Проект централизованного теплоснабжения района Лондона с использованием тепловых насосов GEA, который должен стать мировым эталоном

Энергетический центр Bunhill 2 отапливает лондонские дома с помощью технологии тепловых насосов GEA

Идея настолько же гениальна, насколько и уникальна, и имеет потенциал стать глобальным образцом для подражания: проект Bunhill Heat and Power Network (BHPN) в центре Лондона. Благодаря использованию отработанного тепла сети Лондонской подземки реализована система отопления и горячего водоснабжения 1350 домов, школы и двух досуговых центров в округе Ислингтон. В связи с особенностями и специализацией, которые характеризуют данный проект, главный подрядчик, компания Colloide Engineering Systems, установил партнерские отношения с ключевой инженерно-консультационной фирмой, поставщиками и субподрядчиками в целях формирования команды специалистов, способных выполнить этот проект. В состав этой команды входят и инженеры компании GEA, которая является признанным в мире специалистом в сфере передовых технологий. В частности, компания поставила для этого флагманского проекта специально разработанное решение, в котором используются тепловые насосы. GEA, Colloide и все заинтересованные стороны поддерживают усилия округа Ислингтон по снижению выбросов углерода с целью достижения нейтрального уровня выбросов CO2 к 2030 году.

Местный совет округа Ислингтон и его целевой показатель чистого нулевого объема выбросов углерода к 2030 году

Местный совет округа Ислингтон, который на протяжении многих предпринимает усилия по сокращению выбросов углерода, объявил о чрезвычайной климатической ситуации. В соответствующем заявлении он обязалась стремиться к достижению к 2030 году чистого нулевого показателя, т.е. к достижению нейтрального уровня выбросов СО2. Для достижения этой цели на благо своих граждан совет округа Ислингтон предпринимает меры по обеспечению жителей округа более дешевой и экологически чистой энергией.

Одной из таких мер является поистине революционный энергетический центр Bunhill 2, первый в своем роде в мире. Он представляет собой реально действующую концепцию использования отработанного тепла общественных объектов, в конкретном случае Лондонского метрополитена. Благодаря отоплению и горячему водоснабжению домов, школы и досуговых центров в округе Ислингтон достигается высокая экономия энергии, сокращение выбросов углекислого газа, улучшение качества воздуха, а также снижение расходов жителей округа Ислингтон на отопление, которые получают дополнительную выгоду благодаря этой концепции, учитывая тот факт, что многие из них живут в условиях так называемой «топливной бедности».

Энергетический центр Bunhill 2 - Внешний вид (фото: местный совет округа Ислингтон)

Энергетический центр Bunhill 2 - Внешний вид (фото: местный совет округа Ислингтон)

В новом энергетическом центре используются самые современные технологии на месте бывшей станции лондонского метрополитена, которая была выведена из эксплуатации почти 100 лет назад. То, что осталось от станции, когда-то известной под названием «Городская дорога», было превращено в огромную подземную систему воздухоудаления, которая извлекает теплый воздух из проходящих под ней туннелей. Туннели используются северной линией Лондонского метрополитена.

Решение GEA на основе использования тепловых насосов

В тесном сотрудничестве с местным советом округа, Департаментом транспорта Лондона (TfL) и главным подрядчиком, компанией Colloide Engineering Systems, GEA установила аммиачный тепловой насос мощностью 1000 кВт в контейнере на уровне первого этажа.

Компания Colloide постоянно ищет пути достижения успешных результатов своей деятельности с точки зрения экономического, социального и экологического аспектов. В целях гарантированной и исключительной реализации наших ценностей в рамках каждого из реализуемых нами проектов мы разработали систему предварительной квалификационной оценки политики устойчивого развития всех субподрядчиков и поставщиков компании Colloide. Компания GEA и ее аммиачный тепловой насос, безусловно, соответствуют этому критерию.»– Пэдди МакГиннесс (Paddy McGuinness), управляющий директор компании Colloide Engineering Systems

– Пэдди МакГиннесс (Paddy McGuinness), управляющий директор компании Colloide Engineering Systems

Тепловой насос извлекает энергию из теплого отработанного воздуха подземных туннелей. Слегка более прохладный воздух отводится в окружающую среду, а энергия используется для подогрева воды тепловым насосом, которая по 1,5-километровой сети теплотрасс системы централизованного теплоснабжения района перекачивается в здания, расположенные по соседству, где в конечном итоге и используется для отопления зданий.

