Sparer strøm og miljø med fjernkjøling på Ulven

Bildet: Her løftes inn en av de ni delene som til sammen utgjør kjøletårnet i Hovinbyen Energy Hub. Samlet tørrvekt på tårnet er 37 tonn. Foto: Catchligth / Eirik Førde

Fjernkjølesentralen som bygges i næringskollektivet Construction City i Hovinbyen i Oslo, som går under navnet Hovinbyen Energy Hub, skal levere områdekjøling med en kapasitet på til sammen 20 MW.

Publisert: 15 Mar 2024

Av Trond Schieldrop

Prosjektleder Filip Danielsen i AF Energi kan fortelle at kjølesentralen på 20 MW kan betjene opp mot 500 000 kvadratmeter kontorbyggareal.
– Fjernkjøling bygger på samme prinsipp som fjernvarme der kjøling produseres ett sted, for å bli distribuert til flere bygg som har behov for energien, sier Danielsen til VVS aktuelt.

Norges største byutviklingsprosjekt

Hovinbyen er et av de viktigste satsingsområdene i Oslos kommuneplan, og Norges største. Det skal bygges boliger og etableres rundt 50-100 000 arbeidsplasser. Med så mange bygg, er det behov for mye kjøling og tilhørende kjøleanlegg.
– På oppdrag av Celsio bygger vi derfor en energisentral for bærekraftig kjøling i kjelleren på Construction City, sier Danielsen.
– Fjernkjølenettet er Hafslund Oslo Celsios første av sitt slag og den første satellitten i en storsatsning på fjernkjøling igangsatt av Celsio. Vi har også levert kjølesentralen Ulven Energisentral. Denne sentralen ble også bygd på oppdrag av Hafslund Oslo Celsio og leverer kjøling lokalt til ett bygg i området. Overskuddsvarmen fra sentralen leveres ut på fjernvarmenettet og er sirkulærøkonomi på sitt beste, mener Danielsen.

Bildet: Øverste lag med rør er bygget, nå kan kjølemaskinene komme inn. Foto: AF Energi / Filip Danielsen

Design og prosjektering

Energisentralen er designet og prosjektert av AF Energi i tett samarbeid med Hafslund Oslo Celsio. Sentralen bygges og overleveres som en totalentreprise og blir CE merket av AF Energi. Kjølemaskinene er av fabrikatet Carrier og leveres av Thermo Control AS. Kjøletårnene er av fabrikatet Baltimore Aircoil Company Pumpene kommer fra Grundfos og eksterne frekvensomformere fra Danfoss. Automatikk prosjekteres og leveres fra Guard Automation AS. Alt av rør og elektro bygges av AF Energi AS.

Kritisk avhengig av energisystemer

– Hva er forskjellen på fjernvarme og fjernkjøling og hvordan slår dette ut i AF Energis fjernkjøleanlegg på Ulven?

– Prinsippet med fjernkjøling er at det legges en rørledning i bakken som fylles med kaldt vann. Kundene kobles på ledningen med varmevekslere slik tilfellet er med fjernvarme. Her nedkjøles isvannsanlegget i bygget mot varmeveksleren. Forskjellen er at vannet er kaldt, slik at det er mindre temperaturdifferanse å jobbe med. Vannmengdene og rørdimensjonene må økes for å levere samme mengde energi. På fjernvarme kan temperaturen på vann økes for å få mer energi gjennom rørene -da setter man opp temperaturen når det er kaldere ute. På kjøling har man en begrensning på at vannet ikke må bli for kaldt. For kaldt vann kan føre til kondens og dermed korrosjon og vannskader, og i verste fall føre til at vannet fryser. Her må det benyttes større rør for å få energien frem, sier Danielsen.

Anlegget på Hovinbyen leverer 8 °C vann ut til kundene og er dimensjonert for å få 16 °C vann tilbake.

