Varme om vinteren og køling om sommeren. Det lyder enkelt, men i virkelighedens erhvervsbyggeri kræver det normalt to separate systemer: en varmepumpe og en chiller. Det udfordrer både økonomien og klimaaftrykket.

Men i deres specialeprojekt har de to nyuddannede civilingeniører, Christian Guldberg Rost og Zakrya Sharafmal, vist, hvordan en avanceret CO₂-varmepumpe udviklet af Fenagy A/S kan anvendes som én samlet løsning til bygninger, der har samtidige behov for varme og køl – og hvor disse behov ikke altid er i balance.

"Det særlige ved anlægget er ikke, at det både kan varme og køle – det kan de fleste varmepumper. Det unikke er, at det kan gøre det i situationer, hvor varme- og kølebehovet ikke stemmer overens, og stadig levere det, der kræves," siger Christian Guldberg Rost, som i dag arbejder i Fenagy.

Udvidet software og realistisk business case

De to studerende har ikke selv udviklet varmepumpen, men har fået adgang til at bruge anlægget og testdata fra Teknologisk Institut i deres projekt. De udvidede Fenagys beregningssoftware til at kunne håndtere den nye anlægstype og validerede deres simuleringsmodel med målinger fra det fysiske anlæg.

"Vi simulerede anlæggets drift over et helt år med faktiske vejrdata og spotpriser på el. På den baggrund kunne vi opstille realistiske business cases, som viste, hvordan driften kan optimeres – blandt andet ved hjælp af termisk lager," forklarer Zakrya Sharafmal.

Beregningerne viste, at selv om anlægget er dyrere at anskaffe, tjener det sig hjem over tid takket være den høje virkningsgrad. Særligt i varmere klimaer som Sydeuropa er den økonomiske fordel stor, fordi behovet for køling er højt.

Fire driftsformer – én samlet løsning

Varmepumpen kan fungere i fire driftsformer: som ren luft-til-vand-varmepumpe, som ren chiller, samt i to kombinerede driftsformer, hvor enten varme- eller køleydelsen er dimensionerende. I de kombinerede driftsformer fungerer den samme varmeveksler i systemet skiftevis som gaskøler eller som energioptager afhængigt af behovet.

Det betyder, at anlægget kan levere præcis den varme- og køleydelse, bygningen har brug for – også når disse behov ikke balancerer. Det er især relevant for moderne kontorbyggeri med varierende belastning og skiftende krav til indeklimaet.

Teknologi med ansvar

Studiet gik dog videre end teknik og økonomi. De to studerende satte også spørgsmålstegn ved valget af kølemidler, som har stor betydning for klima og miljø. Projektet viste, hvordan man kan opnå konkurrencedygtige løsninger med CO₂ frem for de billigere syntetiske kølemidler, der ofte indeholder PFAS.

"Vi kunne godt se, at man kunne gøre det billigere, men er det fornuftigt for den grønne omstilling? Vi mener, at man bør stille krav til industrien, for vi viser jo, at det kan lade sig gøre på en bedre måde," siger Christian Guldberg Rost.

Lektor Pourya Forooghi, der var projektets vejleder, roser de studerendes arbejde:

"De har udvidet software og lavet en detaljeret simuleringsmodel for et avanceret varmepumpekoncept, og de har dokumenteret dets styrker i forhold til både økonomi og bæredygtighed. Det er et flot stykke anvendt forskning med reel impact."

Christian Guldberg Rost arbejder i dag videre med teknologien som udviklingsingeniør i Fenagy, mens Zakrya Sharafmal har fået job i Lowenco, der udvikler køleløsninger til medicinalindustrien.

Kontakt

Jesper Bruun
Journalist
Mail: bruun@au.dk
Tlf.: 42404140