Grundvandskøling og ATES state of the art i Danmark.



Relaterede dokumenter
Garneriet Hjortebjerg på vej mod at blive energiproducent.

ATES kan spare 50% på regningen til køling og opvarmning af bygninger i Danmark.

Udnyttelse af lavtemperatur varmekilder i fjernvarmem

FSTA Årskonference 2014 Lagring af overskudsvarme og kulde i undergrunden

GRUNDVANDSKØLE- OG VARMEANLÆG (ATES) STATUS OG ERFARINGER

VISIONER OG ØNSKER FOR DEN FREMTIDIGE FORVALTNING AF ANLÆG FOR GRUNDVANDSBASERET KØLING, OPVARMNING OG ATES

CO2-neutrale sygehuse med ATES

Grontmij Grundvandskøling

ELFORSK PSO-F&U 2007

Grundvandskøling. Fordele, udfordringer og økonomi. Pia Rasmussen Energiingeniør og projektleder. Ajour / CoolEnergy 27. november 2014 CVR

ELFORSK PSO-F&U 2007

Gentofte Hospital. Grundvandskøling og ATES. Forundersøgelse. Enopsol

Landsbyvarme med ATES.

Kommunale cases: Generel sagsbehandling med fokus på miljøpåvirkning

Temadag 1. februar 2012

Rasmus Victor Fauerholdt

Aalborg Universitet. Publication date: Document Version Forlagets endelige version (ofte forlagets pdf)

ATES-systemer i decentrale kraftvarmeværker og barmarksværker.

ELFORSK PSO-F&U 2007

Side 4 Anlæg med flow i åbne boringer Anlæg med flow i slanger

Widex et ægte CO2 neutralt byggeri

Af Maria Lykke Andersen Foto: Widex ET FORVARSEL OM GYLDNE TIDER. Dansk VVS / Maj 2012 / 05

PRIMO DANMARK A/S Jernbanegade Tistrup. Att.: Ronni Sørensen. Varde Kommune giver endelig tilladelse til ATES anlæg.

Grundvand som energiressource:

DE FØRSTE STORE VARMEPUMPER I SYNERGI MED FJERNKØLING DANSK FJERNVARME, ANDERS DYRELUND, MARKEDSCHEF

FJERNVARMEINDUSTRIENS ÅRSMØDE 2017 TINA KRAMER KRISTENSEN DIREKTØR, RAMBØLL ENERGI

Termisk Lagring HTES (High Temperature Energy Storage) Termisk Lagring 1

Historik for grundvandsbaserede energianlæg

JESPER KOCH, ANALYSECHEF I GRØN ENERGI KIG I KRYSTALKUGLEN DREJEBOG OG INSPIRATION FOR STORE VARMEPUMPER I FJERNVARMEN

El-drevne varmepumper, Muligheder og begrænsninger

Ansøgning om 1 prøveboring og midlertidig udledning

Af Maria Lykke Andersen Foto: Widex ET FORVARSEL OM GYLDNE TIDER. Electra / Maj 2012 / 05

Udredning vedrørende store varmelagre og varmepumper

Ansøgning om godkendelse af og dispensationer vedrørende ATES-varmeforsyningsprojekt for Bispebjerg Hospital

Grundvandskøling. Svend Erik Mikkelsen. Seniorspecialist COWI A/S.

Bilag A - Skema til brug for screening (VVM-pligt) [kriterier iht. bilag 3 i bekendtgørelse nr af 06. november 2014]

GEOENERGI EN EFFEKTIV ENERGIRESSOURCE. Præsentation af Lars Hjortshøj Jacobsen ATES A/S ÈN KONCERN MED TRE FAGLIGE SPOR

ATES anlæg v. Syddansk Universitet, Kolding. EnviNa Grundvandsbaseret Geoenergi Vissenbjerg d. 5. maj 2015

Erfaringer med grundvandsbasererede geoenergi anlæg. Grundvandskøling/-og opvarmning, udvikling af anlæg i praksis

Erfaring med varmepumper i fjernvarmen Rye Kraftvarmeværk A.m.b.a.

