Projekt londyńskiej sieci ciepłowniczej wykorzystującej pompy ciepła GEA jest wzorem dla całego świata

Centrum ciepłownicze Bunhill 2 Energy Centre wykorzystuje technologię pomp ciepła GEA do ogrzewania londyńskich domów

Pomysł jest równie pomysłowy co unikatowy, a jego potencjał wydaje się na tyle wysoki, że możemy mówić o stworzeniu wzorca na miarę całego globu. Taki właśnie jest projekt sieci cieplno-energetycznej Bunhill Heat and Power Network (BHPN) w centralnym Londynie. Ciepło odzyskiwane z sieci londyńskiego metra jest teraz kierowane pod postacią ogrzewania i ciepłej wody do 1350 domów, szkoły i dwóch ośrodków sportowych w Islington. Charakter oraz specjalistyczny typ tego projektu skłoniły głównego wykonawcę, firmę Colloide Engineering Systems, do wyselekcjonowania zespołu składającego się z kluczowych doradców inżynieryjnych, dostawców i podwykonawców zdolnych zagwarantować pomyślną realizację tego ambitnego zamierzenia. GEA dołączyła do zespołu jako globalny lider technologiczny i dostarczyła zaawansowany system pomp ciepła skonstruowany specjalnie na potrzeby tego flagowego projektu. GEA, Colloide oraz wszyscy interesariusze wspierają wysiłki Islington na rzecz obniżenia emisji dwutlenku węgla i osiągnięcia neutralności węglowej przed upływem 2030 roku.

Rada dzielnicy Islington i cel zerowej emisji dwutlenku węgla do 2030 roku

Rada dzielnicy Islington, od wielu lat dbająca o zmniejszanie emisji dwutlenku węgla, ogłosiła stan alarmu klimatycznego. Wydała oświadczenie, w którym zobowiązała się osiągnąć zerową emisję netto, czyli neutralność węglową, do 2030 roku. Władze Islington postanowiły wypełnić ten plan z korzyścią dla lokalnej społeczności, dlatego podjęły działania, by przy okazji jego realizacji dostarczać mieszkańcom tańszą i bardziej ekologiczną energię.

Owocem jednego z tych kroków jest autentycznie rewolucyjne centrum energetyczne Bunhill 2 Energy Centre, pierwsze tego typu miejsce na świecie. Stanowi prawdziwy wzorzec dotyczący wykorzystywania ciepła odpadowego z infrastruktury użyteczności publicznej, w tym przypadku londyńskiego metra. Ogrzanie domów, szkoły i hal sportowych oraz dostarczenie do tych miejsc ciepłej wody generuje oszczędności energetyczne, ogranicza emisję dwutlenku węgla i poprawia jakość powietrza. Ponadto zmniejszone zostają koszty ogrzewania dla mieszkańców objętych programem, z których wielu dotknęło ubóstwo energetyczne.

Bunhill 2 Energy Centre – Widok z zewnątrz (Zdjęcie: Rada dzielnicy Islington)

Bunhill 2 Energy Centre – Widok z zewnątrz (Zdjęcie: Rada dzielnicy Islington)

Nowy ośrodek energetyczny wykorzystuje nowoczesne instalacje technologiczne działające na stacji londyńskiego metra, która nie jest używana już od prawie 100 lat. Stara stacja, znana pod nazwą City Road, została zamieniona w olbrzymi podziemny system odciągowy, który pobiera powietrze ze znajdujących się pod ziemią tuneli. Są to tunele, po których jeżdżą składy północnej linii londyńskiego metra.

System pomp ciepła GEA

W bliskiej współpracy z radą dzielnicy Islington, Transport for London (TfL) (jednostką samorządową odpowiedzialną za transport) oraz głównym wykonawcą Colloide Engineering Systems, GEA zainstalowała amoniakalną pompę ciepła o mocy 1000 kW umieszczoną w kontenerze na poziomie ulicy.

Colloide stale szuka sposobów na to, aby odnieść korzyść pod względem ekonomicznym, społecznym i ekologicznym. „Chcemy mieć pewność, że wszystkie nasze wartości zostaną w pełni zrealizowane, dlatego każdy nasz projekt obejmuje etap wstępnej kwalifikacji, podczas której oceniamy polityki zrównoważenia wszystkich podwykonawców i dostawców Colloide. GEA oraz amoniakalne pompy ciepła tej marki zdecydowanie spełniają te kryteria”. – Paddy McGuinness, dyrektor zarządzający firmy Colloide Engineering Systems

– Paddy McGuinness, dyrektor zarządzający firmy Colloide Engineering Systems

Pompy ciepła pozyskują energię z ciepłego powietrza odlotowego wylatującego z podziemnych tuneli metra. Odrobinę chłodniejsze powietrze jest odprowadzane do otoczenia, a pompy ciepła wykorzystują pozostałą energię do ogrzania wody, która jest przepompowywana rurami na 1,5 km odcinku sieci ciepłowniczej, aby trafić do okolicznych budynków w celu ogrzania mieszkań.

