Analyse av termisk energiforsyning ved Moholt 50|50
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2656755Utgivelsesdato
2020Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Energibruken i den norske bygningsmassen skal reduseres med 10 TWh fram mot 2030. Innovative og effektive termiske og elektriske energisystemer i boligbygninger vil bidra til en reduksjon i energibruken slik at energimåalene kan nåas. Denne Masteroppgaven er en videreføring av en prosjektoppgave utarbeidet våren 2019 som analyserte hovedkomponentene og delsystemene i det termiske energisystemet ved studentbyen Moholt 50|50. Utgangspunktet for målinger og analyser i oppgaven har opprinnelse iinteressante funn i prosjektoppgaven.
Moholt 50|50 er en fortetting av Moholt studentby i Trondheim. Utvidelsen av studentbyen består av 5 boligtårn, en barnehage og en biblioteksbygning og har et totalt oppvarmet bruksareal på ca. 25 000 m2.
Det termiske energisystemet ved Moholt 50|50 er et nærvarmeanlegg som består av 3 varmepumpeaggregater med fjell som varmekilde. Varmepumpeanlegget dekker nesten hele varmebehovet til varmtvannsberedning, oppvarming av ventilasjonsluft og snøsmelting. Varme til forvarming av tappevann til deler av den eksisterende studentbyen leveres ved kapasitet. Varmebehovet til romoppvarming erlavt og dekkes av elektriske panelovner i boligtårnene, samt varmekabler i barnehagen ogbiblioteksbygningen.
Varme til varmtvannsberedning kan leveres ved en temperatur på omtrent 50 °C grunnet etlegionellasikringssystem. Brønnparken for det termiske energisystemet er et termisk lager.Spesielt for det termiske energisystemet for Moholt 50|50 er at det tilbakeføres varme idistribusjonsnettet til brønnparken fra tre ulike kilder. Varme tilbakeføres fra varmegjenvinningfra avløpsvann, varmegjenvinning fra ventilasjonsluft og varme fra solfangeranlegget.
Analyser er gjort tilgjengelig ved målinger fra to ulike SD-anlegg. Disse viser at det termiskeenergisystemet har et godt prosjektert varmebehov til varmtvannsberedning og fordelenved bruk av måledata til prosjekteringsformål. I tillegg er avviket mellom prosjektert varmebehov og total varmeleveranse til studentbyen minimal, til tross for et større avvik i varmeleveransen til oppvarming av ventilasjonsluft og snøsmelting. Varmepumpeanlegget har en svært høy energidekningsgrad, men en relativt lav SCOP-verdi (Seasonal Coefficient of Performance). I måleperioden for energidekningsgraden og SCOP-verdien hadde varmepumpeanlegget to kompressorhavareri og bytte av alle kompressorer. Brønnparken er innovativ med tilbakeføring av varme fra tre ulike varmekilder, som fører reduserer antall energibrønner. Brønnparken har en utstrakt borehullkonfigurasjon med en relativ stabil temperaturutvikling. Energy use in Norwegian buildings is to be reduced by 10 TWh by 2030. Innovative andefficient thermal and electrical energy systems in buildings will contribute to an energyreduction to be able to reach the energy goals. This Master thesis is a continuation of aproject thesis developed during spring 2019, which analyzes the main components andsubsystems in the thermal energy system at the student town Moholt 50|50. This Masterthesis measures and analyses interesting themes found in the project thesis.
Moholt 50|50 is the densification of Moholt student town in Trondheim. The expansion ofthe student town consist of 5 building towers, a kindergarten, and a library building with atotal heated area of 25 000 m2.
The thermal energy system of Moholt 50|50 includes of 3 heat pumps with bedrock boreholesas a heat source. The heat pump installation covers almost the entire heat demand forheating of domestic hot water, ventilation air, and melting of snow. Preheating of domestichot water to the existing student town is delivered at capacity. The low heat demand forspace heating is covered by electric panel heaters, as well as heating cables in the kindergartenand library building.
Domestic hot water distributed to the buildings has a temperature of 50 °C, due to a legionellaprevention system. Spescial for this system is that heat is delivered to the bedrockboreholes, which functions as a borehole thermal energy storage (BTES) from three differentsources. The heat is delivered from a wastewater heat exchanger, heat recovery fromventilation air, and heat from solar panels.
A large part of the analysis constitutes of measurements from two different industrial controlsystems and show, that the thermal energy system has a well-projected heat demandfor heating of domestic hot water, and the advantage of using measured data for projectingpurposes. The deviation between heat demand and total heat delivery to the student town isminimal, despite a more significant deviation in heat delivery to the heating of ventilationair and snow melting. The heat pump installation has extensive thermal energy coverage,but a relatively low Seasonal Coefficient of Performance (SCOP). During the measuringperiod of the SCOP, the heat pump had two breakdowns, and all six compressors werechanged. The bedrock boreholes are innovative with the return of heat from three differentheat sources, which reduces the number of boreholes. The bedrock boreholes have anoutstretched borehole configuration with a relatively stable temperature development.