Nestekiertoisen lämmöntalteenoton lämmönsiirtoliuoksen kausittaisen vaihtamisen taloudellinen kannattavuus

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tarkasteltiin, mitä tulisi huomioida arvioitaessa ilmanvaihtojärjestelmän nestekiertoisen lämmöntalteenottojärjestelmän lämmönsiirtonesteen kausittaisesta vaihtamisesta koituvaa energiansäästöpotentiaalia ja siitä saatavaa taloudellista hyötyä.

Energiansäästöpotentiaaliin ja sitä kautta taloudelliseen kannattavuuteen eniten vaikuttava tekijä on lämmönsiirtonesteen vaihtojakson pituus, joka vaikuttaa talteen saatavan energian määrään, sekä pumppauksesta saatavan energiasäästön määrään. Lisäksi kannattavuuteen vaikuttavat vaihdettavien nesteiden lämmönsiirto-ominaisuuksien ja viskositeettien erot. Nesteen viskositeetti ja pumpun hyötysuhde vaikuttavat pumppausenergian määrään ja tätä kautta taloudelliseen kannattavuuteen. Vaihtojakson pituuteen vaikuttavat vaihdettavan nesteen jäätymislämpötila, ilmavirtojen lämpötilat ja järjestelmän hyötysuhde, sekä vaihtoajankodan toteutumisen tarkkuus.

Työssä tarkastellaan lämmönsiirtonesteiden aineominaisuuksien vaikutusta vaihtojakson pituuteen, järjestelmän hyötysuhteeseen, talteen saatavaan energian määrään sekä pumppauskustannuksiin. Lisäksi työssä lasketaan lämmönsiirtonesteen vaihtamisesta koituvia energiasäästöjä esimerkkijärjestelmän avulla ja tarkastellaan vaihdon taloudellista kannattavuutta.

Opinnäytetyön lopputuloksena onnistuttiin vaihtojakson pituus määrittämään siten, että nesteen jäätymisriski on matala ja vaihtojakson pituus realistinen. Kiertonesteen vaihdon vaikutus pumppauskustannuksiin onnistuttiin selvittämään riittävällä tarkkuudella, jotta voitiin todeta sen vaikutuksen kannattavuuteen olevan vähäinen. Myös talteen otettua energian määrää pystyttiin arvioimaan riittävällä tarkkuudella, jotta päästiin käsitykseen vaihdon taloudellisesta kannattavuudesta.

The purpose of this thesis was to assess what should be taken into account in the calculations when examining the profitability of exchanging the heat transfer fluid of a heat recovery system for the summer months.

For this study, a spreadsheet program was created to determine the length of the exchange period, and to estimate the energy savings between two fluids by using energy calculation test years.

As a result of the thesis, it was found that the length of the exchange period is the predominant variable in the energy saving and financial profit calculations. It was discovered that the calculations are individual for each system. Furthermore, it was noticed that the effect of the fluid exchange on the pumping costs during the exchange period was insignificant. The calculation methods presented in the thesis were able to determine with sufficient accuracy whether the change of circulating fluid seasonally is financially profitable or not.

Further studies are required concerning different circulating fluids and systems to demonstrate the boundary conditions for the profitability of the fluid exchange. Air and liquid properties should be measured in two identical heat recovery systems with different heat transfer fluids during the exchange period to increase the accuracy of the estimated energy recovery.