Suuri ammoniakkilämpöpumppu hyödyntää puhdistettua jätevettä lämmityksessä

Mahdollisuus lämmön talteenottoon suurilla lämpöpumpuilla

Lämpöpumppujen avulla resursseja voi hyödyntää optimaaliseslla tavalla. Niistä on muodostumassa myös kilpailukykyinen vihreä vaihtoehto perinteisille energiateknologioille. Tuotamme yhä enemmän sähköä uusiutuvasta energiasta. Lämpöpumput ovat tärkeä osa tätä energiajärjestelmää, sillä niillä voidaan tuottaa kaukolämpöä tehokkaasti etenkin silloin, kun sähköstä on ylitarjontaa tai sen hinta on matala.

Tämä tapaus on hyvä esimerkki sektorikytkennästä. Sen sijaan, että puhdistettu jätevesi laskettaisiin suoraan Odense-jokeen, se on vuoden 2020 lopun jälkeen johdatettu lämpöpumppujärjestelmään. Järjestelmässä jäteveden lämpö otetaan talteen ja hyödynnetään kaukolämmityksessä.

Ramboll valittiin konsultiksi Ejby Møllen jätevedenpuhdistamon uuden lämpöpumppujärjestelmän suunnitteluun. Ejby Møllen jätevedenpuhdistamon omistaa ja operoi vesilaitos VandCenter Syd, kun taas lämpöpumppulaitoksen omistaa ja operoi paikallinen kaukolämpöyhtiö Fjernvarme Fyn.

Jäähdytysprosessi

Lämpöpumppu koostuu suljetusta järjestelmästä, joka on yhdistetty sekä kaukolämpöjärjestelmään että jätevesijärjestelmään. Lämpöpumppu jäähdyttää käsiteltyä jätevettä noin 5°C ammoniakilla. Ammoniakki on yksi tehokkaimmista luonnollisista aineista, joita voidaan käyttää kylmäaineena, eikä se vahingoita tai lämmitä maapallon ilmakehää.

Jäähtyminen tapahtuu, kun matalapaineinen ammoniakkineste johdetaan lämmönvaihtimen läpi. Lämmönvaihtimessa energiaa siirretään jätevedestä ammoniakkikiertoon, jolloin ammoniakki haihtuu. Pyörivä ruuvikompressori lisää ammoniakin painetta, ennen kuin ammoniakki kondensoituu toisessa lämmönvaihtimessa, josta energia puolestaan toimitetaan korkeassa lämpötilassa kaukolämmön jakeluverkkoon.

Kondensoitumisen jälkeen ammoniakkipiirin painetta lasketaan paisuntaventtiilissä ennen kuin neste johdetaan takaisin höyrystimeen. Lyhyesti ilmaistuna jätevesi luovuttaa lämpöä, joka syötetään kaukolämpöverkkoon ja lopuksi johdetaan jäähtyneenä Odense-jokeen.

Jäteveden ja lämpöpumpun ammoniakkihaihduttimen väliin on lisätty välipiiri. Puhdistetun jäteveden lämpötila on järjestelmästä poistettaessa tavallisesti 8–22 °C, mikä on tavallisesti korkeampi kuin sen veden lämpötila, johon se johdetaan. Mitä lähempänä puron lämpötilaa jäteveden lämpötila on, sitä parempi. Suuren osan vuodesta tämä lämpöpumppuratkaisu laskee puhdistuslaitoksesta poistuvan jäteveden lämpötilan Odense-joen veden lämpötilaa vastaavaksi. Kun poistettavan veden lämpötila vastaa paremmin joen luonnollisen veden lämpötilaa, vesiympäristö säästyy.

Lämpöpumput

IESenergy Aps toimitti tehokkaat jätevesiammoniakkilämpöpumput. Ne pystyvät tuottamaan noin 4 kaukolämpöenergiayksikköä/sähköenergiayksikkö (COP=4). Ejby Møllen lämpöpumput ovat hyvä askel kohti kestävämpää lämmitystä. Ne pystyvät toimittamaan lämpöä yhteensä 20 MW, ja niiden odotetaan kattavan vähintään 5 000 kotitalouden vuotuisen lämmönkulutuksen. Lämpöpumput vähentävät myös hiilidioksidipäästöjä sekä muiden kasvihuonekaasujen päästöjä 128 000 CO2-ekvivalenttitonnin verran 20 vuoden aikana.

Alfa Lavalin toimitukset

Alfa Laval on toimittanut tärkeät, tehokkaat ja luotettavat puolihitsatun levytyypin lämmönvaihtimet. Ne toimivat näiden suurten lämpöpumppujen höyrystiminä, lauhduttimina, alajäähdyttiminä ja öljynjäähdyttiminä.