Zelená energia zo zeme

Nová nemocnica v dánskom meste Bispebjerg využíva na zásobovanie energiou riešenie, pri ktorom sa teplo a chlad uskladňujú v zemi. Ide o vôbec najväčšie zariadenie typu ATES v Dánsku, ktoré má až o 50 % znížiť emisie CO₂ vznikajúce pri prevádzke nemocnice. Vďaka šiestim doskovým výmenníkom tepla od spoločnosti Alfa Laval, ktoré regulujú ohrev a chladenie podzemnej vody, by úspora energie mala dosiahnuť až 75 %.

ATES je skratka pre "Aquifer Thermal Energy Storage" a označuje zariadenie, ktoré uskladňuje chlad a teplo v podzemných rezervoároch vody. Bude pokrývať viac ako polovicu potreby tepla a celú potrebu energie na chladenie v nemocnici Bispebjerg vrátane chladenia zariadení na lekárske vyšetrenia a chladenie vzduchu vo vzduchotechnických zariadeniach. Veľká a moderná nemocnica je vybavená množstvom zariadení s veľkými nárokmi na chladenie v lete, zatiaľ čo v zime prevažuje potreba vykurovania. Vďaka tejto technológii získavajú možnosť chladiť a vykurovať spôsobom, ktorý je výrazne šetrnejší k životnému prostrediu, udržateľnejší a znižuje emisie CO₂.

Vďaka zariadeniu ATES môžeme optimalizovať spotrebu energie spôsobom šetrným k životnému prostrediu, čo je pre udržateľnú budúcnosť absolútne nevyhnutné.
- Lene Stevnhoved, projektová manažérka nemocnice Nyt Bispebjerg

Nákladovo efektívna úspora energie, zníženie emisií CO₂ a ochrana podzemnej vody

Najväčšia potreba vykurovania je v najchladnejší zimný deň, zatiaľ čo najväčšia potreba chladenia pripadá na najhorúcejší letný deň, čo predstavuje časový odstup niekoľkých mesiacov. Väčšinu tepla, ktoré sa odoberie pri chladení, preto nemožno okamžite použiť na vykurovanie. Pri použití rozsiahlych rezervoárov podzemnej vody v je možné väčšinu tepla odoberaného pri chladení v letných mesiacoch uskladniť a použiť na vykurovanie v zimnom období. Tepelné straty počas skladovania zvyčajne predstavujú 15 – 20 %.

Pri extrakcii vody zo studeného rezervoáru sa teplota vody v teplom rezervoári zvyšuje. Voda sa ohrieva pomocou tepelného čerpadla a pomocou šiestich horúcich vrtov sa čerpá späť do zeme. Ohriata voda sa uskladňuje pod zemou až do príchodu vykurovacieho obdobia. V chladných mesiacoch sa opäť čerpá na povrch, tentokrát sa však teplo z vody odoberá a využíva na vykurovanie, napríklad v radiátoroch.

Aj táto voda sa prečerpáva späť do zeme, a to prostredníctvom studených vrtov. Nemocnica týmto spôsobom naďalej môže striedavo využívať uskladnené teplo a chlad z podzemnej vody. Zariadenie ATES dokáže cirkulovať až 360 000 litrov vody za hodinu a tento alternatívny zdroj energie umožňuje nemocnici znížiť emisie CO₂ približne o 50 %.

„Zariadenie bude schopné pokryť celú budúcu potrebu energie na chladenie a značnú časť potreby tepla na vykurovanie. Podľa plánu by celkové úspory energie mali dosiahnuť približne 75 % v porovnaní s centralizovaným zásobovaním tepla a tradičným chladením s decentralizovaným chladiacim kompresorovým systémom, ktoré v minulosti zabezpečovali vykurovanie a chladenie nemocnice. Tieto významné úspory energie je možné dosiahnuť vďaka sezónnemu uskladneniu tepla získavaného z chladenia nemocnice v letnom období a opätovnému využitiu tepla v zime prostredníctvom tepelných čerpadiel. To zároveň zabezpečuje atraktívny krátky čas návratnosti kapitálovej investície a dobrú hospodárnosť," uvádza Stig Niemi Sørensen, stavebný inžinier pôsobiaci v spoločnosti Enopsol, ktorá je popredným dodávateľom energetických systémov s chladením podzemnou vodou a zariadení typu ATES.

Keďže systém využíva výlučne elektrickú energiu a centralizované zásobovanie teplom, výroba chladu a tepla bude prebiehať bez využitia fosílnych palív, v súlade s prechodom spoločnosti na výrobu elektrickej energie a tepla bez použitia fosílnych palív.

Systém ATES

Schéma systému ATES opisuje iba princíp a nevzťahuje sa presne na konkrétny systém použitý v nemocnici Bispebjerg.

Riešenie ATES

• Až 85 % uloženého tepla je možné uskladniť na zimu, podobne je to aj pri uskladnení chladu na letné obdobie
• Až 75 % úspora celkovej spotreby energie
• Žiadna spotreba podzemnej vody
• 100 % na báze elektrickej energie
• Tepelná bilancia podzemného rezervoáru
• Veľké úspory emisií CO2
• Môže sa zaviesť aj v oblastiach OSD (oblasti osobitného významu z hľadiska pitnej vody)
• Žiadny hluk prenikajúci do vonkajšieho prostredia

Optimalizované, energeticky účinné produkty s vynikajúcim servisom

Spoločnosť Alfa Laval prostredníctvom svojho dodávateľa, spoločnosti Enopsol, dodala šesť doskových výmenníkov tepla typu TL10-BFG, ktoré zabezpečujú prenos tepla a chladu uskladneného v podzemných rezervoároch v podobe podzemnej vody do vnútorného rozvodného systému budovy. Počas výmeny tepla sa podzemná voda ochladzuje alebo ohrieva v závislosti od potreby a ročného obdobia. Tepelné čerpadlá dodávajú chladiacu vodu, alebo teplú vodu pre centralizované zásobovanie teplom. Vo výmenníkoch tepla sú použité vysoké úzke dosky, vďaka čomu je tento model vhodný na aplikácie pre teplotné programy s väčšou termickou dĺžkou (NTU) a pre aplikácie, pri ktorých je požadovaná čo najväčšia miera rekuperácie tepla. Tento typ výmenníkov tepla má vysokú tepelnú účinnosť s nízkymi prevádzkovými nákladmi a umožňuje flexibilnú konfiguráciu – to všetko sú dôležité aspekty v tomto projekte.

Pokiaľ ide o doskové výmenníky tepla, už viac ako 25 rokov používame pre všetky naše projekty výhradne zariadenia od spoločnosti Alfa Laval. Hlavnými dôvodmi sú vysokokvalitné produkty s optimalizovaným povrchom dosiek, ktorý zabraňuje zrážaniu železa obsiahnutého v podzemnej vode, prvotriedny servis, podpora a riešenia, ktoré spoločnosť Alfa Laval poskytuje.
- Stig Niemi Sørensen, spoločnosť Enopsol