Stor ammoniakk-varmepumpe bruker renset avløpsvann til å varme opp lokalsamfunnet

Mulighet til å gjenvinne varme med store varmepumper

Varmepumper hjelper oss å utnytte ressursene våre optimalt og er også i ferd med å bli et konkurransedyktig grønt alternativ til tradisjonell energiteknologi. Vi får generelt mer og mer strøm fra fornybar energi. Varmepumper er da en viktig del av energisystemet da de kan produsere fjernvarme meget effektivt, spesielt når det er overskudd av strøm, eller strømmen er billig.

Dette tilfellet er et godt eksempel på sektorkobling. I stedet for å slippe det rensede avløpsvannet direkte ut i Odense-elven, er det siden slutten av 2020 ført gjennom et varmepumpesystem som gjenvinner varmen fra det slik at energien kan brukes til fjernvarme.

Rambøll ble valgt som rådgiver for å prosjektere det nye varmepumpeanlegget ved Ejby Mølle renseanlegg. Ejby Mølle Renseanlegg eies og drives av vannverksselskapet VandCenter Syd, mens selve varmepumpeanlegget eies og drives av det lokale fjernvarmeselskapet Fjernvarme Fyn.

Avkjølingsprosessen

Varmepumpen består av et lukket system knyttet til både et fjernvarmeanlegg og et avløpsanlegg. Varmepumpen kjøler det behandlede avløpsvannet med ca. 5°C ved bruk av ammoniakk. Ammoniakk er et av de mest effektive naturlige stoffene som kan brukes som kjølemiddel, og det skader eller varmer ikke opp den globale atmosfæren.

Avkjølingen skjer når ammoniakkvæske ved lavt trykk føres gjennom en varmeveksler. I varmeveksleren overføres energi fra avløpsvannet til ammoniakkkretsen, noe som får ammoniakken til å fordampe. En skruekompressor øker så ammoniakktrykket før ammoniakken kondenseres i enda en varmeveksler, hvorfra energien leveres med høy temperatur til fjernvarmenettet.

Etter kondensering senkes trykket i ammoniakkkretsen i en ekspansjonsventil før væsken ledes tilbake til fordamperen. Kort fortalt avgir avløpsvannet varme som føres inn i fjernvarmenettet og deretter slippes ut ved lavere temperatur i Odense-elven.

Det er lagt inn en mellomkrets mellom avløpsvannet og ammoniakkfordamperen i varmepumpen. Renset avløpsvann er vanligvis 8–22 °C når det slippes ut. Dette er vanligvis høyere enn temperaturen på vannet det slippes ut i. Jo nærmere bekkens temperatur avløpsvannstemperaturen er, jo bedre. I store deler av året vil denne varmepumpeinstallasjonen redusere utslippsvannets utløpstemperatur fra renseanlegget til vanntemperaturen i Odenseelven. Når temperaturen på utslippsvannet er mer i tråd med den naturlige vanntemperaturen i elva, skånes vannmiljøet.

Varmepumpene

De høyeffektive amoniakkvarmepumpene for avløpsvann ble levert av IESenergy Aps. De kan produsere ca. 4 enheter fjernvarmeenergi per enhet elektrisk energi forbrukt (COP = 4). Varmepumpene på Ejby Mølle er dermed et godt steg i retning av en mer bærekraftig fjernvarme. De kan levere til sammen 20 MW varme og forventes å dekke det årlige varmeforbruket til minst 5000 husstander. Samtidig fører varmepumpene også til en reduksjon av CO₂ og andre klimagasser på 128 000 tonn CO₂-ekvivalenter over 20 år.

Alfa Laval-leveranse

Alfa Laval har levert de viktige og pålitelige effektive varmevekslerne med halvsveiset platetype. De fungerer som fordampere, kondensatorer, underkjølere og oljekjølere for disse store varmepumpene.