Delprojekt Metoder til opsamling af overskudsenergi væksthuse.

Bilag 1. Nabovarmeprojekt i Solrød Geologisk Undersøgelse. Paul Thorn (RUC).

Ecodesign-krav for luftvarmeaggregater, større luft-luft varmepumper og fan-coil units

Anvendelse af grundvand til varmefremstilling

Varmekilder til varmepumper

Jordvarmeboringer - fremtidens energikilde? Lotte Thøgersen VIA University College

Energispareordningens betydning for varmepumper og solfangere

ET MINI-KRAFTVARMEANLÆG

GRØNT TEMA. Fra nedbør til råvand

Koncepter til overvindelse af barrierer for køb og installation af VE-anlæg task 2. Skitsering af VE-løsninger og kombinationer

FJERNVARMENS UDFORDRINGER OG MULIGHEDER I ET ELEKTRIFICERET ENERGISYSTEM ANALYSECHEF JESPER KOCH, GRØN ENERGI

Grønne afgifter. Indholdsforbtegnelse:

Euro Therm A/S ERFA-gruppe onsdag den 16. november 2011,

FlexCities. Tekniske og økonomiske analyser

FLYDENDE VAND- OG WELLNESSHUS I BAGENKOP

VE til proces Fjernvarme

SPAR PÅ ENERGIEN I DIN BYGNING - status og forbedringer

Elektrificering af dansk industri

Soldrevet køling i Danmark og udlandet. Lars Reinholdt Center for Køle- og varmepumpeteknik Teknologisk Institut

VARMEPUMPER OG UDNYTTELSE AF DEM I FORHOLD TIL ENERGIBESPARELSER. John Tang, Dansk Fjernvarme

Hybridvarmepumpe. En fortælling om gammel kendt teknologi sammensat på en ny måde! Kurt Hytting Energirådgiver i Industri Montage

Forskningsnetkonference

Kortlægning af mulighederne for geologisk varmelagring

Status på varmepumper - rammevilkår og varmekilder

Svend Erik Mikkelsen, COWI

Varmekilder Overfladevand Sø, å, fjord, hav

Projektsammendrag Nordby/Mårup Samsø Danmark

Temadag for leverandører af overskudsvarme. Bjarke Paaske, PlanEnergi 5. sept. - Kolding

LAVE VARMEUDGIFTER MED WELLMORE JORD VARMEPUMPER

Folketingets Energipolitiske Udvalg Torsdag 6.november 2008

DEIF A/S. Energiforsyning af en virksomhed

Henrik Lorentsen Bøgeskov Fjernkølingschef

Peer Andersen, Fjernvarme Fyn

KIM S. CLAUSEN, GRØN ENERGI DREJEBOG OG INSPIRATIONSKATALOG FOR UDBREDELSE AF VARMEPUMPER TIL FJERNVARME.

INDTÆGT. Ikast Svømmecenter og wellness Center sparer årligt kr.

Baggrunden bag transkritiske systemer. Eksempel

Bispebjerg Hospital. Grundvandskøling og ATES. Forundersøgelser

Bilag A - Skema til brug for screening (VVM-pligt) [kriterier iht. bilag 3 i bekendtgørelse nr af 06. november 2014]

DGF Gastekniske Dage 2014 Præsentation af Hybrid teknologi til små og store anlæg

ELFORSK PSO-F&U 2007

Fjernvarme til lavenergihuse

Sagsnr Bilag 1 til udvalgsindstilling: FJERNKØLING VED KONGENS NYTORV

Rørholt se. Anlægget 5 6 km syd for Dronninglund se

Energibesparelser i sommerhuse -solfanger contra varmepumpe. Klaus Ellehauge

Lavenergihuse målt og beregnet Off-print af artikel til Danvak Magasinet

Testet af Dansk Teknologisk Institut

Internationalt overblik over industrielle varmepumper. Application of Industrial Heat Pumps IEA Heat Pump Program Annex 35

Samproduktion af varme og køling medfører nye løsninger. DE Application manager Charles W. Hansen fra Grundfos

