Moduulirakenteisen biokaasuvoimalaitoksen lämmitysjärjestelmän ja ilmanvaihdon suunnittelu

Abstract

Työ tehtiin Metaenergia Oy:lle tuotekehitysprojektina kevään 2016 aikana. Kohteena oli biokaasulaitoksen sisäilman hallintajärjestelmän suunnittelu, joka sisälsi sekä lämmitysjärjestelmän että ilmanvaihdon suunnittelun. Aikai-semman kokemuksen pohjalta tiedettiin tuotantoyksiköiden lämmityksen aiheuttavan turhia kustannuksia, joista haluttiin päästä eroon. Tuotantoprosessin viimeisessä vaiheessa muodostuu ympäröivään tilaan ylimääräistä lämpöä. Tämän hukkalämmön talteenotto oli yksi suunnittelun lähtökohdista.

Työ aloitettiin tammikuun alussa tutustumalla biokaasuteknologiaan Metaenergian toimittamien biokaasulaitosten avulla. Suunnitteluvaiheessa laskettiin käsiteltävien moduuleiden lämpöhäviöt ja lämpökuomat, joiden perusteella voitiin kartoittaa eri lämmitysvaihtoehtojen soveltuvuus ja toiminta biokaasulai-toksessa. Sopivan lämmitysvaihtoehdon löydyttyä suunniteltiin ja mitoitettiin sen toiminta moduulirakenteeseen sopivaksi.

Ilmanvaihtoa tutkittaessa havaittiin, että suurin tarve ilmanvaihdolle on tuotannon viimeisessä moduulissa, jossa kaasun sisältämä energia muutetaan lämmöksi ja sähköksi. Moduulin ilmanvaihto yhdistettiin lämmitysjärjestelmään, minkä ansiosta järjestelmissä käytetylle kanavapuhaltimelle saatiin korkea käyttöaste. Muissa moduuleissa ilmanvaihto järjestettiin tilakohtaisesti poisto-puhaltimella.

Työn tuloksena syntyi lämmönhallintajärjestelmä, jolla lämmitys ja ilmanvaihto toteutettiin kustannustehokkaalla ja toimintavarmalla tavalla. Lämmitysjärjestelmä muodostui ilmalämmityksestä ja lämmöntalteenotosta. Sen rakennuksen lämmitysmuotona käytettiin ilmalämmitystä, joka ei ollut räjähdysvaarallinen. Räjähdysvaarallisten tilojen lämmitysmuotona käytettiin lattialämmitystä, johon lämpöenergia saatiin ottamalla lämpö talteen lamellilämmönvaihtimella ilmalämmityksessä käytetystä iv-kanavasta.