Тепловой насос, разработанный и изготовленный компанией GEA для данной системы, состоит из комбинированного испарителя/сепаратора, 3 компрессоров и 4 теплообменников в отопительном контуре. Теплообменники оптимизируют функционирование отопительного контура в соответствии с критериями, основанными на возврате теплофикационной воды при температуре 55˚C и подаче при температуре до 80˚C.

Тепловой насос GEA в округе Ислингтон, Лондон

Тепловой насос GEA установлен в энергетическом центре Bunhill 2 для повторного использования отработанного тепла лондонского метрополитена.

По словам г-на Кеннета Хоффманна, руководителя производственного направления тепловых насосов компании GEA Refrigeration Technologies, в ходе проекта возникало множество проблем при проектировании системы. При этом проводились обширные испытания на предмет исключения попадания пыли и грязи, всасываемых в воздух системы вентиляции, в змеевик теплообменника. Кеннет Хоффманн поясняет: «Для сети централизованного теплоснабжения Bunhill необходимо было, чтобы тепловой насос обеспечивал горячую воду температурой до 80˚C. Мы использовали двухступенчатые дожимные компрессоры, также известные как «поршневые», для достижения КПД (COP) или коэффициента производительности теплового насоса более 3,5. Так как проект находился рядом с жилым зданием, установка также включала в себя скрубберную технологию для фильтрации вентиляционного воздуха из технического помещения. Цель состоит в том, чтобы в случае попадания небольшого количества натурального хладагента на основе аммиака в техническое помещение, что является маловероятным сценарием, местные жители не подвергались воздействию аммиака, находящегося в воздухе, так как он будет поглощаться в скруббере и не попадет через систему вентиляции в окружающую среду.»

Пэдди МакГиннесс поясняет, почему было выбрано это решение: «Компания Colloide участвовала в большом количестве проектов, связанных с возобновляемыми источниками энергии. Партнером компании Colloide в рамках этого проекта стала компания GEA, так как она обладает серьезными знаниями в области технологий охлаждения на основе аммиачных холодильных машин и технологий на основе использования тепловых насосов. Основываясь на опыте компании GEA, в 95 процентах промышленных холодильных машин, установленных за последние 10 лет, используется аммиак. В связи с ужесточением требований, предъявляемых к конечным потребителям и направленных на сокращение расходов на энергию, это привело к значительному повышению интереса к аммиачным тепловым насосам.»

«Использование тепловых насосов является гораздо более экологически безопасным способом, чем использование газовых котлов, особенно в крупных городах, так как они не выделяют оксидов азота (NOx). Таким образом, тепловые насосы обеспечивают более чистый воздух в городах и окупаются в финансовом плане. Более того, аммиак — это натуральный хладагент, который не способствует глобальному потеплению,» — говорит Кеннет Хоффманн.

Вдохновляющий результат

Энергетический центр Bunhill 2 включает еще 550 домов и начальную школу в существующую теплоэнергетическую сеть централизованного теплоснабжения Bunhill, запущенную Советом округа Ислингтон в 2012 году. Сеть уже ежедневно обеспечивает более дешевым, экологически чистым теплом два местных досуговых центра и более 800 домов, но новый энергоцентр предоставляет возможность обеспечить системой до 2200 домов. Затраты на отопление для жителей, подключенных к сети, будут сокращены на 10 процентов по сравнению с другими существующими коммунальными системами отопления, которые сами по себе стоят примерно вдвое дешевле, чем автономные системы отопления индивидуальных домов. Таким образом, это реальная польза для окружающей среды и для жителей округа Ислингтон в их стремлении положить конец «топливной бедности».

Находящаяся по близости начальная школа Moreland Primary School была первой школой, подключенной к сети, к которой уже подключен плавательный бассейн и инфраструктура бань Ironmonger Row Bath и досугового центра Finsbury Leisure Centre. Colloide также выступила с инициативами по инвестированию в будущее юных жителей округа и установила связи с местными школами, колледжами и университетами. Эти инициативы направлены на предоставление возможностей получения трудового опыта и посещения производственных предприятий с целью ознакомления с принципами трудоустройства, одновременно повышая уверенность в своих силах местных детей, проживающих в округе Ислингтон.

