مشروع تدفئة منطقة لندن باستخدام المضخات الحرارية من GEA، من المقرر أن يصبح معيارًا عالميًا
إن الفكرة بارعة بقدر ما هي فريدة ولديها القدرة على أن تصبح نموذجًا عالميًا: مشروع بونهيل لشبكة الحرارة والطاقة (BHPN) في وسط لندن. باستخدام الحرارة المهدرة من شبكة مترو أنفاق لندن، يتم الآن تدفئة 1,350 منزلًا ومدرسة ومركزين للترفيه في إزلنغتون وتزويدهم بالمياه الساخنة. ونظرًا للطبيعة والتخصصات المطلوبة في هذا المشروع، عقد المقاول الرئيسي Colloide Engineering Systems شراكة مع المهندسين الاستشاريين الرئيسيين والموردين والمقاولين من الباطن لتشكيل فريق قادر جدًا على تسليم هذا المشروع. وكجزء من هذا الفريق، قدمت شركة GEA المتخصصة في التكنولوجيا العالمية حلاً مصممًا لهذا الغرض لمضخات حرارية لهذا المشروع الرائد. تدعم GEA و Colloide وجميع المعنيين جهود إزلنغتون للحد من انبعاثات الكربون بهدف تحقيق حيادية ثاني أكسيد الكربون بحلول عام 2030.
مجلس إزلنغتون وهدفه الوصول إلى القيمة الصافية "صفر كربون" لعام 2030
يلتزم مجلس إزلنغتون بخفض انبعاثات الكربون لسنوات عديدة، وأعلن حالة الطوارئ المناخية. في الإعلان المقابل، التزم بالعمل بوضع هدف القيمة الصافية "صفر كربون" بحلول عام 2030، أي لتحقيق حيادية ثاني أكسيد الكربون. ولتحقيق هذا الهدف لصالح مواطني إزلنغتون، فهي تتخذ خطوات لتزويد المواطنين بطاقة أرخص وأكثر صداقة للبيئة.
أحد هذه الإجراءات هو مركز بونهيل 2 للطاقة الثوري حقًا، وهو الأول من نوعه في العالم. إنه يمثل مخططًا حقيقيًا لاستخدام الحرارة المهدرة من المرافق العامة، وبصفة خاصة مترو أنفاق لندن. ومن خلال التدفئة وتوفير الماء الساخن للمنازل، والمدارس والمراكز الترفيهية في إزلنغتون، يتم توفير الطاقة، وتقليل انبعاثات الكربون، وتحسين جودة الهواء، وخفض تكاليف التدفئة لسكان إزلنغتون الذين يستفيدون من المشروع، وكثير منهم يعاني من ندرة الوقود.
مركز بونهيل 2 للطاقة - المنطقة الخارجية (الصورة: مجلس إزلنغتون)
يستخدم مركز الطاقة الجديد أحدث التقنيات في موقع محطة مترو أنفاق لندن التي تم إيقاف تشغيلها منذ ما يقرب من 100 عام. وتم تحويل بقايا المحطة، التي كانت تُعرف سابقًا باسم City Road، إلى نظام استخراج هواء ضخم تحت الأرض يسحب الهواء الدافئ من الأنفاق الموجودة تحتها. إن الأنفاق يستخدمها الخط الشمالي لمترو أنفاق لندن.
حل المضخة الحرارية من GEA
بفضل تعاون وثيق مع مجلس إزلنغتون و Transport for London (TfL) والمقاول الرئيسي Colloide Engineering Systems، قامت GEA بتركيب مضخة حرارية للأمونيا بقدرة 1,000 كيلو واط في حاوية على مستوى الشارع.
وتبحث Colloide باستمرار عن طرق لتحقيق النجاح الاقتصادي والاجتماعي والبيئي. من أجل ضمان تنفيذ قيمنا بالكامل في كل مشروع من مشاريعنا، لدينا نظام التأهيل المسبق المعمول به والذي يقيِّم سياسات الاستدامة لجميع المقاولين من الباطن والموردين في Colloide. وبالتأكيد تلبي شركة GEA ومضخة الأمونيا الحرارية هذه المعايير ".- "بادي ماكجينيس"، العضو المنتدب لشركة Colloide Engineering Systems
- "بادي ماكجينيس"، العضو المنتدب لشركة Colloide Engineering Systems
تستخرج المضخة الحرارية الطاقة من هواء العادم الدافئ من الأنفاق تحت الأرض. يتم تنفيس الهواء الأكثر برودة قليلاً إلى المحيط، وتُستخدم الطاقة لتدفئة المياه بواسطة المضخة الحرارية، والتي يتم ضخها عبر شبكة بطول 1.5 كيلومتر من أنابيب التدفئة إلى المباني في الحي، حيث يتم استخدامها أخيرًا لتدفئة المباني.
