Analyse og optimalisering av varmesystem ved Vigør Rehabiliteringssykehus

Abstract

Grunnet økningen i energipriser og økt press om å nå klimamål, har energiøkonomisering i bygg blitt et samfunnsaktuelt tema. Masteroppgaven bruker Vigør Rehabiliteringssykehus vannbårne varmeanlegg som et eksempelstudie, der formålet med oppgaven er å forenkle driften, redusere energiforbruket og kutte energikostnadene tilknyttet varmeanlegget. Siden 2000-tallet er et er gjort en rekke forsøk på å effektivisere varmeanlegget til Vigør, uten å oppnå de ønskede resultatene. I dag har en kombinasjon av diverse ombygginger, manglende tegningsgrunnlag, manglende målinger, dårlig merking og uvanlige løsninger gjort varmeanlegget tungvint i drift og energikrevende. Gjennom befaringer på bygget ble varmeanlegget kartlagt, og det ble utarbeidet et oppleggskjema (Vedlegg 2 og Vedlegg 3). Varmeanleggets årlige energitilskudd antas til å være rundt 1500 MWh. Energien leveres hovedsakelig gjennomen en elkjel (omtrent 70% av tilført energi) og en varmeveksler mot et fjernvarmesystem, tilkoblet en nærliggende trafostasjon (omtrent 30% av tilført energi). En rekke ombygginger på teknisk rom i plan 1, har ført til flere ubrukte rørstrekk og 4 kraftig overdimensjonerte buffertanker. I dag benyttes kun en av buffertankene, som har et akkumuleringsvolum på 12 500 liter. Det anbefales en total ombygging av varmeanlegget på teknisk rom i plan 1, der oljekjelene, fjernvarmesystemet, ubrukte rørføringer og buffertankene fjernes. Ettersom eksisterende vannbehandling ikke anses som tilstrekkelig, anbefales det å installere av en vakuumavgasser for ytterligere fjerning av luft, mens eksisterende mikrobobleutskiller og patronfilter kan beholdes. Selv om eksisterende ekspansjonskar er underdimensjonert for dagens store vannvolum, kan de beholdes dersom buffertankene avkobles. Eksisterende sirkulasjonspumper erstattes av et nytt sett med doble sirkulasjonspumper. For å unngå at de nye sirkulasjonspumpene pumper unødvendige vannmengder i primærkretsen (radiatorkretsen), anbefales det å temperaturregulere kretsen gjennom en shunt-kobling og en egen pumpe for kretsen. Oppgaven anbefaler også en rekke omkoblinger på anleggets sekundærkrets. Dagens uvanlige seriekobling på kursene til gatevarmen, tappevanns- og bassengvarmevekslerne byttes til tradisjonelle parallellkoblinger, med ny temperaturregulering gjennom shunt-koblinger. Reguleringen på kursene til varmebatteriene, som i dag er mengderegulert gjennom motorstyrte toveisventiler, bør utskiftes med shunt-koblinger med bløder, for å redusere faren for frostdannelser. Samtlige deler av varmeanlegget skal tilkobles og kunne styres av et SD-anlegg, og det skal installeres nye energimålere. Oppgaven anbefaler en utbedring gjennom 3 faser, der fase 1 inneholder tiltakene nevnt ovenfor. Målet med ombyggingen og omkoblingene i fase 1 er å automatisere driften av anlegget. Fase 2 innebærer logging av varmeanleggets energiforbruk over et år, gjennom energimålerne. Anlegget vil i denne fasen driftes med eksisterende elkjel som eneste energikilde. Fase 3 er installasjonen av en ny varmepumpe, med tilhørende buffertank. Dimensjoneringen av varmepumpen og buffertanken bør skje etter måledata fra fase 2, men et estimat viser at en veske/vann varmepumpe tilkoblet energibrønner, med en maksimal effekt på 160 kW og en buffertank på 2000 liter vil være det beste valget, for å redusere energiforbruket, og det beste økonomiske valget. Varmepumpen vil dekke byggets grunnlast, mens eksisterende elkjel vil kunne dekke byggets spisslast.