Ulkotekojään energiajärjestelmä : Lämmönkeruujärjestelmän mitoitus
Väänänen, Otto (2019)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201905067847
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201905067847
Tiivistelmä
Opinnäytetyön taustana on ulkoliikuntapaikkojen energiatehokas rakentaminen. Työn aiheena on ulkotekojään lämmönkeruujärjestelmän mitoitus. Työn tarkoituksena oli selvittää ulkotekojään mitoittavat olosuhteet ja sitä kautta järjestelmän teho.
Ulkotekojään höyrystintehoa määrittäessä on aiemmin turvauduttu kokemusperäisiin tunnuslukuihin. Työssä tutkittiin vaihtoehtoista mitoitustapaa, jonka avulla järjestelmä voidaan mitoittaa todellista tehontarvetta vastaavaksi.
Opinnäytetyön tutkimusmenetelmänä käytettiin dynaamista simulointia, joka suoritettiin IDA ICE – Ice Rinks And Pools sovellusta hyväksi käyttäen. Teoriaosuus työhön koostettiin kirjallisuuslähteiden ja asiantuntijakeskusteluiden avulla. Esimerkkikohteena käytettiin Kuopion Lippumäkeen rakenteilla olevaa ulkotekojäätä.
Simulointien tuloksena saatiin 150 W/m2 jäähdytysteho, kun tyypillisesti käytetty tunnusluku oli 200 W/m2. Simuloinnista saatiin lisäksi huomattava määrä tuloksia komponenttien käyntiajoista ja tehoprofiileista, joita voidaan hyödyntää järjestelmän suunnittelussa.
Tuloksista huomattiin, että jään ylläpitovaiheen tehontarve on huomattavasti pienempi kuin jäädytysvaiheessa vaadittu teho. Jatkotutkimuksessa voitaisiin selvittää, onko mahdollista pienentää jäädytysvaiheen aiheuttamaa tehopiikkiä. Näin ollen jäähdytysjärjestelmän investointikustannus saataisiin vieläkin edullisemmaksi.
Ulkotekojään höyrystintehoa määrittäessä on aiemmin turvauduttu kokemusperäisiin tunnuslukuihin. Työssä tutkittiin vaihtoehtoista mitoitustapaa, jonka avulla järjestelmä voidaan mitoittaa todellista tehontarvetta vastaavaksi.
Opinnäytetyön tutkimusmenetelmänä käytettiin dynaamista simulointia, joka suoritettiin IDA ICE – Ice Rinks And Pools sovellusta hyväksi käyttäen. Teoriaosuus työhön koostettiin kirjallisuuslähteiden ja asiantuntijakeskusteluiden avulla. Esimerkkikohteena käytettiin Kuopion Lippumäkeen rakenteilla olevaa ulkotekojäätä.
Simulointien tuloksena saatiin 150 W/m2 jäähdytysteho, kun tyypillisesti käytetty tunnusluku oli 200 W/m2. Simuloinnista saatiin lisäksi huomattava määrä tuloksia komponenttien käyntiajoista ja tehoprofiileista, joita voidaan hyödyntää järjestelmän suunnittelussa.
Tuloksista huomattiin, että jään ylläpitovaiheen tehontarve on huomattavasti pienempi kuin jäädytysvaiheessa vaadittu teho. Jatkotutkimuksessa voitaisiin selvittää, onko mahdollista pienentää jäädytysvaiheen aiheuttamaa tehopiikkiä. Näin ollen jäähdytysjärjestelmän investointikustannus saataisiin vieläkin edullisemmaksi.