Najgorętsza pompa ciepła została opracowana w ramach projektu badawczego o nazwie „Free2Heat” przez norweskie konsorcjum, na które składa się Norweska niezależna organizacja badawcza Sintef, norweski producent sprężarek Tocircle i Norweski Uniwersytet Nauki i Technologii (NTNU. Jako czynnik roboczy, urządzenie wykorzystuje czystą wodą i może być stosowane w różnych procesach przemysłowych, które opierają się na parze jako nośniku energii. Najgorętsza pompa ciepła to ciąg dalszy rozwoju technologii początkowo opracowanej do przetwarzania produktów mlecznych w TINE, w norweskim mieście Bergen. Technologia umożliwiła firmie stanie się pierwszą na świecie mleczarnią o zerowej emisji.

Naukowcy z SINTEF przy opracowanej pompie ciepła: Michael Bantle (z prawej) i Christian Schlemminger. Zdjęcie: Thor Nielsen, źródło: sintef

Temperatura

Znane szerszemu gronu pompy ciepła używane do ogrzewania domów i przygotowania ciepłej wody użytkowej, działają w temperaturach od 30 do 60 stopni, ale wiele procesów przemysłowych wymaga znacznie wyższych temperatur – a niektóre branże wymagają zupełnie innych technologii. Najgorętsza pompa ciepła na świecie, może osiągnąć temperaturę do 180 stopni Celsjusza, a jak twierdzą twórcy, jej zastosowanie pozwala zmniejszyć zużycie energii w obiekcie od 40% do nawet 70%.

Zastosowanie najgorętszej pompy ciepła

Jak dla pv-magazine odpowiedział Michael Bantle z organizacji badawczej Sintef, opracowana pompa ciepła znajdzie zastosowanie we wszystkich gałęziach przemysłu z dostępnym ciepłem odpadowym i zapotrzebowaniem na parę technologiczną. Jako najbardziej interesujące sektory do wykorzystania urządzenia, naukowiec wskazał sektor spożywczy, chemiczny i papierniczy. Podkreślił jednak, że również w sektorze energii odnawialnej, technologia może być rozwijana i pojawiać się w połączeniu z termicznym magazynowaniem energii.

Technologia

Projekt jest wspólnym wysiłkiem SINTEF, NTNU i norweskiego producenta sprężarek Tocircle.

Pompa ciepła wykorzystuje obrotową maszynę łopatkową zaprojektowaną przez Tocircle oraz technologię wody i pary opracowaną przez Sintef. Jak powiedział Michael Bantle z Sintef, maszyna łopatkowa jest rodzajem sprężarki wyposażonej w łopatki, które obracają się w taki sposób, że z każdym obrotem zmienia objętość sprężarki. Sekretem sprężarki Tocircle jest to, że wszystkie jej ruchome części, które mają kontakt z medium roboczym, są “smarowane” wodą.

Połączenie wtrysku wody i sprężania pary nie tylko smaruje sprężarkę, która w innym przypadku uległaby przegrzaniu, ale także zmniejsza naprężenia termiczne całego systemu.

Praca pompy ciepła w zakładzie Tocircle w Glomfjord w okręgu Nordland, Zdjęcie: ToCircle Industries AS., źródło: sintef

Zerowa emisja gazów cieplarnianych

Doskonały dostęp do czystej energii w Norwegii powoduje, że zastosowanie tej technologii pompy ciepła nie powoduje emisji gazów cieplarnianych. Jednak, jak twierdzi Bantle, nawet w pozostałej części Europy, w której miks energetyczny nie jest w przeważającej części oparty o OZE, nowa technologia pomp ciepła przyniesie podobną redukcję emisji gazów cieplarnianych. Redukcja emisji będzie zależeć tylko w niewielkim stopniu od tego, skąd będzie pochodzić energia elektryczna wykorzystywana do napędzania pompy ciepła.

Koszty i wdrożenie

Konsorcjum planuje wprowadzić technologię na rynek jeszcze w tym roku. Według naukowców, koszty i zwrot z inwestycji zależą od lokalnych cen energii i technologii odniesienia. Jak twierdzi Michael Bantle, inwestycja w pompę ciepła kosztuje, ale ta technologia zagwarantuje duże oszczędności, które pozwolą stosunkowo szybko odzyskać koszty inwestycji.

Źródła: pv-agazine, sintef

 

Redakcja GLOBEnergia