Pompele de căldură pentru încălzirea centralizată în orașe Pompele de căldură sunt în prezent considerate una dintre cele mai eficiente soluții de încălzire disponibile la nivel mondial, fiind utilizate de numeroase decenii, chiar și în regiunile cu climă mai rece. Cu toate acestea, conceptul de pompă de căldură este adesea asociat cu instalarea individuală la nivelul locuințelor sau apartamentelor, mai degrabă decât cu implementarea lor în cadrul unor sisteme de încălzire centralizate pentru orașe. Cu toate acestea, este important de menționat că pompele de căldură câștigă tot mai multă notorietate și aplicabilitate în proiecte la scară largă. Principiul de funcționare al unei pompe de căldură Pompa de căldură funcționează prin extragerea căldurii din sol, apă sau aer în timpul sezonului rece (iarna). Această căldură este preluată și transmisă în interiorul locuinței cu ajutorul unui compresor aflat în interiorul sistemului. Aici, agentul frigorific se încălzește la o temperatură și mai înaltă, ceea ce permite dispersarea căldurii în interiorul casei. În timpul sezonului cald (vara), ciclul este inversat, iar locuința poate fi răcită. Componenta centrală a pompei de căldură este compresorul, iar eficiența sa este măsurată prin intermediul indicelui COP (Coefficient of Performance), care trebuie să fie cât mai mare pentru a asigura o funcționare eficientă a sistemului. Schema de funcționare a unei pompe de căldură. Sursa: https://www.powerpal.net/ Al doilea astfel de proiect din Danemarca În urmă cu cca. trei luni, a fost inaugurată prima instalație de pompe de căldură din Danemarca, destinată să furnizeze încălzire pentru întregul oraș Esbjerg, cu o populație de aproximativ 25.000 de locuințe. Acest sistem inovator utilizează dioxidul de carbon (CO2) ca agent de răcire, iar apa mării, care nu scade niciodată sub punctul de îngheț, funcționează ca mediu de captare a căldurii. Sistemul de pompe de căldură din Esbjerg. Sursa: https://www.man-es.com/discover/esbjerg-heat-pump Danemarca face un pas înainte prin dezvoltarea unui sistem de încălzire cu pompe de căldură pentru un oraș și mai mare, Aalborg, care ocupă locul al treilea ca mărime în țară. Cu aproape 150.000 de locuitori în oraș și peste 220.000 în întregul municipiu, acest proiect devine și mai impresionant, cu cifrele sale referitoare la sistemul de încălzire cu pompe de căldură. Aalborg, Danemarca Specialiștii de la MAN Energy Solution au dezvăluit că viitoarea centrală de pompe de căldură din Aalborg va fi echipată cu trei pompe mari, fiecare având o capacitate de 44 MW, ceea ce totalizează o putere de 132 MW. Pentru a compara, o pompă de căldură obișnuită destinată unui apartament sau unei case mici are, în general, o putere de 8-12 kW, ceea ce poate fi rotunjit la aproximativ 10 kW în medie. Prin urmare, puterea acestei centrale este echivalentă cu cea necesară pentru aproximativ 13.200 de apartamente sau case individuale. Cu toate acestea, orașul dispune de un număr mult mai mare de locuințe, estimat pe baza populației sale, iar aici se evidențiază beneficiile centralizării și eficienței ridicate a sistemului. Previziuni și așteptări ale proiectului Noua centrală va fi construită în vara anului următor și se așteaptă să fie finalizată în 2027. Aceasta va opera un an alături de centrala pe bază de cărbune, după care orașul se va baza complet pe surse de energie regenerabilă pentru sistemul său de încălzire. Deși MAN Energy Solutions nu a anunțat coeficientul de productivitate (COP) specific pentru această nouă centrală, putem estima că, bazându-ne pe un COP mediu de 4.0 pentru pompele de căldură folosite la locuințe individuale, ar însemna un consum de aproximativ 137,5 GWh de electricitate pentru furnizarea celor 550.000 MWh de căldură anual. Cu toate acestea, datorită centralizării și eficienței crescute a sistemului, un COP mai mare poate fi estimat, în jurul valorii de 5.0-5.5, ceea ce ar reduce consumul de electricitate la aproximativ 100 GWh. Pentru comparație, o turbină eoliană marină de ultimă generație, similară celor folosite în Danemarca, poate produce între 60 și 85 GWh de electricitate pe an. Prin urmare, chiar cu un randament mai mic sau cu turbine eoliene care nu sunt de top, doar câteva turbine eoliene, între 2 și 3, ar putea furniza energia necesară încălzirii unui oraș prin intermediul pompelor de căldură centralizate. Chiar și în cazul unui oraș mai mare sau în lipsa altor surse de energie regenerabilă, 4-5 turbine eoliene maritime ar putea rezolva problema încălzirii acestuia. De fapt, deoarece puterea maximă cumulată a pompelor din centrală este de 132 MW, pompele de căldură vor funcționa de obicei la o putere reală de aproximativ 30-45 MW, după ce sistemul s-a încălzit deja, iar o turbină eoliană poate furniza aproximativ 15-16 MW în rețea. Aceasta confirmă că doar câteva turbine eoliene ar fi necesare pentru a asigura necesarul de energie electrică pentru încălzirea unui oraș mare fără a recurge la gaz natural sau cărbune, utilizând exclusiv energie electrică produsă cu emisii zero de CO2. Scheme ale pompelor de căldură care vor face parte din centrala din Aalborg MAN Energy Solutions a reușit să atingă acești parametri prin două inovații tehnologice semnificative. Prima soluție constă în utilizarea apei marine ca mediu primar, ceea ce asigură că temperatura sa nu va scădea sub zero grade Celsius. Acest aspect permite menținerea unei temperaturi ridicate și diferența necesară pentru furnizarea de căldură. A doua soluție este reprezentată de un compresor de generație nouă numit “Hofim”, dezvoltat de divizia lor din Elveția. Acest compresor funcționează fără ulei, utilizează membrane ermetice și rulmenți magnetici, ceea ce îi conferă un randament mult mai mare. Astfel, cu aceeași cantitate de energie consumată, acesta poate încălzi refrigerantul din circuit la temperaturi mult mai înalte. În consecință, apa poate ieși din sistem la 98 de grade Celsius, chiar dacă ar intra cu doar 1 grad în circuitul pompei. Un aspect notabil este că refrigerantul folosit în sistem este CO2, ceea ce asigură că în cazul puțin probabil al unei avarii, nu vor exista scurgeri toxice în apa mării sau în aerul înconjurător. Aceasta este o măsură de siguranță importantă pentru protejarea mediului și a sănătății publice. Pompă de căldură MAN Randare al viitorului proiect de încălzire al orașului Aalborg prin pompe de