Pompa ciepła, opracowana i wyprodukowana przez GEA na potrzeby systemu, jest zbudowana z parownika/separatora, trzech sprężarek i czterech wymienników ciepła w obwodzie grzejnym. Wymienniki ciepła optymalizują obieg grzejny według ustalonej zasady, że woda powracająca w temperaturze 55˚C jest ogrzewana do 80˚C.

Pompa ciepła GEA w londyńskiej dzielnicy Islington

Pompa ciepła GEA zainstalowana w Centrum Energetycznym Bunhill 2 w celu ponownego wykorzystania ciepła odpadowego z londyńskiego metra.

Jak mówi Kenneth Hoffman, kierownik produktu w dziale pomp ciepła GEA Refrigeration Technologies, na etapie tworzenia systemów w ramach projektu należało rozwiązać wiele problemów. Konieczne było przeprowadzenie wielu testów, aby pył i piach wsysane przez wentylowane powietrze nie zatykały wężownic wymienników ciepła. Kenneth Hoffmann wyjaśnia: „Sieć ciepłownicza Bunhill wymagała, aby dostarczana z pompy ciepła gorącą woda miała temperaturę do 80˚C. Użyliśmy dwustopniowych sprężarek tłokowych, żeby otrzymać współczynnik efektywności (COP) pompy na poziomie ponad 3,5. Infrastruktura projektu znajdowała się obok budynku mieszkalnego, dlatego należało też zainstalować technologię płuczki pozwalającą odfiltrowywać powietrze wywiewane z maszynowni. Celem było uniknięcie ryzyka mało prawdopodobnego wycieku naturalnego amoniaku do maszynowni i narażenie mieszkańców okolicy na działanie obecnej w powietrzu substancji, tak żeby przed przeniknięciem do otoczenia była pochłaniana przez płuczkę”.

Paddy McGuinness wyjaśnia, dlaczego wybrano to rozwiązanie: „Firma Colloide uczestniczyła w wielu projektach z segmentu energii odnawialnych. Colloide podjęła współpracę z GEA nad tym projektem ze względu na wiedzę w obszarze chłodzenia amoniakiem oraz amoniakalnych pomp ciepła. GEA zdobyła duże doświadczenie w tym segmencie, a 95% przemysłowych instalacji chłodniczych oddanych do użytkowania w ciągu ostatniej dekady działa właśnie na bazie amoniaku. A ponieważ presja ze strony użytkowników końcowych na obniżanie rachunków za energię rośnie, również zainteresowanie amoniakalnymi pompami ciepła jest coraz większe”.

„Korzystanie z pomp ciepła jest dużo bardziej ekologiczne niż używanie bojlerów gazowych, zwłaszcza w dużych miastach — pompy nie emitują tlenków azotu (NOx). Właśnie dlatego pompy ciepła dają miastom czystsze powietrze i są korzystne ekonomicznie. Ponadto amoniak jest naturalnym czynnikiem chłodniczym, który nie przyczynia się do globalnego ocieplenia” — mówi Kenneth Hoffmann.

Inspirujący efekt

Centrum Bunhill 2 Energy Centre poszerza istniejącą sieć cieplno-energetyczną Bunhill Heat and Power, założoną w 2012 roku przez radę dzielnicy Islington, o kolejne 550 domów i szkołę podstawową. Już teraz, codziennie i przez cały rok, sieć dostarcza tańszą, bardziej ekologiczną energię cieplną do dwóch lokalnych hal sportowych i ponad 800 domów, a nowe centrum energetyczne pozwoli stworzyć system o potencjalne pozwalającym obsłużyć 2200 domów. Koszty ogrzewania w mieszkaniach podłączonych do sieci spadną o 10% w porównaniu do innych istniejących miejskich systemów ogrzewania, a przecież nawet dotychczasowe systemy generują koszty o około połowę niższe niż niezależne systemy ogrzewania mieszkań. Projekt przysporzy więc realną korzyść mieszkańcom i całej dzielnicy Islington oraz pomoże położyć kres ubóstwu energetycznemu.

Lokalna szkoła podstawowa Moreland Primary School była pierwszą szkołą podłączoną do sieci, która obsługuje też basen oraz inne obiekty w centrum sportowym Ironmonger Row Bath and Finsbury. Firma Colloide uruchomiła już inicjatywy wspierania dzieci i nastolatków z lokalnej społeczności oraz nawiązała współpracę z miejscowymi szkołami, collegami i uniwersytetami. Planuje stworzyć programy praktyk oraz wycieczek do miejsc pracy, aby poprawić kompetencje zawodowe, a jednocześnie podnieść samoocenę młodzieży mieszkającej w dzielnicy Islington.