ES EJENDOMME OG SERVICE/DRIFT Februar 2011

Fuzzy teknologi. Den reducer omkostningerne og CO 2 -udslippet, og fastholder varmeforsyningen - læs mere på de næste sider

RING SØPARK - BRÆDSTRUP. Fremtidens fjernvarme i et bæredygtigt energisystem

Projektsammendrag Ærøskøbing Fjernvarme Ærø Danmark

Projektforslag. i h t. Bekendtgørelse om godkendelse af projekter for kollektive varmeforsyningsanlæg (BEK nr af 13. december 2005) omhandlende

PAKHUSET - LANGELINIE

CO 2 regnskab for virksomheden Skanderborg Kommune

BILAGSHÆFTE. Besparelse på energivandssystemet. Jonas Risvig Lysgaard E Fredericia Maskinmester Skole

AQUAREA LUFT/VAND-VARMEPUMPE EFFEKTIV OPVARMNING AF DIT HJEM

Bygninger, energi & klima i helhedsperspektiv. Rob Marsh, Seniorforsker Arkitekt MAA PhD SBi Energi & Miljø, Aalborg Universitet

Store varmepumper i fjernvarmen Hvorfor & Hvordan

Eksempel 2 Større kølehus Tadeus Padborg

Transkript:

Grundvandskøling og ATES state of the art i Danmark. Stig Niemi Sørensen Enopsol ApS Tuborg Boulevard 12, 3 2900 Hellerup INDLEDNING Med ibrugtagningen af Widex A/S nye domicilbygning i Vassingerød skrives et nyt kapitel i anvendelsen grundvandsmagasiner til køling og opvarmning af større bygninger i Danmark. Byggeriets køling og opvarmning baseres udelukkende på anvendelsen et grundvandsmagasin for sæsonlagring af kulde fra vinter til sommer og på sæsonlagring af varme fra sommer til vinter. Dette er ikke før set i Danmark. I samdrift med en varmpumpe spares over 70% i forhold til konventionelle systemer for køling og opvarmning af bygninger. En anden nyhed er, at anlægget opererer med uafhængige dipol-brøndpar, der kan drives autonomt, således at anlægget kan levere både køling og opvarmning hele året rundt. INTRODUKTION TIL GRUNDVANDSKØLING OG ATES I sin mest enkle udformning består et grundvandskøleanlæg af en boring til indvinding af grundvand og en boring til returledning af grundvand. Grundvandet pumpes fra indvindingsboringen ved ca. 9 o C i et lukket rørsystem gennem en eller flere varmevekslere, hvor grundvandet opvarmes til maks. 25 o C inden det tilbageføres til grundvandsmagasinet gennem returledningsboringen eller reinfiltrationsboringen. Der sker således ikke noget forbrug af grundvand, kun en opvarmning af vandet. Varmen lagres i den struktur i undergrunden (sand eller kalk), som grundvandet gennemløber under reinfiltrationen. Figur 1 viser en principtegning, hvor der er behov for køling af ventilationsluft.

HVAC Enopsol KOLD BRØND VARM BRØND Figur 1. Grundvandsanlæg med reinfiltration for køling af ventilationsluft. ATES står for Aquifer Thermal Energy Storage og sådanne anlæg udnytter den lagrede varme i grundvandsmagasinet til opvarmningsformal fx ved hjælp af en varmepumpe. Anlæggene har to driftssituationer eller modes: køling og opvarmning. I køle-mode virker anlægget som på figur 1. I varme-mode vendes pumperetningen og det opvarmede grundvand ledes tilbage gennem de samme varmevekslere, der blev anvendt til køling, hvorfra varmepumper udnytter grundvandsvarmen til opvarmning af bygningen. Figur 2 viser en principtegning, hvor der er behov for rumopvarmning.

Enopsol KOLD BRØND VARM BRØND Figur 2. Grundvandsanlæg med reinfiltration, hvor den lagrede varme udnyttes til rumopvarmning ved hjælp af varmepumper.