تتكون المضخة الحرارية التي طورتها وصنعتها شركة GEA للنظام من مبخر/فاصل مدمج، و3 ضواغط وأربعة مبادلات حرارية في دائرة التدفئة. تعمل المبادلات الحرارية على تحسين دائرة التدفئة وفقًا للمعايير بناءً على عودة ماء التدفئة عند 55 درجة مئوية والإمداد حتى 80 درجة مئوية.
تم تركيب مضخة الحرارة من GEA في مركز بونهيل 2 للطاقة لإعادة استخدام الحرارة المهدورة من مترو أنفاق لندن.
وفقًا "لكينيث هوفمان"، مدير المنتج للمضخات الحرارية في GEA Refrigeration Technologies، كان هناك العديد من التحديات في تصميم النظام أثناء المشروع. وشمل ذلك اختبارًا مكثفًا للتأكد من أن الغبار والأوساخ التي يتم امتصاصها في هواء التهوية لن تسد ملف المبادل الحراري. يوضح "كينيث هوفمان" قائلاً: "تطلبت شبكة التدفئة المناطقية في بونهيل الماء الساخن من المضخة الحرارية حتى 80 درجة مئوية. استخدمنا ضواغط ترددية على مرحلتين، تُعرف أيضًا باسم "المكابس"، لتحقيق معامل أداء (COP)، أو كفاءة مضخة حرارية، تزيد عن 3.5. نظرًا لأن المشروع كان يقع بجوار مبنى سكني، فقد اشتمل التركيب أيضًا على تقنية جهاز تنظيف لتصفية هواء التهوية من حيز المنشأة. والهدف من ذلك هو منع تسرب كمية صغيرة من غاز الأمونيا الطبيعي المبرد إلى حيز المنشأة، في حالة عدم تعرض السكان المحليين للأمونيا في الهواء، حيث سيتم امتصاصها في جهاز التنظيف قبل تنفيسها في المكان المحيط."
يوضح "بادي ماكجينيس" سبب اختيار هذا الحل: لقد شاركت Colloide في عدد كبير من مشاريع الطاقة المتجددة. تشارك Colloide مع GEA في هذا المشروع لمعرفتهم بتقنية تبريد الأمونيا وتكنولوجيا المضخات الحرارية. وبناءً على خبرة GEA، فإن 95 في المائة من محطات التبريد الصناعية التي تم تركيبها على مدى السنوات الـ 10 الماضية كانت تعتمد على الأمونيا. مع تزايد الضغط على المستخدمين النهائيين لتقليل فواتير الطاقة، أدى ذلك إلى زيادة كبيرة في الاهتمام بمضخات الأمونيا الحرارية".
"يعد استخدام المضخات الحرارية أكثر صداقة للبيئة من استخدام غلايات الغاز، خاصة في المدن الكبرى، لأنها لا تصدر أكاسيد النيتروجين (NOx). وبالتالي فإن المضخات الحرارية تنتج هواءً أنظف في المدن، وتؤتي ثمارها مالياً. علاوة على ذلك، فإن الأمونيا مادة مبردة طبيعية لا تساهم في الاحتباس الحراري"، كما يقول "كينيث هوفمان".
النتيجة الملهمة
يضيف مركز بونهيل 2 للطاقة 550 منزلاً آخر ومدرسة ابتدائية إلى شبكة التدفئة المناطقية الحالية بونهيل للتدفئة والكهرباء، التي أطلقها مجلس إزلنغتون في عام 2012. لقد وفرت الشبكة بالفعل حرارة أرخص وأكثر صداقة للبيئة كل يوم من أيام السنة لمركزين محليين للترفيه وأكثر من 800 منزل، لكن مركز الطاقة الجديد يمنح النظام إمكانية توفير ما يصل إلى 2,200 منزل. سيتم تخفيض تكاليف التدفئة للسكان المتصلين بالشبكة بنسبة 10 في المائة مقارنة بأنظمة التدفئة المجتمعية الأخرى الحالية، والتي تكلف حوالي نصف تكلفة أنظمة التدفئة المستقلة للمنازل الفردية. لذلك، هناك فائدة حقيقية للبيئة وللمقيمين في إزلنغتون بهدف القضاء على ندرة الوقود.
