CO2-neutralt hus uden brug af fossile brændsler
Den danske høreapparatfabrik Widex har bygget nyt domicil med både administration og produktion ved Lynge i Nordsjælland. Bygningens køle- og varmebehov dækkes ved sæsonlagring af henholdsvis kulde om vinteren og varme om sommeren i kalklaget ca. 100 meter nede i undergrunden. Det er det hidtil største byggeri, hvor varme- og kølebehovet er dækket uden energitilførsel udefra – dog undtaget hjælpeenergi til pumper m.v.
Anlægget er dimensioneret og leveret af firmaet Enopsol ApS, der allerede i en årrække har arbejdet med anlæg til lagring af energi i grundvandet. Logimatic (tidligere NHL Automation) har efterhånden været underleverandør til Enopsol på mange anlæg.
I henhold til beregningerne vil anlægget kunne spare Widex for ca. 70% af udgifterne til energi i forhold til energiudgifter til konventionelle anlæg.
ATES – Aquifer Thermal Energy Storage
Kort beskrevet består et anlæg af en varme-veksler, der adskiller vand i bygningen fra vand i undergrunden. Varmeveksleren er med rør forbundet til to boringer ude i terrænet – en kold boring og en varm boring.
Når der er behov for køling, hentes grund-vand på ca. 9ºC op af den kolde boring. Det afgiver sit ”kulde” i varmeveksleren, og det vand, der forlader varmeveksleren og er blevet opvarmet til ca. 20ºC, pumpes ned og oplagres i den varme boring, indtil bygningen får behov for varme.
Når der er behov for varme, pumpes det opvarmede vand op af den varme boring, og der pumpes koldt vand ned i den kolde boring. Det varme vand har dog ikke så høj temperatur, at det direkte kan anvendes til opvarmnings-formål. Derfor kører det igennem en varmepumpe, der trækker energi ud af grundvandet og sender ca. 45ºC varmt vand frem til varmefladerne i ventilationsanlægget.
Et boringpar bestående af en kold boring og en varm boring benævnes en dipol. Widex-anlægget har fem dipoler fordelt over hele grunden, og desuden er der to kontrolboringer, hvor man kan holde øje med uforudsete ændringer af grundvandet i området.
Miljøgodkendelsen forudsætter, at der er termisk balance i systemet efter højest tre år. Da kølebehovet er noget større end varmebehovet, vil en del af overskuds-varmen blive anvendt til snesmeltning på køreveje og stier på området.
Automationen
Da ATES-anlægget er det eneste anlæg til forsyning af den 36.000 m2 store bygning med varme og køling, er stabiliteten en vigtig parameter, og derfor har Logimatic (tidigere NHL Automation) valgt at anvende de lidt dyrere industrielle komponenter til hele anlægget.
SCADA-systemet
Til betjeningen er der valgt en stor 19” industri-PC med touch screen, der giver såvel gode overbliksbilleder som detaljer med en tydelig grafik, der viser det øjeblikkelige energiflow og de akkumulerede energimængder. For Logimatic (tidligere NHL Automation), der er IGSS Solution Partner, har det været naturligt at vælge SCADA-system fra IGSS. Systemet er et enkeltbruger-system, og bygningens overordnede HVAC-kontrolsystem henter data fra dette SCADA-system via en OPC-server.
For ikke at bringe det komplekse anlæg i ubalance, er det passwordbeskyttet for indtastning af nye setpunkter og andre parametre.
Reguleringen
Det ligger i sagens natur, at det er bygningen selv, der melder sig med behov for enten køling eller varme. Det er så op til tekniske anlæg som ventilation, varmevekslere, varmepumper og ATES-anlæg at indstille sig til at levere de nødvendige ydelser. På den måde bliver det samlede anlæg styret af flere PI/PID-regulatorer i serie, og jo længere man kommer fra det egentlige setpunkt (rumtemperaturen), desto større er risiko-en, for at reguleringen reagerer alt for langsomt, eller de yderste led går i svingninger.
”At varmepumperne reguleres i relativt få trin gjorde ikke opgaven nemmere,” fortæller Niels Larsen, Logimatic (tidligere indehaver af NHL Automation), og fortsætter – ”Et trin er så stor en springfunktion, at det det gav store indsvingningsproblemer med de efterføl-gende regulatorer for grundvandsdelen. Først da vi fik fat i et strømmålingssignal fra styretavlen for varmepumperne og anvendte det som et feed-forward-signal til vores regulering, lykkedes det for os at få en rigtig god kvalitet i reguleringen af grundvandsdelen.”
35 regulatorer i PLC’en
At der er anvendt 35 regulatorer for at styre anlægget er noget overraskende for udenforstående, men til gengæld fortæller det en hel det om opgavens kompleksitet. På hver dipol er der således ikke færre end 38 målepunkterfor bl.a tryk, temperatur og flow. Som hardware til styringen af anlægget er der valgt PLC-udstyr, der er kendt fra industrien for at være både robust, pålideligt og driftssikkert.
Ved samtlige 10 boringer i de fem dipoler er der opsat boringstavler indeholdende rørforbindelser og ventiler på den ene side og el-udrustningen på den anden side. Pumpen kan ikke ses, fordi den er neddyket i borerøret.
1 MWh om dagen gemmes til vinter
I de varme dage i slutningen af juni viser skærmen på SCADA-systemet, at der dagligt pumpes omkring 1 MWh energi ned i undergrunden under Widex, hvorfra det senere kan hentes op til opvarmning. Varmetab under oplagringen er forbavsende lille.
Beregningerne viser, at Widex kan spares ca. 90% af udgifterne til køling og 50% af udgifterne til opvarmning, og det giver på årsbasis den tidligere nævnte besparelse på ca. 70%.
Denne besparelse vil være ca. 700 MWh, som svarer til 1.000 tons CO2 på klimaregnskabet.
Flere anlæg på vej
Enopsol og Logimatic (tidigere NHL Automation) har flere nye anlæg under installation og endnu flere på tegnebordet.
Det første anlæg på et gartneri er installeret, og det betyder, at gartneriet er blevet energiproducerende i stedet for energiforbrugende. Det forventes, at det vil give en stærk afsmitning i denne branche.
Et andet stort anlæg i Rambølls nye hovedkvarter i Ørestaden bliver idriftsat i år.
Det samme gælder for et anlæg i den nye lavpristerminal i Københavns Lufthavn. Her er det planen at fortsætte med installationer af ATES-anlæg, efterhånden som HVAC-anlæggene i de eksisterende lufthavnsbygninger bliver renoveret i de næste fire år.
Widex
Widex A/S udvikler og producerer digitale høreapparater til gavn for de 500 millioner mennesker verden over, der ikke hører godt.
Siden Christian Tøpholm og Erik Westermann grundlagde Widex i 1956, har den familieejede virksomhed bestræbt sig på at levere de bedste løsninger i verden både teknisk og audiologisk, der giver hørehæmmede mulighed for at opleve verden på linje med alle andre. Med en verdensmarkedsandel på cirka 10 % er Widex blandt de seks største producenter af høreapparater på verdensplan.
Widex har i mange år haft hovedsædet i Værløse, Alle aktiviteterne er flyttet til Allerød i foråret 2010, hvor 650 medarbejdere er beskæftiget. Det nye hovedsæde er et spektakulært byggeri. Med flere af verdens nyeste grønne og miljøvenlige teknologier sætter bygningen nye standarder for måden, virksomheder kan og bør bygge på i en tid, hvor klimaforandringer har indtaget en central del af vores bevidsthed og samvittighed.
