O que é o calor frio local?

À primeira vista, parece estranho quando o frio do aquecimento local é para tomar conta do fornecimento de calor. Será isso uma contradição? Não, o calor frio existe de facto. É um fornecimento de calor com temperaturas relativamente baixas. Em comparação com as redes de calor convencionais, estas são quase frias - daí o nome. Este artigo mostra exactamente o que significa aquecimento local frio, onde se encontram as suas vantagens e que subsídios estão disponíveis. Além disso, há alguns exemplos práticos.

O que é o aquecimento local frio?

Um fornecimento de calor através de redes de aquecimento, aquecimento distrital ou aquecimento local, tem normalmente uma temperatura de fluxo de 70 a mais de 100 graus Celsius. As redes de calor em povoações ou bairros densamente povoados também se podem gerir com temperaturas muito baixas, entre 8 e 30 graus Celsius. Para atingir a temperatura necessária, são utilizadas bombas de calor descentralizadas nas casas. Devido às baixas temperaturas na rede de aquecimento, existe apenas uma pequena diferença em relação à temperatura no solo. O isolamento dos tubos não é portanto necessário, e idealmente a rede pode também absorver o calor do ambiente. Por razões de protecção contra a geada, uma mistura de água e glicol (salmoura) flui através dos tubos.

Este tipo de redes de calor é chamado de calor local frio, fisicamente correcto como uma rede de energia ou também redes de calor 4.0. Sobre as redes de calor lê-se cada vez mais frequentemente, elas ganham em importância.

Mesmo a estas baixas temperaturas, está disponível uma fonte de calor Dependendo da estrutura da rede, também é possível a operação inversa para o arrefecimento dos edifícios.

Diferentes fontes de calor podem ser utilizadas para o calor frio local. Este princípio de fornecimento de calor é particularmente interessante no que diz respeito à protecção climática, uma vez que permite a utilização de calor desperdiçado pela indústria ou energias renováveis.

Vantagens do aquecimento local frio

Um fornecimento de calor com o princípio do calor frio local tem algumas vantagens, o que o torna muito interessante.

  • As condutas não necessitam de qualquer isolamento térmico devido às temperaturas próximas da temperatura ambiente. Não há perdas na rede de tubagens ou só há baixas perdas na rede. No caso ideal, o calor pode mesmo ser absorvido do solo. Isto reduz os custos.
  • Podem ser utilizadas diferentes fontes de calor, dependendo da oferta e disponibilidade locais. Podem ser utilizados resíduos de calor e energias renováveis, tais como energia geotérmica e solar térmica. Isto torna este tipo de fornecimento de calor interessante para a reviravolta do calor no caminho para sistemas de aquecimento sem CO2.
  • Devido às baixas temperaturas, o armazenamento de calor não requer qualquer isolamento complexo e é, portanto, significativamente mais barato.
  • Devido à temperatura constante da fonte de calor, as bombas de calor atingem um factor de desempenho anual de 4,0 ou superior.
  • Com aquecimento local frio, o risco económico para o operador é menor do que com as redes de aquecimento clássicas devido a uma menor perda de calor. Por esta razão, a ligação obrigatória impopular é normalmente dispensada e os proprietários ou desenvolvedores continuam a ter liberdade de escolha para o seu sistema de aquecimento.
  • As redes locais de aquecimento são geralmente uma boa oportunidade para as cooperativas de energia dos cidadãospara converter o fornecimento de energia local em energias renováveis e para as operar eles próprios.

Desvantagens do fornecimento de calor com redes de aquecimento locais frias

Não quero esconder as desvantagens do aquecimento local frio, por isso acrescento o seguinte texto (subsequentemente):

  • Elevados custos de investimento para proprietários de casas para bombas de calor e para ligação à rede de aquecimento local.
  • Devido à diferença de baixa temperatura entre o fluxo e o retorno e o nível de baixa temperatura, são necessários grandes fluxos de volume. Isto significa diâmetros maiores para as condutas e uma maior necessidade de potência para as bombas.

Financiamento para aquecimento local frio

O Ministério Federal Alemão para os Assuntos Económicos e Energia (BMWi) tem financiado estudos de viabilidade e a implementação de sistemas de redes de calor 4.0 desde 01.07.2017. Embora o nível de temperatura nas condições de financiamento pressuponha um mínimo de 20 graus Celsius, este financiamento também pode ser concedido para aquecimento local frio. Um estudo de viabilidade deve provar que temperaturas mais baixas pouparão custos, energia ou emissões de CO2.