Система теплоснабжения чрезвычайно экологична, так как в ней повторно используется тепло, которое в противном случае было бы потрачено без пользы. Обеспечение подключенных домохозяйств и социальных объектов повторно используемым отработанным теплом позволит сократить выбросы CO2 примерно на 500 тонн в год.

Эта новаторская схема централизованного теплоснабжения основана на тесном сотрудничестве всех заинтересованных сторон. Главной используемой технологией является аммиачный тепловой насос, в результате чего этот проект обеспечивает местное население более дешевой, экологически чистой энергией.»– г-н Шон Хэннон (Shaun Hannon), руководитель отдела контрактов в компании Colloide.

– г-н Шон Хэннон (Shaun Hannon), руководитель отдела контрактов в компании Colloide.

Потенциал централизованного теплоснабжения в будущем

Принцип рекуперации тепла с помощью тепловых насосов может быть применен как в Лондоне, так и в подземных сетях по всему миру. Возьмем, к примеру, Лондон: Здесь исследования более 150 вентиляционных шахт позволят выявить, какие из них обладают потенциалом для рекуперации отработанного тепла. Благодаря технологии тепловых насосов, предлагаемой компанией GEA, а также опыту, полученному в ходе реализации новаторского проекта Bunhill 2, она является наиболее предпочтительным партнером в этом отношении. Возьмем, к примеру, сети метрополитена во всем мире: именно здесь технология тепловых насосов GEA сможет обеспечить наибольший потенциал для рекуперации отработанного тепла и, следовательно, для защиты окружающей среды и климата.

Данные проекта:

Запуск: 2017 г.
Завершение: 2019 г.
Общая внутренняя площадь помещений: 617 м²
Контракт: Контракт на проектирование и строительство, Трибунал по стандартной форме контракта на строительство для совместной деятельности в строительстве (JCT)
Архитектор: Cullinan Studio (проектирование)
McGurk Chartered Architects (реализация)
Заказчик и руководитель проекта: Совет округа Ислингтон
Ключевой партнер по реализации: Департаментом транспорта Лондона (TfL)
Техническое проектирование: Ramboll (проектирование), McMahon Associates (реализация)
Консультант по электромеханическим работам: Ramboll
Система обеспечения качества: Gleeds
Консультанты по благоустройству участка: J&L Gibbons
Координатор по управлению строительством и проектированием: AECOM
Инспектор, осуществляющий надзор за строительством: Islington Building Control
Подрядчик по проектированию и строительству: Colloide Engineering
Художник: Тоби Патерсон (Toby Paterson)
Система тепловых насосов: GEA (проектирование, изготовление и монтаж)
Проведение испытаний и пуско-наладочные работы: Topic Plan
Консультанты проекта: Inner Circle Consulting
Права на доступ к дневному освещению: Right of Light Consulting
САПР: MicroStation, Revit

Contact

GEA logo

Комплект поставки GEA

  • Решение от GEA: специализированная система на основе тепловых насосов
  • Теплопроизводительность: 1000 кВт
  • Источник тепла: Вентиляция в метро Лондона (от 18 до 30˚C / от 64,4 до 86°F)
  • Радиатор: Вода для центрального теплоснабжения (от 55 до 80˚C / от 131 до 176°F)
  • Холодильный коэффициент производительности COP: 3,5 (в среднем за год) (1 кВт/ч электроэнергии = 3,5 кВт/ч отопления)
  • Тип компрессоров: Поршневой компрессор GEA Grasso
  • Натуральный холодильный агент: Аммиак
Декарбонизация системы централизованного теплоснабжения с помощью технологии тепловых насосов

Вебинар: Централизованное теплоснабжение

Примите участие в вебинаре GEA Cooling Club, посвященного вопросам централизованного теплоснабжения района под названием «Обезуглероживание системы централизованного теплоснабжения района с помощью технологии тепловых насосов». Свенд Винтер Педерсен (Svend Vinther Pedersen), старший консультант Датского технологического института и эксперт по вопросам централизованного теплоснабжения компании GEA Кеннет Хоффманн (Kenneth Hoffmann) расскажут о способах обезуглероживания системы централизованного теплоснабжения района и снижения расходов на энергию с помощью тепловых насосов.
Получайте новости от GEA

Будьте в курсе инноваций и историй GEA, подписавшись на новостную рассылку от GEA.

Связаться с нами

Мы всегда готовы помочь! Сообщите минимальные данные, и мы предоставим ответ на ваш запрос.