Aurinkokeräimien tuottaman ylilämmön ohjaaminen maalämpökaivoon

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin toimeksiantona Pohjois-Karjalan koulutuskuntayhtymä Riverialle. Opinnäytetyön tavoitteena oli laatia suunnitelma, laiteluettelo ja kustannusarvio järjestelmämuutoksesta aurinkokeräinten tuottaman hukkalämmön siirtämisestä maalämpökaivoon Riverian uusiutuvan energian oppimisympäristölle, sekä tutkia energiasimulointiohjelman avulla mahdollisen järjestelmämuutoksen toimivuus. Opinnäytetyön teoriaosuudessa tarkastellaan maalämmön ja maalämpökaivon ominaisuuksia, aurinkoenergiajärjestelmiä sekä aurinkokeräimien toimintaa ja lämmönsiirtimiä, niiden tyyppejä sekä lämmönsiirtimen mitoittamista. Lisäksi opinnäytetyössä simulointiin IDA ICE-simulointiohjelmalla aurinkoenergian ylijäämälämmön maalämpökaivoon siirtämisen vaikutuksia pitkällä aikavälillä, ja tutkittiin nykyisen oppimisympäristön järjestelmän toimintaa automaatiojärjestelmästä saatujen trendien avulla. Opinnäytetyössä paneudutaan myös järjestelmämuutoksen lämmönvaihtimen mitoittamiseen sekä muiden järjestelmämuutokseen vaadittavien komponenttien valintaan. Opinnäytetyöhön laadittiin näiden lisäksi AutoCad ohjelmistolla kytkentäkaavio järjestelmämuutokselle. Simuloinnin perusteella aurinkoenergian siirtäminen maalämpökaivoon on järkevää, ja parantaa pitkällä aikavälillä maalämpökaivoa ympäröivän maaperän palautumista kylmien talvien jäljiltä. Kuitenkin nykyisen järjestelmän toimintaa tarkasteltaessa trendien avulla todettiin, että pienten energiakuormien takia voi aurinkokeräinten tuottaman hukkalämmön siirtäminen maaperään olla epätaloudellista nykyisen järjestelmän käyttöasteen vuoksi.