WIDEX-ANLÆGGET Figur 3. Widex nye domicil. April 2010. Køling og opvarmning af Widex A/S nye domicil i Vassingerød vil blive baseret på grundvand fra et vandførende kalkmagasin. beliggende mellem 50 og 100 meter under terræn. Anlægget er ibrugtaget medio februar 2010. Systemet har en køleydelse på ca. 2600 kw ved indvinding og returledning af en grundvandsmængde på op til 250 m 3 /time. Der anvendes op til 5 boringer for indvinding og op til 5 boringer for reinfiltration af grundvandet i alt 10 boringer konfigureret i 5 dipol brøndpar se figur 4. Hver dipol brøndpar (DP1-5) består af 1 boring for indvinding og 1 boring for returledning af grundvand forbundet med 1 varmeveksler. Hver dipol kan opereres uafhængigt af de øvrige diploer.

DP 3 DP 2 DP 1 DP 5 DP 4 Figur 4. Dipol 1-5 (DP1-5) Bygningens overskudsvarme bortkøles til grundvandet vha. varmeveksling med internt cirkuleret kølevand. Den således bortkølede varme lagres i grundvandsmagasinet for senere udnyttelse til varmeforsyning af bygningen ved hjælp af 2 NH 3 varmepumper med en samlet varmeydelse på 1000 kw (200 kw+800 kw). Ved fuld kapacitet af varmepumperne, leveres ca. 800 kw fra grundvandsmagasinet ved optagelse af en eleffekt til drift af varmepumperne på ca. 200 kw. Varmebehovet kan dækkes ved drift med max. 3 dipol brøndpar. Da bygningen har kølebehov hele året rundt kan anlægget levere både køling og opvarmning samtidigt. Energisystemets opbygning er vist på figur 5 og i Tabel 1 vises nøgledata.

PRODUCTION COOLING VENT. AIR FANCOILS COOLING SERVER COOLING AIR REMOVAL SYSTEMS SNOW- MELTING FANCOILS HEATING FLOOR HEATING COMPR. AIR HOT WATER TANK 13 o C 6 o C Enopsol 18 o C 10 o C 1 2 3 4 5 P1 R1 P2 R2 P3 R3 P4 R4 P5 R5 Figur 5. Widex A/S. Energisystem med 5 dipol brøndpar og 2 varmepumper.

Antal boringer 10 Antal dipoler 5 Maksimum grundvandscirkulation (m 3 /time) 250 Maksimum grundvandscirkulation (m 3 /år) 520.000 Kølekapacitet (kw) 2.800 Varmekapacitet med varmepumper (kw) 1.000 Varmeinjektion i køle-mode (MWh/år) 3.000 Kuldeinjektion i varme-mode (MWh/år) 3.000 Energibesparelse (elektricitet) in køle-mode (MWh/år) 700 Energibesparelse (naturgas) in varme-mode (m 3 /år) 270.000 CO 2 -besparelse (tons/år) 1.000 Tabel 1. Widex A/S. Data for ATES-anlæg.

FORDELE OG ULEMPER At benytte grundvand til køle- og opvarmningsformål under danske forhold har nogle markante fordele i forhold til alle andre former for køling og opvarmning: Stor energibesparelse og dermed CO 2 -reduktion (op til 90% i køle-mode og til 60% i varmemode) Attraktiv tilbagebetalingstid Gruvandskøleanlæg og ATES-anlæg har også nogle ulemper i forhold til traditionelle løsninger: Grundvandskøleanlæg og ATES-anlæg er naturanlæg og underlagt de naturgivne forhold på etableringsstedet. De kan derfor ikke betragtes som maskinanlæg eller hyldevareanlæg. Specifikke anlægsomkostninger varierer fra sted til sted Grundvandets kemiske sammensætning kan skabe driftsvanskeligheder. Kan ikke etableres alle steder pga. hensynet til indvindingen af drikkevand

