Høgskolen i Bergen

Tilbake i 2005 begynte vi hos Opticonsult, nå Sweco Bergen, å jobbe med løsningene til det kommende nye høgskolebygget i Bergen. Noe av det som vi gjorde klart ganske tidlig i prossessen, var at all energi om det i det hele tatt var mulig, skulle holde seg innenfor systemet.

Selvsagt vil en ganske stor del av energien forsvinne ut gjennom vegger og dører, men overskuddsvarme som kjøleenergien ville vi ta vare på og størst mulig omfang gjenbruke, enten direkte eller ved å dumpe overskuddsvarmen i et brønnsystem om sommeren, derved varme grunnen opp og etterpå bruke brønnsystemet som varmekilde for en varmepumpe

En stor utfordring her var forskjellene i effekt mellom varmeopptak til varmepumpe og varmedump fra kjøleanlegget. Vi fant at optimal størrelse for varmepumpen var en ytelse på ca. 625 kW, hvor brutto varmeeffekt-behov var ca. 2 775 kW. En slik varmepumpe har behov for ca. 483 kW i varmeopptak, det er tale om ammoniakkvarmepumper med høy effektivitet. Disse 483 kW svarer til ca. 81 hull a 200 m.

Kuldebehovet derimot er på ca. 2 900 kW, og skal vi fange opp all overskuddsvarmen ca. 3 430 kW krever det et brønnsystem på ca. 172 hull a 200 m, så det var en alvorlig forskjell på hva behovene var.

Det man da typisk ville ha gjort er vist på bildet under

Typisk systemoppbygging når det ikke er harmoni mellom brønnbehov i varmepumpe- og kjølemodus

Dette ville ikke være i overensstemmelse med den grunnleggende filosofien, så vi begynte å se på hvordan man kunne redusere kuldebehovet for derved å redusere behovet for varmedump. Det første vi tenkte var selvsagt å redusere kuldebehovet tvert, men da fikk vi klar melding fra brukerne at det var uaktuelt.

En annen mulighet var da å bruke en løsningstype som har vært i bruk i industrien i mange når, nemlig å bryte bindingen mellom produksjon og behov ved å produsere kulde til lager, og så la distribusjonssystemet trekke på lageret når produksjonskapasiteten ikke er stor nok. For å finne ut hvor stort et lager vi hadde behov for, måtte vi se på fordelingen av kuldebe-hovet over et dimensjonerende døgn.

Kuldebehov over dimensjonerende døgn
Kuldebehov og kuldeproduksjon over dimensjonerende døgn

Ved å bruke et kuldelager basert på et smeltestoff som smelter ved 10°C kunne vi redusere kuldeproduksjonskapasiteten fra ca. 2 900 kW til ca.
1 400 kW, en reduksjon på ca. 52%. Dette betyr også at behovet for borehull ble redusert fra ca. 172 til ca. 83. Som man sikkert har glemt, så var optimal brønnpark for varmepumpen 81 hull, så ved å øke lengden på hullene med ca. 5 meter kom vi frem til den størrelse som var påkrevet for varmedump og optimal for varmepumpedriften.

Kuldelagertankene kommer inn på plass. 4 stykk a 62,5 m3

Ved å gjøre dette kom vi frem til et system hvor alle kuldeenergien pumpes ned i bakken og det er ingen tørrkjølere, noe som arkitektene ble svært begeistret for. Underveis kom vi på at vi kunne ytterligere redusere kulde-effektbehovet ved å bruke indirekte adiabatisk forkjøling. (På dette tids-punkt fikk jeg vite at jeg ikke skulle komme med flere ideer). Det reduserte kuldebehovet med ytterligere ca. 500 kW noe vi var svært fornøyde med. En uventet bivirkning av dette er at varmepumpene ikke kan levere så my som forventet, da brønnsystemet ikke får tilført så mye energi som planlagt.

Høgskolen holder på å utvide med ca. 11 000 m2 og pågrunn av alle disse påfunnene trenger det ikke eget kuldeanlegg, det vi i sin tid installerte skulle være nok til å drifte det i dag.