Hanhikivi 1 -ydinvoimalan jäähdytysveden käyttö rakennusten ja piha-alueiden lämmityksessä

Abstract

Työssä tutkittiin Hanhikivi 1 -ydinvoimalan jäähdytysveden hyödyntämistä voimalaitoksen tukirakennusten lämmityksessä ja piha-alueen talvisulatuksessa. Tavoitteena oli selvittää lämmitysratkaisun kannattavuus, hyödyt ja haasteet. Työn tilaajana oli Fennovoima Oy.

Työssä tutustuttiin eri lämpöpumpputekniikkoihin ja laskettiin jäähdytysveden lämpöpumppaukseen sopivinta toteutusvaihtoehtoa. Lämmitystä mitoitettiin voimalaitosalueen työpaja- ja varastorakennuksiin, joissa sijaitsee myös toimisto- ja sosiaalitiloja. Piha-alueen sulatuksessa tutkittiin noin 400 auton parkkipaikan sulanapitoa.

Työ toteutettiin teoreettisena suunnittelutyönä ja rakennuksen energiantarpeet mitoitettiin Suomen rakentamismääräyskokoelman osan D5 ohjeiden mukaisesti. Lämpöpumppu mitoitettiin rakennuksen tehontarpeen perusteella. Työssä vertailtiin myös eri kylmäaineiden vaikutusta lämpöpumpun hyötysuhteeseen ja sitä kautta tehokkuuteen.

Parkkipaikkojen sulatus todettiin kannattamattomaksi, sillä sen tehontarve oli niin suuri verrattuna rakennuksen tehontarpeeseen. Lisäksi se vaatisi korkeampaa lämpötilatasoa kuin rakennuksen lämmitys. Rakennuksen lämmitystehontarve oli noin 1 MW ja lämmitysenergiantarve noin 1800 MWh vuodessa. Rakennuksen lämmittämiseen tarvittaisiin noin 1 MW:n tehoinen lämpöpumppu, joka kuluttaa sähköä noin 356 MWh tuottaessaan rakennuksen lämmitysenergian. Lämpöpumppuinvestointi ei ole kannattavaa pienestä sähkönkulutuksesta huolimatta, sillä lämmitys on alun perin suunniteltu toteutettavaksi ydinvoimalaitoksella sivutuotteena tuotetulla kaukolämmöllä. Kaukolämmön omakustannehinta on niin edullinen, että kun sitä verrataan lämpöpumppauksen kustannuksiin ei lämpöpumppua saa kannattavaksi.

This thesis is about surveying the use of cooling water of nuclear power plant to heat up some support premises and parking place. The main objective was to find out about the profitability, benefits and challenges of the heating solution. The commissioner of the thesis is Fennovoima Ltd.

In the thesis, different heat pump technologies were researched and the most suitable system for pumping cooling water for heating was determined. Heating system was dimensioned to power plant’s workshop and storage building where are also some office and social premises. Parking place includes about 400 plots for which the defreezing system was designed.

The thesis was carried out as a theoretic design work. The power and energy demand of the building was calculated according to general building regulations. In the thesis, different refrigerants and their impact to efficiency of heat pump were also compared.

The defreezing system discovered not to be profitable because its power demand is way bigger than power demand of the building. Also, it would require a higher temperature level of the water than building’s heating. Workshop and storage building’s power demand for heating is about 1 MW and 1 800 MWh per year. So, the needed heat pump’s power should be about 1 MW and its consumption of electricity is about 356 MWh per year. The investment in heat pump is not profitable regardless of its low consumption of electricity because originally, the heating of the building was planned to be carried out by power plant’s own district heating system. Costs of producing district heating for your own needs are so low that when compared to the costs of heat pump, using the heat pump is not profitable.