Analyse av varmeanlegg ved Sykehuset Østfold Kalnes

Abstract

Sykehuset Østfold Kalnes er oppvarmet av fjernvarme fra Kalnes energisentral med en temperatur på 60 ⁰C. I en av kundesentralene på sykehuset oppleves problemer med å oppnå ønsket turtemperatur på tappevannet. I denne oppgaven presenteres og valideres en simuleringsmodell med bakgrunn i målinger gjort på tappevannskretsen. Simuleringer med forbruk fra tre ulike uker viste at tilfredsstillende turtemperatur kunne oppnås ved riktig kontroll av volumstrøm på sekundærsiden. For å redusere returtemperaturen på primærsiden ble det gjort simuleringer med en ekstra varmeveksler for forvarming, og med en reduksjon av settpunkt for turtemperatur fra 58 ⁰C til 55 ⁰C. Reduksjonen av settpunkt medførte en reduksjon av gjennomsnittlig returtemperatur på 5 K til 6 K ut fra uken. Forvarming av tappevann medførte tilsvarende resultat, hvilket foreslår at forvarming kan være en unødvendig investering i lavtemperatur fjernvarmenett. En reguleringsstrategi som kombinerer regulering av volumstrøm og reduksjon av settpunkt på turtemperatur ble foreslått som løsning for sykehuset. Simuleringer på denne løsningen viste en reduksjon av gjennomsnittlig returtemperatur på 5 K til 6 K og tilfredsstillende turtemperatur i 99,3 % av tilfellene.

The hospital Sykehuset Østfold Kalnes is heated by district heating with a supply temperature of 60⁰C. In one of the substations there has been a problem maintaining the temperature on the domestic hot water (DHW). In this thesis a simulation model of the DHW system is presented and validated by data from the hospital. Simulations on three weeks of different consumption profiles showed that the specified DHW temperature could be maintained by volume flow control on the secondary side. To reduce return temperature on the primary side, simulations were done with an additional heat exchanger for preheating, and a reduction of the set point for DHW from 58⁰C to 55⁰C. The reduction of set point for DHW led to a reduction of the mean return temperature of 5 K or 6 K depending on the weekly consumption profile. Preheating the hot water led to similar results, suggesting that preheating of DHW may be an unnecessary expensive investment in district heating system with low supply temperature. A final proposal was given combining volume flow control and a reduction of the setpoint for DHW temperature. The simulations showed a reduction in the mean return temperature of 5K to 6K and satisfying DHW temperatures in 99.3 % of the time.