Teollisuuden sähkötilojen hukkalämmön hyödyntäminen LVI-järjestelmissä
Ahonen, Peetu (2024-07-22)
P. Ahonen
22.07.2024
© 2024 Peetu Ahonen. Ellei toisin mainita, uudelleenkäyttö on sallittu Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0) -lisenssillä (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Uudelleenkäyttö on sallittua edellyttäen, että lähde mainitaan asianmukaisesti ja mahdolliset muutokset merkitään. Sellaisten osien käyttö tai jäljentäminen, jotka eivät ole tekijän tai tekijöiden omaisuutta, saattaa edellyttää lupaa suoraan asianomaisilta oikeudenhaltijoilta.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202407225181
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202407225181
Tiivistelmä
Teollisuuden sähkötilojen lämpökuormat siirretään tavallisessa LVI-järjestelmässä ulkoilmaan. Työn tavoitteena oli selvittää, onko teollisuuden sähkötilojen hukkalämpöä mahdollista tai kannattavaa hyödyntää laitoksen omassa lämmitysverkossa tai myymällä lämpöä kaukolämpöverkkoon. Hukkalämpövirralle haettiin optimi lämpötilataso koko vuoden aikaisen lämmön hyödyntämisen kannalta ja selvitettiin kannattaako vedenjäähdyttimen vapaajäähdytystä käyttää, mikäli hukkalämmön talteenotto olisi muutoin kompressorin avulla mahdollista. Lisäksi työssä tarkasteltiin miten laitoksen kokoluokka ja sijainti vaikuttavat hukkalämmön hyödyntämisen kannattavuuteen.
Työssä käsiteltävästä LVI-järjestelmästä muodostettiin matemaattinen malli, jonka avulla tehtiin simulointeja kolmen eri kokoluokan laitokselle. Simuloinnit tehtiin tyypillisille sekä hukkalämmön talteenotolla optimoiduille LVI-järjestelmille. Malli toimi myös perustana Excel-pohjaiselle laskentatyökalulle, jolla voidaan selvittää alustavasti hukkalämmön hyödyntämisen kannattavuus esimerkiksi suunnittelun tarjousvaiheessa.
Simulointitulosten perusteella hukkalämmön hyödyntäminen on kannattavaa LVI-järjestelmissä, kun lämpöä syötetään lämmitysverkkoon rinnakkaiskytkennällä kaukolämpösiirtimen kanssa. Investoinnin takaisinmaksuaika lyhenee laitoksen kokoluokan suurentuessa sekä sijainnin siirtyessä kylmempään ilmastoon. Hukkalämmön optimi lämpötilataso on mahdollisimman matala vedenjäähdyttimen lauhdutuslämpötila. Lauhdutuslämpötilan säädöllä takaisinmaksuaika lyhenee hiukan verrattuna vakiona pidettyyn 43/36 °C lauhdutuspiiriin. Vapaajäähdytystoimintoa ei kannata simulointien perusteella käyttää yhdessä hukkalämmöntalteenoton kanssa.
Työssä käsiteltävästä LVI-järjestelmästä muodostettiin matemaattinen malli, jonka avulla tehtiin simulointeja kolmen eri kokoluokan laitokselle. Simuloinnit tehtiin tyypillisille sekä hukkalämmön talteenotolla optimoiduille LVI-järjestelmille. Malli toimi myös perustana Excel-pohjaiselle laskentatyökalulle, jolla voidaan selvittää alustavasti hukkalämmön hyödyntämisen kannattavuus esimerkiksi suunnittelun tarjousvaiheessa.
Simulointitulosten perusteella hukkalämmön hyödyntäminen on kannattavaa LVI-järjestelmissä, kun lämpöä syötetään lämmitysverkkoon rinnakkaiskytkennällä kaukolämpösiirtimen kanssa. Investoinnin takaisinmaksuaika lyhenee laitoksen kokoluokan suurentuessa sekä sijainnin siirtyessä kylmempään ilmastoon. Hukkalämmön optimi lämpötilataso on mahdollisimman matala vedenjäähdyttimen lauhdutuslämpötila. Lauhdutuslämpötilan säädöllä takaisinmaksuaika lyhenee hiukan verrattuna vakiona pidettyyn 43/36 °C lauhdutuspiiriin. Vapaajäähdytystoimintoa ei kannata simulointien perusteella käyttää yhdessä hukkalämmöntalteenoton kanssa.
Kokoelmat
- Avoin saatavuus [37738]
Ellei muuten mainita, aineiston lisenssi on https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/