Pohjaveden hyödyntäminen lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmissä Suomessa : Lahden seudun alueellinen tarkastelu

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tehdä tausteselvitys pohjaveden hyödyntämismahdollisuuksista rakennusten lämmitys- ja jäähdytysjärjelmissä Suomessa ja erityisesti Lahden seudulla. Työn tilaajana toimi Lahden ammattikorkeakoulun NETS-hanke, jonka tavoitteena oli suorittaa selvitystyö aiheesta Nastolanharjun yrityksille yhteistyössä Geologian tutkimuskeskuksen kanssa. Lopullisesta pohjavesimittauksiin ja alueellisiin hydrologisiin mallinnuksiin perustuvien laskelmien ja tulosten raportoinnista yrityksille vastasi Geologian tutkimuskeskus.

Työ toteutettiin kirjallisuusselvityksenä ja haastattelututkimuksena, jossa haastateltavana toimi Geologian tutkimuskeskuksen asiantuntija Teppo Arola. Selvitettäviä kokonaisuuksia olivat maaperä- ja pohjavesiolosuhteiden sekä maankäytön vaikutukset open-loop-järjestelmien tuotantopotentiaaliin, vertailu muihin lämpöpumppujärjestelmiin, tekniset vaatimukset lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmissä, passiivisen ja aktiivisen järjestelmän eroavaisuudet sekä ympäristövaikutusten arviointi.

Vuonna 2012 Lahden seudulla tehtyjen pohjaveden lämpötilamittauksien perusteella voidaan havaita selvästi kohonneita pohjaveden lämpötiloja rakennetuilla alueilla. Tämä kertaalleen rakennuksista ympäristöön johtunut lämpöenergia olisikin hyödynnettävissä pohjaveden lämmöntalteenottojärjestelmän avulla.

Ympäristövaikutusten selvitys perustui Hollannissa tehtyihin mittauksiin. Ympäristövaikutukset keskittyvät pohjaveden lämpötilan muutokseen ja tulosten perusteella esimerkiksi arseenin liikkuvuus ja pitoisuus pohjavedessä lisääntyivät pohjaveden lämpötilan noustessa. Geologiset olosuhteet ovat Suomessa kuitenkin erilaiset, joten tuloksia ei voida suoraan kopioida Hollannin olosuhteista. Tämän vuoksi mittaustuloksia tarvitaan myös Suomen olosuhteissa.

The purpose of the thesis was to analyze the possibilities to utilize groundwater in heating and cooling systems in Finland and especially in the Lahti region. The project was commissioned by the NETS project of Lahti University of Applied Sciences, which aimed to carry out a study for Nastolanharju's companies in co-operation with the Geological Survey of Finland. The Geological Survey of Finland was responsible for reporting the calculations and results of the final groundwater measurements and regional hydrological modeling.

The work was carried out as a literature review and an interview study, in which the interviewee was Teppo Arola, an expert at Geological Survey of Finland. The entities to be investigated were the effects of soil, groundwater conditions and land use on open-loop production potential, comparison with other heat pump systems, technical requirements for heating and cooling systems, differences in passive and active systems, and environmental impact assessment.

Determination of groundwater energy content in the Lahti region was made on the basis of the 2012 temperature measurements. Based on the measurements, there is a clear observation of the increased groundwater temperatures in cities and urban centers as a result of human activity. This thermal energy that has once leaked to the environment from the buildings could be utilized through the groundwater heat recovery system.

The environmental impact assessment was based on measurements made in the Netherlands. Based on the results, the mobility and concentration of arsenic in groundwater increased as the groundwater temperature increased. These results can not be directly exploited in Finland and more detailed research results are needed in Finnish conditions.