Do pomp ciepła dużej mocy zalicza się te o mocy powyżej 2 MW, w których sprężarkę najczęściej zastępują kompresory odśrodkowe (produkuje się je w zakresach mocy chłodniczej od 0,5MW do 20 MW).

 
Same pompy ciepła mogą być jednostkami jednostopniowymi bądź dwustopniowymi, a żeby lepiej zrozumieć ideę ich działania i zastosowania najlepiej zapoznać się z konkretnymi przykładami, które przedstawiono w niniejszym artykule.

Jedna z największych pomp ciepła, o mocy 180 MW wykorzystująca ciepło z wody morskiej, znajduje się w Sztokholmie, mieście usytuowanym na 14 wyspach. Sieć ciepłownicza jest tam bardzo rozbudowana, ma długość 765 km i obsługuje ponad 60% ogólnego zapotrzebowania na ciepło, co daje około 5700 GWh. Fortum, będący liderem wśród dostawców energii w krajach skandynawskich, również i w Sztokholmie jest głównym producentem ciepła i chłodu. Do tego celu wykorzystywane są różnie źródła energii, uzupełniające się wzajemnie: 35% – paliwa kopalne, 26% – biopaliwa, 26% – woda morska i ścieki, 13% – energia elektryczna do zasilania pomp ciepła. 

W 1980 roku, kiedy ceny oleju opałowego szły w górę, zainteresowano się pompami ciepła. Dlatego wybudowano ciepłownię Varten Ropstan i zainstalowano w niej 6 pomp ciepła Unitop® 50FY. Obecnie zasila ona część centralną sieci ciepłowniczej Sztokholmu, co stanowi ok 60%. Stopień wydajności ciepłowni Varten obrazuje fakt , że  posiada wystarczające zasoby by samodzielnie obsłużyć całą sieć wiosną, latem i wczesną jesienią. 
 
Głównym  dolnym źródłem ciepła dla pomp ciepła jest woda morska, dlatego na każdą jednostkę przypadają 2 pompy zapewniające stałość dostaw. Tak duże ilości wody gwarantują stałą temperaturę. Latem pobiera się wodę z powierzchni, już ogrzaną przez słońce, natomiast zimą z głębokości 15 m, charakteryzującą się stałą temperaturą +3°C. 

Instalacja grzewczo-chłodząca pomp ciepła w Dalian-Xighai
Dalian jest zlokalizowane w  północno-wschodnich Chinach i jest jednym z najnowocześniejszych i najszybciej rozwijającym się miastem w kraju. Od ponad 20 lat zwraca się baczną uwagę na oddziaływanie na środowisko przy silnym rozwoju przemysłu, jaki ma tam miejsce, dlatego powstała tam scentralizowana instalacja grzewczo-chłodnicza pomp ciepła dużej mocy. 
 
Instalację zlokalizowano na wybrzeżu Xinghai Bay będącym centrum biznesowym oraz turystycznym. Sieci grzewcze w Chinach są od lat 50-tych XX wieku, natomiast scentralizowane sieci chłodnicze były nowością. Zdecydowano się na pompę ciepła dużej mocy typu Unitop®33/28 firmy FIROTHERM, produkującą ciepło i chłód. Zainstalowano ją w 2007 roku w podziemiach dwupiętrowego, komercyjnego budynku. Instalacja obsługuje ok 300 000 m². Zimą, dwie jednostopniowe, otwarte kompresory połączone są szeregowo, dolnym źródłem ciepła są uzdatnione ścieki z przyległej oczyszczalni. Latem natomiast urządzenie pracuje jako agregat chłodniczy, więc kompresory połączone są równolegle, ścieki wówczas odbierają ciepło w postaci wypompowanego ciepłego powietrza z pomieszczeń. Pompa ciepła ma moc grzewczą 8,3 MW przy temperaturze wody 65°C, a moc chłodniczą 10 MW przy temperaturze wody 2°C. 
 
Do kontroli instalacji używany jest układ sterowania Siemens S95 PLC, dający wiele możliwości użytkownikom. W przyszłości instalacja ma się rozrastać, za dolne źródło dla pomp ciepła ma służyć woda morska, a latem ma być odbiorcom ciepła, pozwala na to dogodna lokalizacja. Obecnie instalacja przynosi co roku 30% oszczędności w porównaniu z wydajnością konwencjonalnej energetyki. 
 
Magdalena Stoch, Michał Kaczmarczyk
Źródło: GLOBEnergia 12/2015

O podziemnej instalacji schładzającej Paryż, o grzewczo chłodzącym systemie w centrum badawczym w Szwecji przeczytasz w GLOBEnergia 12/2015

POBIERZ APLIKACJĘ MOBILNĄ GLOBEnergia Plus i  czytaj najnowszy numer miesięcznika! 

appstore        google play