Nestekiertoinen lämmöntalteenotto aktiivisena hukkalämmönlähteenä

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin uimahallin nestekiertoisen lämmöntalteenoton käyttötavan muutosta. Työssä selvitettiin mahdollisuutta liittää olemassa oleva talteenottojärjestelmä lämpöpumpun osalämmönlähteeksi. Talteenoton normaali käyttöaste on noin puolet vuodesta, ja tällöinkään käyttöä ei ole koko tarjolla olevalle kapasiteetille. Työn toimeksiantajana toimi Sweco Finland Oy.

Tutkimus toteutettiin Tampereen uintikeskuksessa allastilaa palvelevan ilmanvaihtokoneen antamaa tietoa tarkastelemalla. Ilmanvaihtokoneen toiminnasta kerättiin tietoa talvella 2022–2023. Tutkimuksen kannalta oleellista tietoa oli ilmanvaihdon ilmamäärät ja ilman olosuhde lämpötilan ja kosteuden suhteen. Kerätyn tiedon perusteella määritettiin ulospuhallettavan ilman keskimääräinen olosuhde, määrä ja hukkaenergia nykyisen lämmöntalteenottojärjestelmän jälkeen. Ulospuhallettavan ilman lämpötila oli keskimäärin 25 °C, suhteellinen kosteus 58 % ja määrä 4,7–5,5 m³/s. Vuorokautinen hukkaenergia oli 7,4 MWh.

Tulosten perusteella lämmöntalteenoton käyttötavan muutos ympärivuotiseksi hukkalämmönlähteeksi on järkevää. Työssä hukkalämpö määritettiin talviajalla, jolloin osa lämmöstä käytettiin tutkimuksen ilmanvaihtokoneen raitisilman esilämmittämiseen. Kesäaikana ilmanvaihtomäärät ovat tutkimusajankohtaa suuremmat ja ulospuhallusilma kulkee aina lämmöntalteenottopatterin läpi. Uimahallissa on ympärivuotisesti käyttöä lämpöpumpulla tuotetulle lämmölle.

The purpose of this thesis was to examine the possibility to improve the run-around coil systems used in an indoor swimming arena. The heat recovery coil collects waste heat from exhaust air and preheats outdoor air flow. Heat transfer fluid is a mixture of water and anti-freeze liquid. The mixture can also be used in the water source heat pump. Usually, the effective use period of heat recovery is about half of the year. Exhaust air flow is greater than outdoor air flow and all waste heat potential cannot be used. The work was commissioned by Sweco Finland Oy.

The study was carried out by examining the air handling unit of the main pool area at Tampere swimming center. Data for this study were collected in the winter of 2022–2023. The main objective was to study air exchange rate and exhaust air average temperature, relative humidity, and volume. Calculations based on the collected data showed that the average temperature of exhaust air was 25 °C, RH 58 %, and the volume was between 4,7–5,5 m³/s. 7.4 MWh of energy was wasted in a 24-hour period.

As a result of this study, it is reasonable to improve the heat recovery. With a water source heat pump, waste heat can be collected through the year effectively. In the summer, air volumes increase, and waste heat potential is greater. The heat consumption of the indoor swimming arena is high all year around.