O financiamento de redes de aquecimento 4.0 é o primeiro programa de financiamento a apoiar não só tecnologias e componentes individuais, mas também sistemas completos. Para a BMWi, redes de aquecimento de quarta geração são caracterizadas caracterizam-se por uma elevada proporção de energias renováveis, a utilização eficiente do calor residual e um nível de temperatura significativamente mais baixo em comparação com as redes de aquecimento convencionais. Isto minimiza as perdas, aumenta a eficiência e facilita a mudança para energias renováveis no fornecimento de aquecimento local e distrital. Tais sistemas podem proporcionar flexibilidade adicional para o mercado da electricidade, combinando bombas de calor e sistemas sazonais de armazenamento de calor em grande escala e oferecer a oportunidade de abastecer o stock de edifícios que é difícil de isolar com elevadas proporções de calor amigo do clima.

A BMWi financia inicialmente estudos de viabilidade com até 60% e, numa segunda fase, a realização de um sistema de rede de aquecimento 4.0 com até 50% dos custos totais elegíveis do projecto. Informações sobre os requisitos técnicos e o o pedido é feito através do BAFA.

Exemplos práticos de aquecimento local a frio

O aquecimento local frio é ilustrado por uma série de exemplos práticos:

Energia geotérmica próxima da superfície em Schifferstadt

Por iniciativa e com o apoio do Agência de Energia Rhineland-Palatinate a cidade de Schifferstadt decidiu instalar uma rede de aquecimento local fria. A rede é operada pela Stadtwerke Schifferstadt e está em funcionamento desde Janeiro de 2017. O solo serve aqui como fonte de calor. Para este fim, as sondas foram inseridas num campo de furo central e ligadas a uma rede de tubos em anel. Uma mistura de água e glicol circula nesta rede, absorvendo o calor do solo com as suas temperaturas constantes durante todo o ano de dez a doze graus Celsius. A energia absorvida é transportada para os edifícios através da rede de anéis. Aí, as bombas de calor asseguram que a energia da rede atinge o nível de temperatura desejado.

No Verão, o princípio pode ser invertido e os espaços habitáveis podem ser arrefecidos de forma económica e ecológica. O calor absorvido é alimentado de volta ao solo através dos tubos, permitindo assim que o campo do permutador de calor do furo seja regenerado ao mesmo tempo.

Utilização de calor residual industrial na cidade mercantil de Meitingen

Para a rede de baixa temperatura numa nova área de desenvolvimento na cidade bávara de Meitingen, todo o calor residual de uma empresa industrial vizinha é utilizado. A SGL Carbon GmbH fornece gratuitamente o calor residual industrial às cerca de 125 unidades residenciais sob a forma de água quente a uma temperatura de cerca de 31 °C. O calor é utilizado para gerar electricidade e calor durante todo o ano. O elevado nível de temperatura do calor residual durante todo o ano significa que as bombas de calor podem funcionar muito eficazmente.

A água provém do arrefecimento dos produtos, cujos processos de fabrico requerem temperaturas elevadas até 3.000° C. A água é utilizada para arrefecer os produtos. Para arrefecer os produtos fabricados no processo, é utilizada água de arrefecimento, que aquece até cerca de 30° C no processo. Esta água de refrigeração serve agora como fonte de calor para os sistemas de aquecimento na nova área de desenvolvimento. A electricidade de fontes renováveis pode ser utilizada para o funcionamento das bombas de calor em alturas em que haja electricidade suficiente disponível. O calor é temporariamente armazenado num tanque amortecedor.

As empresas concordaram voluntariamente em fornecer gratuitamente a água quente para arrefecimento durante 20 anos. Aproximadamente 40 metros cúbicos por hora são alimentados na conduta de aquecimento local. Isto pode produzir até 1,5 milhões de kilowatt/hora de energia por ano, o que equivale à capacidade de aquecimento de cerca de 150.000 litros de óleo de aquecimento.

Subsequentemente, a água refrigerada, que tem menos energia, é devolvida à fábrica e utilizada novamente para o arrefecimento - o ciclo começa tudo de novo. (Fonte: Rede Ambiental KUMAS)

Texto original completo em

www.energynet.de/2018/01/17/kalte-nahwaerme/


Sobre Andreas Kuehl

Kuehl

Gestor de Conteúdo, Marketing Online, Meios de Comunicação Social, Energia da Construção, Eficiência Energética e Perito em Energias Renováveis especializado em edifícios e bairros neutros do ponto de vista climático, electricidade dos inquilinos, eficiência energética, energias renováveis, armazenamento de energia e inovações para a transição energética abrangente. Especialista em conteúdos para empresas no domínio da transição energética, edifícios neutros para o clima e sustentabilidade.


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