Temperaturforskellen mellem luften og grundvandet kan udnyttes til køling eller opvarmning af bygninger. Det er det enkle princip i Risø DTU’s nye CO2-besparende grundvandskøleanlæg.
Dybt under jordoverfladen ligger grundvandet. Det har stort set en konstant temperatur på 8-10 grader C året rundt. Hvis der er en tilstrækkelig stor temperaturforskel mellem luft og grundvand, kan denne forskel udnyttes til enten at afkøle eller opvarme bygninger på en CO2-besparende måde. Derfor valgte Campus Service Risø i 2008 at få bygget et grundvandskøleanlæg, da Risø DTU skulle udvide kølekapaciteten i forbindelse med laboratoriet i Afdelingen for Brændselsceller og Faststofkemi (ABF). Brændselscelleproduktionen kræver en luftfugtighed på højst 35 %. Når der er behov for at sænke luftfugtigheden, nedkøler man luften til under dugpunktstemperaturen, så luftens indhold af vand reduceres. Hidtil er det sket alene med et freonbaseret køleanlæg, men da det havde nået grænsen for sin ydeevne, måtte Campus Service Risø i gang med at finde ekstra køleressourcer. I stedet for bare at udvide det eksisterende køleanlæg begyndte de at søge efter en mere energieffektiv løsning. Valget faldt på et grundvandskøleanlæg, som også kan bruges til opvarmning i kolde perioder.
”På halvøen er der ingen drikkevandsindvinding, og grundvandet er alligevel på vej ud i fjorden; vi ”låner” det bare et øjeblik og udnytter temperaturforskellen mellem grundvand og den indsugede luft til enten opvarmning eller køling,” siger sektionsleder Anders B. Møller.
Der var allerede tre forsøgsboringer bag ABF. De blev etableret for 20 år siden i forbindelse med nogle varmelagringsforsøg, så det lå lige til højrebenet at bruge dem til det nye anlæg.
En kæmpe CO2-besparelse
Princippet er såre simpelt: Grundvandet pumpes op og ledes gennem en varmeveksler; herefter iltes det, så der sker en udfældning af okker. Det sikrer, at okkeren ikke ledes ud i fjorden.
Ved siden af varmeveksleren cirkulerer et kølemiddel i et lukket system. Kølemidlet, som i dette tilfælde er 30 % propylenglycol, opvarmer eller afkøler herefter ventilationsluften.
”Grundvandet har en konstant temperatur på 8-10 grader C, og når lufttemperaturen er mellem 6 og 14 grader, er der ikke noget at hente i det, og så stopper pumpen automatisk. Men i alle andre situationer vil anlægget give en langt større effekt end traditionelle køleanlæg. Generelt kan man regne med at få 4 kWh køle-/varme-effekt for hver kWh el-energi, man tilfører et normalt køleanlæg. Man siger, det har en Coefficient of Performance (COP) på 4. Ved en udetemperatur på minus 5 grader C giver grundvandskøleanlægget en COP på 40, og det betyder selvfølgelig et langt bedre CO2-regnskab,” fortæller maskinmester Esben Højrup, som står for Risøs køleanlæg i det daglige.
Godt samarbejde med Roskilde Kommunes miljøafdeling
”Allerede i projektfasen kontaktede Campus Service Risø Roskilde Kommune, og de har under hele forløbet været meget positive og konstruktive medspillere. Kommunen har givet indvindings- og udledningstilladelsen til anlægget, og de har tilsynet med, at vi overholder vilkårene,” fortæller civilingeniør Kirsten Frydensberg Andersen, der har stået for dialogen med kommunen om grundvandskøleanlægget, som er det første af sin art i Roskilde.
Skabt til udvidelse
Anlægget har kørt siden december og arbejder ikke kun for at køle brændselscellelaboratoriet; overskudsvarmen bruges også til at supplere naturgasopvarmningen af de nærliggende bygninger. Og anlægget er forberedt til at kunne pumpe mere vand op og dermed give varme til endnu flere bygninger på øen. Erfaringerne fra dette anlæg vil også kunne bruges, hvis der skal bygges et nyt edb-serverrum, som kræver stor kølekapacitet.
”Vi gør meget for at leve op til navnet Nationallaboratorium for Bæredygtig Energi, både i driften af anlæggene rundt om på Risø og når der skal etableres nye anlæg,” siger Anders Møller.
CAS Risø har selv udviklet brugerfladerne til den computerbaserede styring og overvågning af anlægget og forsynet det med ekstra følere, så de på flere planer kan følge med i, hvordan det fungerer.
”Vi ser ikke kun anlægget som et CO2-besparende tiltag, men også som et demonstrationsanlæg, som vi gerne vil vise frem for omverdenen,” siger Anders, Esben og Kirsten.
Af Marianne Vang Ryde