System ciepłowniczy jest wyjątkowo przyjazny dla środowiska, ponieważ wykorzystuje ciepło, które zostałoby w przeciwnym razie utracone. Dostarczanie odzyskanego ciepła do podłączonych do sieci domów i obiektów publicznych pomoże zmniejszyć emisje CO2 o około 500 ton rocznie.

Dzięki współpracy wszystkich zainteresowanych stron powstał przełomowy schemat sieci ciepłowniczej. Główną technologią jest amoniakalna pompa ciepła, dzięki której projekt pozwala dostarczać lokalnej społeczności tańszą i bardziej ekologiczną energię” – mówi Shaun Hannon, kierownik ds. kontraktów w Colloide

– mówi Shaun Hannon, kierownik ds. kontraktów w Colloide

Potencjał przyszłego rozwoju sieci

Metodę odzyskiwania ciepła przy użyciu pomp ciepła można zastosować w Londynie oraz sieciach metra na całym świecie. Posłużmy się przykładem Londynu: Analiza ponad 150 szybów wentylacyjnych pozwoli stwierdzić, z których konkretnie miejsc można teoretycznie odzyskiwać ciepło odpadowe. Technologia pomp ciepła GEA, w połączeniu z doświadczeniem zdobytym podczas przełomowego projektu Bunhill 2, sprawiła, że spółka jest preferowanym partnerem do tego typu zadań. Weźmy na przykład linie kolejowe na całym świecie: również w tym obszarze technologia pomp ciepła GEA oferuje wspaniałe możliwości odzyskiwania ciepła, a co za tym idzie poprawy środowiska i klimatu.

Dane projektu:

Rok rozpoczęcia: 2017
Rok zakończenia: 2019
Powierzchnia wewnętrzna brutto: 617 m²
Typ kontraktu: JCT Design and Build Contract (Wykonawca odpowiada za projekt i wykonanie)
Projekt architektoniczny: Cullinan Studio (projekt)
McGurk Chartered Architects (realizacja)
Klient i zarządca projektu: Rada dzielnicy Islington
Kluczowy partner wykonawczy: TfL
Inżynier budowlany: Ramboll (projekt), McMahon Associates (realizacja)
Konsultant ds. monitorowania i ewaluacji: Ramboll
Kontrola kosztów: Gleeds
Konsultacja w sprawie krajobrazu: J&L Gibbons
Koordynator CDM ds. budowy, projektu i zarządzania: AECOM
Zatwierdzony inspektor budowlany: Islington Building Control
Wykonawca projektowy i budowlany: Colloide Engineering
Twórca: Toby Paterson
System pomp ciepła: GEA (projekt, produkcja i instalacja)
Testy i przekazanie do użytkowania: Topic Plan
Konsultacja projektu: Inner Circle Consulting
Prawo dostępu do światła dziennego: Right of Light Consulting
Oprogramowanie CAD: MicroStation, Revit

Contact

GEA logo

Zakres dostawy od GEA

  • Rozwiązanie GEA: spersonalizowany system pomp ciepła
  • Wydajność grzewcza: 1000 kW
  • Źródło ciepła: Powietrze z wentylacji w londyńskim metrze (od 18 do 30°C)
  • Radiator: Woda centralnego ogrzewania (od 55 do 80°C)
  • Współczynnik efektywności COP: 3,5 (średnia roczna) (1 kWh elektryczności = 3,5 kWh ogrzewania)
  • Rodzaj sprężarki: Sprężarka tłokowa GEA Grasso
  • Naturalny czynnik chłodniczy: Amoniak
Dekarbonizacja sieci ciepłowniczej z wykorzystaniem technologii pomp ciepła

Webinar: Sieć ciepłownicza

Dołącz do poświęconego sieciom ciepłowniczym webinaru „Klubu chłodzenia” (Cooling Club) GEA pod nazwą „Dekarbonizacja sieci ciepłowniczej z wykorzystaniem technologii pomp ciepła” (Decarbonizing district heating with heat pump technology). Svend Vinther Pedersen, wyższy rangą konsultant z Duńskiego Instytutu Technologii oraz Kenneth Hoffmann, specjalista GEA ds. sieci ciepłowniczych, opowiedzą o tym, jak z pomocą pomp ciepła dekarbonizować sieci ciepłownicze i obniżać rachunki za energię.
Otrzymuj nowości od GEA

Śledź innowacje i historie GEA, zarejestruj się do biuletynu z wiadomościami od GEA.

Skontaktuj się z nami

Jesteśmy po to, by Ci pomóc! Potrzebujemy kilku informacji, by odpowiedzieć na Twoje zapytanie.