Grunnvannsbaserte varmepumper Tilrettelegging for bruk av grunnvann til oppvarming og kjøling i Melhus sentrum - sentralisert løsning

Abstract

I et grunnvannsbasert energisystem er det helt essensielt å benytte grunnvannet indirekte som varmekilde til varmepumper. Dette kommer som en følge av utfellinger av metallioner som danner et belegg på varmeveksleren. Beleggdannelse har stor innvirkning på både trykktapet og varmegjennomgangstallet i varmeveksleren. Når beleggdannelsen er 1,2 mm er varmegjennomgangstallet halvert. Det er derfor viktig med tiltak for å fjerne beleggdannelse på grunnvannsvarmevekslerene. En mulig løsning her er kombinasjonen av tilbakeskylling av grunnvann gjennom varmeveksleren ved forhøyet trykktap og bruk av CIP-rensemaskin årlig.

Sekundærkretsen legges i et stjerneledningssytem for mulighet til utbyggelse ved et senere tidspunkt. Sekundærfluidet velges å være vann med 25 wt% etanol. I prisberegninger er det benyttet vann med 35% etanol da dette var den eneste prisen oppgitt.

Men antagler om boligmassen i Melhus sentrum og Melhustunets bygningsplaner ble det totale energibehovet til oppvarming estimert til 46 433 MWh/år. Dette gir at varmebehovet for denne boligmassen totalt er 24 MW ved DUT. Med antagelser om en varmepumpe som dekker 90% av dette varmebehovet, må det kunne hentes ut 11 MW fra grunnvannet på den kaldeste dagen i året.

Total investeringskostnad for dette energisystemet er i best case scenario 31,9 MNOK og i worst case scenario 35,8 MNOK. Her er ikke grunnvannspumpen eller varmepumpesentralene tatt med i betrakning. I bergning av innsparing sammenlignes systemet opp mot en el-kjel. Med en strømpris på konstant 35 øre/kWh og nettleie på 50 øre/kWh blir tilbakebetalingstiden for dette energisystemet 1,32 år for best case og 1,48 år for worst case. Dette er en utrolig lav tilbakebetalingstid. Dette kan skyldes forenklinger antalger gjort i beregninger i oppgaven.

Før en endelig beslutning blir tatt må dette energisystemet sammenlignes opp mot andre løsninger. En løsningen som bør vurderes er bruken av en fjernvarmesentral som produsere varmtvann ved brønnene og sender varmtvann i distribusjonssystemet. Den tredje løsningen som bør vurderes er å ha en varmepumpe som løfter varmen litt og sirkulerer en middelsvarm temperatur i distribusjonssystem. Alle disse løsningene må sammenlignes opp mot dagens system.