Faseendringslager holder varmtvannet i sirkulasjon på Solstrand

Terje Klyve har vært teknisk sjef på Solstrand siden 2012. Da han tok over, hadde han ikke full oversikt over bygget.

– Nei, ikke i starten. Men det var veldig spennende. Jeg kom fra håndverkerbransjen, så det var spennende å komme inn her og få så frie tøyler som jeg egentlig har hatt, sier Klyve.

Hotellet har en egen spa-avdeling, og det preger energiregnskapet.

– Vi har en spa-avdeling med veldig mye vann og stort energibehov. Vi betjener en bransje som vil ha det komfortabelt, og da er det viktig at vi jobber for å få mest mulig fornuftige energiløsninger, sier han.

Varmepumpa som mistet kompressorer

Multiconsult ble hentet inn for å se på en varmepumpe som stadig mistet kompressorer. Teamet fra Multiconsult, bl.a. Gert Nielsen, Seniornerd Termisk Energi  i Multiconsult, fant at tappevannssystemet låste hele anlegget til en høyere temperatur enn det var dimensjonert for, noe som Terje var klar over.

– En av grunnene til at de ryker kompressorer hele tiden, er at de går sinnssykt høyt i temperatur i forhold til hva de er dimensjonert for, og hva systemene har behov for, sier Nielsen.

På varmepumpene som helhet røk det ifølge Nielsen en kompressor i hvert fall hvert år. Multiconsult foreslo å skille systemene fra hverandre, men de viste seg å henge tettere sammen enn rådgiverne hadde sett for seg. Hotellet ble bygget på 1890-tallet og har vokst i etapper.

– Man har bygget ut sånn: «Nå kommer det noe på her, så må vi koble oss på med det her.» Man har ikke satt seg ned og tenkt gjennom hvordan vi gjør det. Det er det vi forsøker å gjøre nå, sier Nielsen.

Det fantes heller ikke tegningsgrunnlag som kunne hjelpe Klyve da han begynte. Nielsen peker på at dokumentasjonen også handler om den dagen Klyve går av.

– Hvis vi ikke har et dokumentasjonsgrunnlag som er godt nok til at en ny person kan skli inn, må man ansette vedkommende et par år før Terje går av, så det blir en overføring, sier han.

Sjøvann, ammoniakk og CO2

Solstrand har lagt en ny sjøvannsledning for å få mer stabile temperaturer gjennom året. Det er særlig kjølebehovet på ettersommeren som skal dekkes bedre. Samtidig fases de gamle varmepumpene ut til fordel for anlegg med ammoniakk og CO₂ som kuldemedium. CO2-varmepumpa som nå er i drift, sørger for alt forbruksvannet på hotellet.

Sirkulasjonen som har gitt hodebry

Et varmtvannsanlegg med sirkulasjon krever varme også når ingen tapper vann. For CO2-varmepumper er dette et kjent problem, fordi de trenger lav returtemperatur for å gå effektivt, mens returvannet fra sirkulasjonen holder langt høyere temperatur. Håkon Selvnes, CPO og grunnlegger i Cartesian, beskriver det som et problem som har skapt hodebry for ingeniører lenge.

Løsningen på Solstrand er å lade en Thermal Box til 65 grader samtidig som varmepumpa bereder tappevann i de vanlige tankene.

– Når du slår av varmepumpa, tar du sirkulasjonsvannet via vår Thermal Box og varmer det opp. Dermed unngår du å bruke elektrokjel eller gassfyr, sier Selvnes.

Klyve forteller at lageret tar over sirkulasjonsbehovet når varmepumpa ikke går, for eksempel om natta.

– Det ser ut til å fungere veldig godt, sier han.

Selvnes mener dette er det første anlegget av sitt slag i Norge, og muligens i verden, men understreker at det ikke er bekreftet.

Mye energi på lite volum

Thermal Box bruker faseendringsmateriale (PCM), hovedsakelig biobaserte materialer, som lagrer energi når det smelter og avgir den når det stivner. Nielsen sammenligner det med is.

– Isen opptar energien når den smelter og frigir den opp når den smelter, og det skjer ved en gitt temperatur. Så du får mye energi på lite volum, sier han.

Lageret på Solstrand rommer 75 kWh. Skulle hotellet lagret den samme energimengden i vann med fem graders temperaturdifferanse, ville tanken ifølge Nielsen blitt rundt åtte ganger så stor.

Cartesian leverer Thermal Box blant annet i en ferdig montert variant, Thermal Box Standard, med sirkulasjonspumpe, energimåler, ventiler og en styringsenhet som kobles til byggets SD-anlegg via BACnet eller Modbus. Hver modul lagrer mellom 60 og 125 kWh, og enhetene bygges og sammenstilles i Trondheim.

Nielsen tok opp ideen med Selvnes første gang på årsmøtet til Norsk Kjøleteknisk Forening i Bergen for et par år siden. Han hadde over tid arbeidet med ulike måter å løse denne utfordringen på. Det tok tid å finne en kunde.

– Ideen er ikke vanskelig. Det vanskelige er å finne noen som er modige nok til å si: «Dette tror vi er en god idé, og dette gjør vi.» Ikke fordi vi tjener penger på det, men fordi vi mener det er det riktige å gjøre, sier Nielsen.

For Klyve handler det om å ligge litt i forkant uten å kaste seg over alt.

– Skal man være med, må man ligge litt frampå. Man må ville litt, men man må også tørre litt for å vinne. Man skal ikke hoppe på alt mulig, men hvis det er fornuftig, er det veldig artig å prøve, sier han.

Samme teknologi i Amazons lagre

Cartesian leverer også kjølelagre til Amazons logistikksentre i Europa. I et fulfillment-senter i Storbritannia skal ti Thermal Box-moduler koblet til det sentrale kjøleanlegget øke den effektive kjølekapasiteten i toppene med 38 prosent uten oppgradering av kjølemaskinene. Ifølge Cartesians beregninger er tilbakebetalingstiden fem år, og CO2-utslippene reduseres med 137 tonn. I et tilsvarende senter i Tyskland skal 16 moduler gi 21 prosent mer kjølekapasitet, mens fire varmelagre koblet til et varmepumpeanlegg i et distribusjonssenter i Italia skal gi 28 prosent mer varmekapasitet.

– Cartesian hadde en fantastisk løsning for termisk lagring. Vi ser det som en av de kritiske brikkene for å nå netto null-målet vårt innen 2040, sier Brad Swartz, principal program manager for bærekraft i Amazon EU Operations, i en kundefilm på Cartesians nettsider.

Foredrag på VVS-dagene

Cartesian stiller ut på VVS-dagene på Nova Spektrum i Lillestrøm 14.–16. oktober og holder foredrag alle tre dagene. Der skal selskapet blant annet gå gjennom løsningen på Solstrand og effektutfordringer på kuldeanlegg.

– Vi skal se på sirkulasjonsvannet og hvordan vi løser det på Solstrand. I tillegg skal vi vise hvordan man kan bruke Cartesians teknologi i andre anvendelser, sier Selvnes.