Glykolipitoisuuden vaikutus Comfort-jäähdytyslaitoksen energiatehokkuuteen

Abstract

Tässä Insinöörityössä tutkittiin glykolipitoisuuden vaikutusta Comfort-jäähdytyslaitoksen energiatehokkuuteen. Liuoksen lämmönsiirtokyky paranee glykolipitoisuuden laskiessa, joten tarkoituksena oli selvittää alhaisin mahdollinen pitoisuus, laskea saadaanko investoinnilla aikaan säästöä ja saataisiinko investoinnille järkevä takaisinmaksuaika.

Työssä käydään läpi Comfort-laitoksen toimintaprosessi sekä energialaskelmat putken painehäviölaskennasta lähtien. Säästölaskenta suoritettiin excel-pohjaisella laskentaohjelmalla, joka laadittiin tämän insinöörityön yhteydessä. Laskentaohjelmalla laskettiin pumppausenergian kulutus viidellä eri tavalla vertaillen neljää eri säästötoimenpidettä. Vaihtoehdot olivat juoksupyörän vaihto, pumpun vaihto, glykolipitoisuuden laimennus ja viimeisenä glykolipitoisuuden laimennuksen sekä pumpun vaihdon yhdistelmä.

Tämän insinöörityön perusteella todettiin, että kaikki tässä työssä käsitellyt säästötoimenpiteet ovat kannattavia. Kuitenkin paras vaihtoehto on glykolipitoisuuden laimennus 30 %:sta 15 %:iin yhdistettynä pumpun vaihtoon. Tämä toimenpide maksaa investointikulut takaisin neljässä vuodessa ja tuottaa noin 11 000 € säästöä vuosittain.

Vastaavanlaisissa järjestelmissä, joissa pumpun mitoitus on lähtökohtaisesti tehty oikein, glykolipitoisuuden laimentamisen yhteydessä riittää todennäköisesti pelkkä juoksupyörän vaihto. Kuitenkin takaisinmaksuajaksi tulisi noin 10 vuotta, koska Comfort-jäähdytyslaitoksen nopea takaisinmaksuaika ja vuosittainen säästö muodostuvat pääasiassa pumpun hyötysuhteen merkittävästä noususta.

The purpose of this final year project was to find out how glycol concentration effects on the energy efficiency of a comfort cooling system. The main goals were to determine the lowest possible glycol concentration for the system and to calculate whether it would be profitable to decrease the current concentration.

The project studied the physical properties that affect the energy consumption. A calculation tool was created to calculate the pumping energy consumption of any cooling system by using five different glycol concentrations simultaneously.

Energy consumption calculations were made for the system by changing pump impeller, changing the pump, decreasing glycol concentration from 30 percent to 15 percent and combinations of decreasing the concentration and changing the pump. The study showed, unexpectedly, that it is more profitable to change the centrifugal pumps of the system in-stead of decreasing the glycol concentration. However, the best solution was to decrease the glycol concentration and change the pumps for smaller ones for better efficiency.

In conclusion, the study showed that decreasing the glycol concentration in an oversized Comfort cooling system is reasonable, but if the pump sizing is done properly from the beginning, the payback period for investment would be much longer.