Viikinmäen jätevedenpuhdistamon vesiaseman tuloilmakoneiden lämmityspattereiden energiatehokkuustoimenpiteet
Rikkinen, Hanne (2023)
Rikkinen, Hanne
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023060421060
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023060421060
Tiivistelmä
Viikinmäen jätevedenpuhdistamon vesiaseman tuloilmakoneet on tarkoitus uusia pitkän käyttöiän sekä huonon hyötysuhteen takia. Insinöörityössä selvitettiin, onko tuloilmakoneet kannattavampaa vaihtaa koneisiin, joissa on kolmen patterin järjestelmä vai uusia koneet, joissa on nykyinen kahden patterin järjestelmä.
Nykyisessä järjestelmässä on nollalämpöverkoston ja korkealämpöverkoston patteri. Kolmen patterin järjestelmässä nollalämpöverkoston ja korkealämpöverkoston väliin on lisätty matalalämpöverkoston patteri. Nolla- ja matalalämpöverkoston patterit saavat lämpönsä laitoksen prosessien hukkalämmönlähteistä sekä teknisestä vedestä, joilla esilämmitetään tuloilmaa. Tarvittava loppulämmitys haluttuun tuloilman lämpötilaan tapahtuu molemmissa vaihtoehdoissa korkealämpöverkoston patterilla.
Työssä tarkasteltiin laskennallisesti LTO-pattereiden jälkeisiä tuloilman lämpötiloja pattereiden meno- ja paluuveden lämpötilojen sekä tehojen avulla. Laskelmien tavoitteena oli selvittää, kuinka paljon vertailtavien järjestelmien korkealämpöverkoston patterit tarvitsevat lämmitysenergiaa vuodessa siihen, että tuloilma saadaan esilämmityksen jälkeen lämmitettyä tavoiteltuun lämpötilaan. Lämmitysenergian lisäksi työssä tarkasteltiin matalalämpöverkoston lisääntyvää sähkönkulutusta. Laskelmissa käytettiin apuna Valmetin automaatiojärjestelmästä saatuja LTO-verkoston lämpötilan arvoja. Sen lisäksi käytettiin Coils-mitoitusohjelmaa sekä Exceliä. Mitoitusohjelmalla mitoitettiin patterit ja Excelillä luotiin kaavioiden lisäksi laskentapohja ulkoilman lämpötilan pysyvyydelle.
Tuloksia vertailtiin ja lopputuloksena voitiin todeta, että vesiaseman tuloilmakoneet on kannattavampaa vaihtaa koneisiin, joissa on kolmen patterin järjestelmä kuin nykyinen kahden patterin järjestelmä. Kolmen patterin järjestelmä säästää korkealämpöistä lämmitysenergiaa jopa 1,9 GWh vuodessa. Matalalämpöverkoston patterin myötä sähköenergian kulutus nousee n. 27 MWh vuodessa, mutta se on vähäistä verrattuna lämmitysenergian säästöön.
Nykyisessä järjestelmässä on nollalämpöverkoston ja korkealämpöverkoston patteri. Kolmen patterin järjestelmässä nollalämpöverkoston ja korkealämpöverkoston väliin on lisätty matalalämpöverkoston patteri. Nolla- ja matalalämpöverkoston patterit saavat lämpönsä laitoksen prosessien hukkalämmönlähteistä sekä teknisestä vedestä, joilla esilämmitetään tuloilmaa. Tarvittava loppulämmitys haluttuun tuloilman lämpötilaan tapahtuu molemmissa vaihtoehdoissa korkealämpöverkoston patterilla.
Työssä tarkasteltiin laskennallisesti LTO-pattereiden jälkeisiä tuloilman lämpötiloja pattereiden meno- ja paluuveden lämpötilojen sekä tehojen avulla. Laskelmien tavoitteena oli selvittää, kuinka paljon vertailtavien järjestelmien korkealämpöverkoston patterit tarvitsevat lämmitysenergiaa vuodessa siihen, että tuloilma saadaan esilämmityksen jälkeen lämmitettyä tavoiteltuun lämpötilaan. Lämmitysenergian lisäksi työssä tarkasteltiin matalalämpöverkoston lisääntyvää sähkönkulutusta. Laskelmissa käytettiin apuna Valmetin automaatiojärjestelmästä saatuja LTO-verkoston lämpötilan arvoja. Sen lisäksi käytettiin Coils-mitoitusohjelmaa sekä Exceliä. Mitoitusohjelmalla mitoitettiin patterit ja Excelillä luotiin kaavioiden lisäksi laskentapohja ulkoilman lämpötilan pysyvyydelle.
Tuloksia vertailtiin ja lopputuloksena voitiin todeta, että vesiaseman tuloilmakoneet on kannattavampaa vaihtaa koneisiin, joissa on kolmen patterin järjestelmä kuin nykyinen kahden patterin järjestelmä. Kolmen patterin järjestelmä säästää korkealämpöistä lämmitysenergiaa jopa 1,9 GWh vuodessa. Matalalämpöverkoston patterin myötä sähköenergian kulutus nousee n. 27 MWh vuodessa, mutta se on vähäistä verrattuna lämmitysenergian säästöön.