Nestekiertoisen lämmöntalteenoton hankinta- ja käyttökustannusten optimointi

Abstract

Insinöörityön tavoitteena oli selvittää Oy Swegon Ab:n ja Oy Grundfos Pumput Ab:n kanssa yhteistyössä, toimiiko nestekiertoinen lämmöntalteenotto uudella kytkentämallilla ja onko sillä säästöpotentiaalia. Käytännössä olemassa olevan järjestelmän kytkentää muutettiin ja järjestelmään vaihdettiin EC-pumppu, jonka virtaamaa voidaan muuttaa portaattomasti. Verkoston kolmitieventtiili lukittiin täysin auki asentoon, jotta uutta kytkentämallia voitaisiin simuloida.

Uuden kytkentämallin toimintaa tutkittiin vertailemalla kahta identtistä tilaa ja niiden tekniikkaa. Nestekiertoisista lämmöntalteenottojärjestelmistä mitattiin ilman ja nesteen lämpötiloja ja laskettiin tuloilmapatterille lämpötilasuhde. Kummankin lämmöntalteenottojärjestelmän pumppujen ottotehot mitattiin ja mahdolliset säästöpotentiaalit selvitettiin.

Mittausajanjaksolla muutettu nestekiertoinen lämmöntalteenottojärjestelmä toimi moitteetta ja lähes samalla lämpötilasuhteella. Eron lämpötilasuhteissa selittää eroavaisuudet etyleeniglykolipitoisuuksissa, liuosvirtaamissa ja raitisilmanlämpötiloissa.

Kahden viikon mittausajanjaksolla säästöjä ei saavutettu pumppauskuluissa. Potentiaalia säästöille on, kun verkostosta karsitaan ylimääräiset virtausvastusta aiheuttavat osat. Tällöin saman virtaaman tuottamiseksi tarvittaisiin vähemmän ottotehoa, eli käyttökustannukset laskisivat. Teoreettisesti säästöä pumppauskuluissa voitaisiin saada noin 20 %, kun lämmöntalteenottojärjestelmä toteutettaisiin uudella kytkentä tavalla.

Tuloksien perusteella huomataan, että uutta kytkentämallia tulisi tutkia lisää laboratorio-olosuhteissa. Jotta esimerkiksi huurtumisen esto-ohjelma saataisiin käynnistettyä, tarvitsee poistoilman olla kosteaa ja poistopatterille tulevan liuoksen reilusti pakkasella.

The purpose and goal of the Bachelor’s thesis was to optimize a liquid heat recovery system in Otaniemi, Espoo, and to determine if there is any saving potential in the acquisition and operating costs.

There were two identical heat recovery systems in the same building, and one of the systems was modified in this final year project. To determine if a new connection method worked, the water circulation pump needed to be changed to a pump which can modify its rotation speed. The piping of the liquid heat recovery system was modified to simulate the new connection method.

In the final year project it was proven that the new connection method worked and it had saving potential. With the new energy efficient pump and the pressure drop savings gained by the new way of building the piping system, up to 20 % in the pump’s electricity consumption could be saved.

The test results showed that the new connection method works and has saving potential. However, to be absolutely sure that the new connection method and its anti-frost system would work in extreme conditions, it needs to be tested in laboratory conditions.