كانت مدرسة Moreland الابتدائية القريبة هي المدرسة الأولى التي يتم توصيلها بالشبكة التي تزود بالفعل حمام السباحة والمرافق في Ironmonger Row Bath ومركز Finsbury Leisure. كما وضعت Colloide مبادرات للاستثمار في الشباب في المنطقة المحيطة، وتواصلت مع المدارس والكليات والجامعات المحلية. وهي تهدف إلى توفير فرص لتجربة العمل وزيارات مكان العمل بهدف تحسين مهارات التوظيف، مع زيادة ثقة الأطفال المحليين في Islington Borough.
يعتبر نظام التدفئة صديقًا للبيئة بشكل خاص لأنه يعيد استخدام الحرارة التي كانت ستُهدر. سيساعد تزويد المنازل والمرافق العامة المتصلة بالحرارة - المهدرة والمحسنة - على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بحوالي 500 طن سنويًا.
وبفضل تعاون جميع المعنيين، يعد هذا مشروع تدفئة مناطقية رائد. التكنولوجيا الرئيسية المستخدمة هي مضخة الأمونيا الحرارية ونتيجة لذلك، يوفر هذا المشروع طاقة أرخص وأكثر مراعاة للبيئة للمجتمع المحلي ".- "شون حنون"، مدير العقود في Colloide
- "شون حنون"، مدير العقود في Colloide
مزيد من إمكانات التدفئة المناطقية في المستقبل
يمكن تطبيق مبدأ استعادة الحرارة باستخدام المضخات الحرارية في لندن وكذلك في شبكات تحت الأرض في جميع أنحاء العالم. خذ لندن كمثال: هنا، ستكشف التحقيقات في أكثر من 150 عمود تهوية عن إمكانية استعادة الحرارة المفقودة. تجعل تقنية المضخات الحرارية من GEA، إلى جانب الخبرة المكتسبة من مشروع بونهيل 2 الرائد، الشركة الشريك المفضل في هذا الصدد. خذ على سبيل المثال السكك الحديدية تحت الأرض في جميع أنحاء العالم: هنا أيضًا، توفر تقنية المضخات الحرارية من GEA إمكانات كبيرة لاستعادة الحرارة المهدرة، وبالتالي، حماية البيئة والمناخ.
بيانات المشروع:
البداية: 2017
الإكمال: 2019
المساحة الداخلية الإجمالية: 617م²
العقد: عقد تصميم وبناء JCT
المهندس المعماري: استوديو كولينان (تصميم)
المهندسون المعماريون "ماكجورك تشارترد" (التسليم)
العميل ومدير المشروع: مجلس إزلنغتون بورو
شريك التسليم الرئيسي: TfL
المهندس الإنشائي: رامبول (تصميم)، مكماهون أسوشيتس (توصيل)
المستشار M&E: رامبول
QS: جليدس
استشاريون تنسيق الحدائق: جي آند إل جيبونز
منسق آلية التنمية النظيفة: AECOM
مفتش البناء المعتمد: رقابة إزلنغتون على البناء
مقاول التصميم والبناء: هندسة Colloide
الفنان: توبي باترسون
نظام المضخة الحرارية: GEA (التصميم والتصنيع والتركيب)
الاختبار والتشغيل: خطة الموضوع
مستشارو المشروع: إنر سيركل للاستشارات
حقوق الإضاءة: حقوق استشارات الإضاءة
برامج CAD: ميكروستاتيون، ريفيت
Contact
نطاق توريد شركة GEA
- حل GEA: نظام مضخة حرارية مخصص
- سعة التسخين: 1000 كيلو واط
- مصدر الحرارة: هواء التهوية تحت الأرض في لندن (18 إلى 30 درجة مئوية / 64.4 إلى 86°فهرنهايت)
- المشتت الحراري: ماء التدفئة المركزية (55 إلى 80 درجة مئوية / 131 إلى 176°فهرنهايت)
- معامل الأداء: 3.5 (المتوسط السنوي) (1 كيلوواط ساعة كهرباء = 3.5 كيلو واط ساعة تدفئة)
- نوع الضاغط: ضاغط متردد من طراز GEA Grasso
- وسائط التبريد الطبيعية: الأمونيا
