Una gran bomba de calor de amoníaco suministra agua residual depurada y recupera energía para calefacción urbana
Las bombas de calor pueden utilizar la energía de las aguas residuales, que de otro modo se desperdiciaría, y enviar así energía más ecológica y barata al sistema de calefacción urbana
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La instalación de bombas de calor en las plantas de tratamiento de aguas residuales tiene un potencial enorme, pero raramente explotado. Las bombas de calor pueden utilizar la energía de las aguas residuales, que de otro modo se habría desperdiciado, y enviar así energía más ecológica y barata al sistema de calefacción urbana en Odense, Dinamarca.
La oportunidad, recuperar calor con grandes bombas de calor
Las bombas de calor nos ayudan a hacer un uso óptimo de nuestros recursos y, además, se están convirtiendo en una alternativa ecológica competitiva a las tecnologías energéticas tradicionales. Cada vez obtenemos más electricidad de energías renovables. Las bombas de calor son una parte importante del sistema energético, ya que pueden producir calefacción urbana de forma muy eficiente, sobre todo cuando hay un excedente de electricidad o ésta es barata.
Este caso es un buen ejemplo de sinergias entre sectores. En lugar de verter las aguas residuales tratadas directamente al río Odense, desde finales de 2020 se conducen a través de un sistema de bomba de calor que recupera el calor de estas para que la energía pueda utilizarse en la calefacción urbana.
Ramboll fue elegida como consultora para diseñar el nuevo sistema de bomba de calor de la planta de tratamiento de aguas residuales de Ejby Mølle. La planta de tratamiento de aguas residuales de Ejby Mølle es propiedad y está gestionada por la empresa de suministro de agua VandCenter Syd, mientras que la planta de bombas de calor es propiedad y está gestionada por la empresa local de calefacción urbana Fjernvarme Fyn.
El proceso de enfriamiento
La bomba de calor consiste en un sistema cerrado conectado tanto a un sistema de calefacción urbana como a un sistema de aguas residuales. La bomba de calor enfría las aguas residuales tratadas unos 5°C utilizando amoníaco. El amoniaco es una de las sustancias naturales más eficientes que pueden utilizarse como refrigerante y no daña ni calienta la atmósfera global.
El enfriamiento se produce cuando el líquido de amoníaco a baja presión pasa por un intercambiador de calor. En el intercambiador de calor, la energía se transfiere del agua residual al circuito de amoníaco, lo que provoca su evaporación. A continuación, un compresor de tornillo rotativo aumenta la presión del amoníaco antes de que éste se condense en otro intercambiador de calor, desde donde la energía se suministra a alta temperatura a la red de distribución de calefacción urbana.
Tras la condensación, la presión del circuito de amoníaco se reduce en una válvula de expansión antes de que el líquido vuelva al evaporador. En resumen, las aguas residuales desprenden calor que se introduce en la red de calefacción urbana y posteriormente se vierte a menor temperatura en el río Odense.
Se ha añadido un circuito intermedio entre las aguas residuales y el evaporador de amoníaco de la bomba de calor. Las aguas residuales depuradas suelen tener entre 8 y 22°C cuando se vierten, lo que suele ser superior a la temperatura del agua a la que se vierten. Cuanto más se acerque la temperatura de las aguas residuales a la del arroyo, mejor. Durante gran parte del año, esta instalación de bomba de calor reducirá la temperatura de salida del agua de vertido de la depuradora a la temperatura del agua del río Odense. Cuando la temperatura del agua vertida se ajusta más a la temperatura natural del agua del río, se protege el medio acuático.
Las bombas de calor
Las bombas de calor de amoníaco para aguas residuales, altamente eficientes, fueron suministradas por IESenergy Aps. Pueden producir aproximadamente 4 unidades de energía de calefacción urbana por unidad de energía eléctrica consumida (COP = 4). Las bombas de calor de Ejby Mølle son, por tanto, un buen paso en la dirección de una calefacción más sostenible.
Pueden suministrar un total de 20 MW de calor y se espera que cubran el consumo anual de calor de al menos 5.000 hogares. Al mismo tiempo, las bombas de calor permitirán reducir las emisiones de CO2 y otros gases de efecto invernadero en 128.000 toneladas equivalentes de CO2 en 20 años.
Suministro Alfa Laval
Alfa Laval ha suministrado los eficientes intercambiadores de calor de la línea industrial placas semisoldadas. Funcionan como evaporadores, condensadores, subenfriadores y enfriadores de aceite para estas grandes bombas de calor.
