Syväjääpakastinhuoneen olosuhteiden parantaminen ja vaikutukset energian säästöön

Abstract

Tämän insinöörityön tavoitteena oli selvittää syväjääpakastinhuoneen ilmanvaihto- ja jäähdytysjärjestelmän toiminta, tehdä järjestelmiin parannuksia ja tarkastella uutta tilannetta. Alkutilanteessa pakastinhuoneen jäähdytys oli lämpökuormaan nähden riittämätön, ja se toimi epäedullisissa olosuhteissa. Huoneen ilmanvaihto oli epätasapainossa ja säätämättä.

Työssä tarkasteltiin jäähdytysprosessia alussa ja uudelleen muutosten jälkeen. Aluksi jäähdytyslaitteiston kunto ja toiminta selvitettiin. Tämän jälkeen tehtiin suunnitelma jäähdytyslaitteiston muutostyöstä. Laitteistoon tehtiin suunnitelman mukaiset muutokset, ja niiden onnistuneisuutta arvioitiin mittaustulosten pohjalta.

Ilmanvaihto korjattiin, mitoitettiin ja säädettiin vastaamaan laskennallista tulosta. Mitoitusperusteena käytettiin tilassa olevan yhden syväjääarkun CO_2-hätäjäähdytyksen vaikutusta tilan CO_2-pitoisuuteen. Tavoitearvoksi valittiin hätäjäähdytyksen tapahtuessa〖 CO〗_2-pitoisuus 5 000 ppm (HTP 8 h).

Syväjääpakastinhuoneen olosuhteiden muutoksen vaikutusta syväjääpakastimien energiankulutukseen verrattiin lähtötilanteessa ja uudelleen muuttuneessa tilanteessa. Kahteen syväjääpakastimeen asennettiin pistorasialiitäntäiset energiamittarit. Kulutusta seurattiin alussa neljä viikkoa, minkä jälkeen kulutuslukemat kirjattiin muistiin. Mittaus uusittiin jäähdytyslaitteiston muutosten jälkeen.

Työssä tarkasteltiin myös lämmönsiirtoa taserajojen yli ja lämpöenergian siirtämiseen liittyviä tekniikoita ja prosesseja. Lopuksi vertailtiin ilman jäähdytysprosesseja ennen ja jälkeen muutosten sekä kaikkien muutosten vaikutusta energian säästöön. Jäähdytysteho kasvoi 71,9 %, mutta samaan aikaan kompressorin verkosta ottama teho laski 2,7 %. Syväjääpakastimien ympäristön lämpötilan muutos laski energian kulutusta keskimäärin 11,9 %. Lopputulema oli, että projekti onnistui yli odotusten, mutta insinöörityöstä tuli suunniteltua laajempi.

The purpose and goal of this final year project was to improve the ventilation and cooling of a deep freezer room. The starting point was that the ventilation was not working as planned and cooling was ineffective and uneconomic.

The cooling process was under a thorough examination before and after the changes that were made to the system. The old evaporator was replaced by a more effective one and the ventilation was dimensioned and adjusted. The dimensioning of the ventilation was based on CO_2 emergency cooling and the maximum CO_2 content 5 000 ppm (HTP 8 h). These changes made it possible to lower the temperature of the freezer room by 7 degrees Celsius.

The change of the temperature in the deep freezer room also affected the energy consumption of the deep freezers. This was shown by measurements taken from two deep freezers before and after the changes.

A comparison between the air cooling process before and after the change of the evaporator and the relative savings was made at the end of this thesis. The cooling capacity increased by 71.9 % and at the same time the power consumption of the compressor decreased by 2.7 %. The energy consumption of the deep freezers decreased by 11.9 %.

In conclusion, the project was successful and its goal was fulfilled. The thesis offers a diverse overview on the topic.