Bildet:Det blir store dimensjoner når 20 MW isvann skal leveres til kundene i området. Foto: AF Energi

Kraftunderskudd

Det snakkes mye om kraftunderskudd i Norge og hvordan vi skal klare å produsere ny, grønn energi for å dekke energibehovet. Diskusjonen går blant annet på hva som er den beste teknologien som gir minst skade på miljø, natur, folkehelse og omdømme. Likeledes snakkes det om hva som er modent nok til kommersialisering eller hvor mye vi må subsidiere for å gjøre teknologien moden.
– I AF Energi mener vi den mest effektive måten å dekke kraftunderskuddet på, er ikke å øke produksjonen, men å redusere behovet. Rosinen i pølsa er at teknologien allerede er moden, og lønnsom. I tillegg har denne sentralen, i samarbeid med OBOS og Enova, laget en løsning hvor ubenyttet kraft i anlegget kan benyttes til elbillading i byggets flere etasjers parkeringshus. Dette gjorde at vi nå kan lade om lag 500 biler samtidig, uten å legge noe beslag på strømnettet i Oslo. Det er ingen liten bragd. Vi har også beregnet at stordriftsfordelen i denne sentralen frigir om lag 8 000 kW fra nettet. Dette frigir nok kapasitet i nettet til om lag 1400 nye leiligheter, sier Danielsen.

Store fordeler

– Det er flere fordeler med å produsere kjøling sentralt, i én stor kjølesentral, fremfor at byggene produserer egen kjøling internt. For det første er det stordriftsfordelen; Større maskiner og maskinparker kan produsere kjøling mer effektivt. Mengden kjøling som lages gjør det også lønnsomt å investere i annen teknologi enn den tradisjonelle tørrkjøleløsningen. Det gir rom for samspill mellom flere løsninger samtidig og gjør det mulig å veksle mellom rett teknologi under forskjellige forhold. I vår sentral dumpes overskuddsvarmen fra kjølingen over forskjellige løsninger: Vanlige tørrkjølere på tak, to kjøletårn i kjelleren og et enormt vannreservoar under bakken. Dette gir oss muligheten til å sjonglere mellom løsningene for å maksimere effektivitet. Varmen benyttes til oppvarming av Construction City til både romoppvarming og tappevann, understreker han.

Bildet: BIM-ansvarlig Stian Mosstue Hansen i AF Energi navigerer i 3D modellen av sentralen. Foto: Catchligth / Eirik Førde

Startskudd

– Vil erfaringene fra Hovinbyen kunne bli et «startskudd» for videre utbygging av denne energiløsningen på landsbasis?

– Sentralen er på mange måter et slags startskudd for oss. Det finnes allerede noen nærkjølingsanlegg i Norge der flere næringspartnere ser lønnsomheten med en felles produksjon og infrastruktur. Celsio har en unikposisjon med konsesjonen på fjernvarme i Oslo. De har både fagkompetansen og forretningsmodellen som skal til for å realisere en slik satsning på fjernkjøling. AF Energi har kompetansen til å prosjektere og bygge slike sentraler. På Construction City, der fjernkjøleanlegget nå etableres, skal arealet brukes smart. For å fjerne overskuddsvarmen etablerer AF Energi kjøletårn i kjelleren, sier han.

Åpenbare begrensninger

– Den vanligste måten å dumpe varme på er å bruke tørrkjølere på tak. Dette er store varmevekslere med vifter som blåser luft gjennom dem. Ved å sirkulere varmtvannet som kommer fra denne varmensiden av en kjølemaskin gjennom veksleren, vil varmen overføres fra vannet til den forbipasserende luften. Her er det noen åpenbare begrensninger. Energien som tas opp i luften er begrenset og det krever mye luft. Jo varmere det er ute, desto mindre varme overføres fra veksleren fordi vannet fra varmepumpen ikke er spesielt varmt. Så på de dagene hvor det er ekstra varmt, er tørrkjøler ironisk nok ekstra dårlig, sier Danielsen.

Kjøletårn gir lavere returtemperatur til kjølemaskinene

– Kjøletårn benytter fordampningsenergien til vann for å dumpe varme. Når vann fordamper stjeler den varme fra omgivelsene. Desto mer vann som fordamper, jo mer energi stjeles. Når det er ekstra varmt ute fordampes det ekstra mye. Akkurat som det gamle trikset med å putte en sokk utenpå en ølflaske, dyppe den i fjorden og sette den i solen gjør at det holder seg kald! Et kjøletårn fungerer ikke dårligere på de varmeste dagene – i motsetning til tørrkjølerne. I tillegg gir kjøletårn en lavere returtemperatur til kjølemaskinene, som igjen gir høyere effektivitet i kjølemaskinene og bruker mindre strøm til å produsere kjøling.