di sistemi di refrigerazione ad alcuni dei maggiori rivenditori del Regno Unito, tra cui Tesco e Asda.




    



In realtà, la società non aveva esperienza di pompe di calore di origine idrica. Come dice il regista Dave Pearson, “eravamo i nuovi ragazzi del blocco ma abbiamo sempre avuto la reputazione di spingere i confini”.

Il punto di forza era semplice: mentre altre società utilizzavano gli idrofluorocarburi (HFC), un potente gas serra vietato dall’UE, come il liquido di raffreddamento, Star ha proposto di utilizzare l’ammoniaca, che non contiene carbonio.

Come funzionano le pompe di calore Drammen (Video Qui’)

  • L’acqua del fiordo a 8 ° C viene utilizzata per riscaldare l’ammoniaca liquida a quattro volte la pressione atmosferica (4 bar), fino a quando bolle a 2 ° C ed evapora
  • Aumentando la pressione a 50 bar, il gas evaporato viene riscaldato a 120 ° C
  • Il gas viene quindi utilizzato per riscaldare l’acqua nell’impianto di riscaldamento da 60 ° C a 90 ° C (l’acqua esce dall’impianto a 90 ° C e ritorna a 60 ° C)
  • Una volta che il calore si è trasferito nell’acqua, il gas di ammoniaca torna allo stato liquido
  • Il processo ricomincia

All’inizio del 2011, le pompe di calore Star fornivano al teleriscaldamento di Drammen l’85% dell’acqua calda necessaria per riscaldare la città. In effetti, il sistema ha superato tutte le aspettative: “ne siamo molto contenti”, afferma Bakk.




    



Avendo già pagato per sé e con un risparmio annuo di circa 2 milioni di euro all’anno e 1,5 milioni di tonnellate di carbonio, l’equivalente di togliere più di 300.000 auto dalla strada per un anno, non è difficile capire perché.

Risparmiare soldi

Le pompe di calore consumano molta meno energia rispetto ad altre forme di riscaldamento: forniscono 3KW di calore termico per ogni 1KW di elettricità, tre volte di più rispetto al riscaldamento elettrico.


Bakk e il suo team hanno vinto premi per il progetto Drammen

E poiché l’elettricità è così economica in Norvegia, un’unità di calore costa 1 pence, rispetto a 3p per la biomassa, 5p per il gas e quasi 8p per il petrolio, secondo Star. In effetti, Bakk afferma che la sua azienda perderebbe denaro se usasse solo biomassa.

Il sistema ha un altro grande vantaggio rispetto alle pompe di calore convenzionali: può riscaldare l’acqua fino a 90 ° C anziché i normali 50 ° C-60 ° C, il che significa che può essere utilizzato in edifici vecchi e nuovi. Per la prima volta, l’adeguamento delle case che utilizzano caldaie a gas per guidare sistemi di riscaldamento che richiedono acqua molto calda diventa una possibilità realistica.

Naturalmente le pompe di calore sono a zero emissioni di carbonio solo se alimentate da elettricità pulita, ma sono economiche, pulite in termini di emissioni di CO2 e inquinamento atmosferico locale e sostenibili.

L’uso dell’ammoniaca anziché degli HFC dannosi sembrerebbe, quindi, il passo finale verso la trasformazione delle pompe di calore di origine idrica in una valida alternativa ai sistemi di riscaldamento a gas ed elettrici. “Star ha svolto un ottimo lavoro nel fornire una soluzione valida e sostenibile”, afferma il dott. Nordman.




    



O come dice il prof. Younger, se rimanessero delle domande su questo tipo di tecnologia, “Drammen lo inchioda oltre ogni ragionevole dubbio”.

Enorme potenziale

E se funziona a Drammen, può funzionare ovunque ci sia una fornitura costante di acqua, in piedi o che scorre.

Nel Regno Unito, Star sta già lavorando con le associazioni locali per l’edilizia abitativa a Glasgow e sta parlando con una dozzina di consigli comunali tra cui Newcastle, Durham, Manchester e Stoke. Sta inoltre lavorando a progetti a Zurigo e nel sud della Francia e fa offerte per un sistema a Belgrado.


Il progetto della pompa di calore di Drammen è il più grande al mondo nel suo genere

Il potenziale è chiaramente enorme. Ad esempio, la società calcola che il Tamigi potrebbe generare 1,25 GW di capacità, sufficiente per riscaldare 500.000 case.

Esistono numerosi ostacoli all’adozione diffusa nel Regno Unito, dai deboli poteri del governo locale e dalla mancanza di reti di riscaldamento, a un mercato energetico complesso e privatizzato e alla paura dell’ignoto.

Ma come dice Doug Parr a Greenpeace nel Regno Unito, “non ci sono modi semplici per decarbonizzare il riscaldamento, ma sono sconcertato dal motivo per cui non ci sono più [pompe di calore nel Regno Unito]”.

Soprattutto quando esiste la tecnologia, non solo per estrarre il calore dall’acqua, ma per sfruttare il calore di scarto da qualsiasi tipo di fonte, dalle fabbriche e dai data center alle centrali elettriche e all’elaborazione industriale, aumentando gli sforzi per liberarci dai combustibili fossili e ridurre le emissioni di CO2.

“Stiamo lentamente svegliando l’idea che non abbiamo bisogno di bruciare nuovo combustibile per riscaldare le cose, possiamo sfruttare il calore nell’ambiente locale”, afferma Pearson.

Con circa il 40% di tutta l’energia globale utilizzata dagli edifici e gran parte di quella per il riscaldamento, prima ci svegliamo, meglio è.

Richard Anderson, giornalista aziendale, BBC News




    



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