ANLÆGSSTATUS Tabellen herunder viser data for nogle af de grundvandskøleanlæg med reinfiltration og ATES-anlæg, der er etableret i Danmark. Anlægeejer Idriftsat Årstal Grundvandsflow Kølekapacitet Elbesparelse CO 2 -red. m 3 /h m 3 /år kw MWh/år MWh/år ton/år Chr. Hansen A/S 1996 200 750000 3700 6000 600 468 Knudsen Plast A/S 1998 50 250000 290 1450 430 335 DBI Plastics A/S Stenlille 1998 30 150000 175 875 260 202 Primo DK A/S *) 1999 65 260000 600 1500 400 312 Mikron FaarevejleA/S 2001 45 160000 520 1850 420 327 Sky-Light A/S 2000 80 600000 450 3500 880 686 Billund Lufthavn A/S 2002 300 150000 2400 870 260 202 Superfos A/S **) 2001 75 600000 1000 6700 1350 1053 Faerch Plast A/S **) 2003 208 1800000 2650 +/-16700 1460 1138 AKV Langholt A/S 2004 210 470000 3900 8750 1650 1290 LEGO System A/S 2005 300 1500000 2800 8700 1550 800 DBI Plastics A/S Stenmagle 2006 100 450000 1625 7300 1350 1050 Kunststof Kemi A/S 2007 55 275000 700 3500 825 495 Hotel Opus 2007 80 280000 550 1930 424 254 DEIF A/S 2008 41 300000 450 +/-1000 220+varme 337 Crown Plaza Hotel Ørestad 2009 600 800000 8000 +/-4400 610 366 Sundhedshuset Horsens 2009 40 160000 350 +/-700 159+varme 143 Widex A/S 2010 250 520000 2800 +/-3000 698+varme 1034 RHQ Rambøl Head Quarters 2010 100 500000 1000 +/-2500 450+varme 425 Gartneriet Hjortebjerg 2010 50 250000 1160 +/-3000 320000 m3 333 Novo Nordisk Site Hillerød 2010 150 635000 2700 2200 1033+NGAS 850 CPH Københavns Lufthavne 2010-2014 500 2000000 5000 10000 1800 900 Tabel 2. Data for nogle af de første grundvandskøleanlæg med reinjektion i Danmark. *) Med vandrette boringer for returledning af grundvand. **) Med termisk balancering af grundvandsmagasinet. Kilde: Energi & Miljø A/S og Enopsol ApS

DRIFTSERFARINGER Etableringen af de første anlæg i Danmark var drevet af den helt uundværlige pionerånd mht. introduktionen af nye og innovative teknologier. Da de allerførste anlæg var etableret stod en række nye virksomheder klar til at satse på denne teknologi, fordi der var mulighed for at opnå markante besparelser på elregningen til køling. Nogle virksomheder havde i forvejen udslidte kølekompressoranlæg og derfor var overgangen til grundvandskøling endnu mere attraktiv. Desuden var der frem til regeringsskiftet i 2001 mulighed for at opnå 30% anlægstilskud fra Energistyrelsen. Driftserfaringerne under danske geologiske og hydrogeologiske forhold er overvejende gode. Driftsproblemer har indtil nu udelukkende skyldtes dårligt udførte boringer og styresystemer med udfældning af naturligt indhold af jern og mangan fra grundvandet til følge. Anlæggene bør kunne opnå lange levetider (over 25 år), hvis der tages behørigt hensyn til de naturgivne forhold. Stig Niemi Sørensen er civilingeniør (maskiner og energi) (DTU 1980) og ph.d. i termisk analyse af grundvandsbaserede varmepumpesystemer (DTU 1991). Fra 1994 eget firma Energi & Miljø A/S og fra 2007 Enopsol ApS, der væsentligst beskæftiger sig med grundvandskøleanlæg og ATES-systemer og hermed tilknyttet optimering af energisystemer. Markedsførende i Danmark inden for turn-key leverance og drift af grundvandskøleanlæg og ATESsystemer. Rådgivende ingeniør for energisystemets udformning hos Widex A/S har været Wesberg A/S. Enopsol ApS har i turn-key leverance leveret ATES-anlægget og herunder varetaget myndighedsarbejdet.