Jhdytyksen toteutukset sairaaloissa Jhdytyksen toteutukset sairaaloissa Pohdintaa hajautettujen

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa Pohdintaa hajautettujen ja keskitettyjen jäähdytysjärjestelmien eroista • Hajautetut järjestelmät – suoraan kylmäainetta tai välillisesti nesteitä lämmönsiirtoaineina käyttäviä järjestelmiä. Esimerkki: tehdään laajennusosalle oma vedenjäähdytysjärjestelmä • Keskitetyt ns. aluejäähdytysjärjestelmät, joissa yhdellä tai useammalla keskitetyllä jäähdytyslaitoksella palvellaan koko sairaalakampusta. Jäähdytys jaetaan kulutuskohteisiin tyypillisesti jäähdytysvesiverkostolla. • Keskitetty ns. kaukojäähdytysjärjestelmä, joka voi olla vielä aluejäähdytysjärjestelmää laajempi jäähdytysjärjestelmä sekä tyypillisesti perustuu energiakauppaan. Suomen Rakennusmääräyskokoelman osassa D 3 esitetään kaukojäähdytysjärjestelmään liitettävälle rakennukselle kokonaisenergiatarkastelussa käytettäväksi kerrointa 0, 4 jäähdytyksen energiankulutuksen E-lukuvaikutuksen laskemiseksi.

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa Mihin jäähdytystä sairaaloissa tarvitaan • Jäähdytystarpeen huippu ajoittuu helleaikaan – pääosa n. 90% jäähdytystehon tarpeesta muodostuu ilmanvaihdon jäähdytystarpeesta. Helleaikaan ulkoilman lämpötila ja –kosteus ovat korkeita ja molemmat komponentit vaikuttavat jäähdytystehoon. • Sähkölaitteet aiheuttavat lämpökuormaa – tyypillisiä jäähdytettäviä laitetiloja ovat ATK-konesalitilat, sähkökeskukset jne. • Lääketieteelliset tutkimuslaitteet aiheuttavat suuria lämpökuormia, jotka täytyy poistaa jäähdytyksellä – esim. kuvantamislaitteet (CT, röntgen, PET-TT, SPET-TT jne. ). • Tilat, joissa muodostuu huomattavia lämpökuormia ihmisistä, valaistuksesta ja sähkölaitteista vaativat tilajäähdytystä • Tyypillisesti tutkimuslaitteiden ja ATK-konesalien jäähdytys varmennetaan (erilliset varajärjestelmät, käyttövesi jne. )

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa Mikä jäähdytyksessä kiinnostaa kiinteistön omistajaa? • Jäähdytysjärjestelmä on mitoitettava hellehuippujen mukaan ja näitä on (valitettavan? ) harvoin - investointikustannukset ovat korkeat ja vuotuinen käyttöaika on verrattain lyhyt. • Jäähdytyslaitteisiin ja – järjestelmiin liittyy myös käyttökustannuksia energia- ja huoltokustannusten muodossa • Viime aikainen (viimeiset n. 20 vuotta) ympäristölainsäädännön tiukentuminen on aiheuttanut ilmiön, jossa vielä käyttökuntoisia kylmälaitteita joudutaan uusimaan/saneeraamaan niin sisältämien kylmäaineiden vuoksi (otsonivaaralliset ja kasvihuonevaikutukseltaan vaaralliset aineet)

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa Mikä jäähdytyksessä kiinnostaa kiinteistön omistajaa?

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa Erilaisten jäähdytyksen toteutustapojen edut ja haitat: • Hajautetut järjestelmät: + pienin kertainvestointi – suurin kokonaisinvestointi – suurimmat käyttökustannukset • Aluejäähdytysjärjestelmät: + pienimmät käyttökustannukset (hukkalämmön hyödyntäminen) + pienin kokonaisinvestointi - suurin kertainvestointi • Kaukojäähdytysjärjestelmä: +- kannattavuus riippuu täysin paikallisen toimijan hinnoittelusta +- käyttökustannukset, hukkalämmön hyödyntäminen?

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa Aluejäähdytyksen edut hajautettuun järjestelmään nähden • Vertaillaan yhtä 2 MW laitosta viiteen 400 k. W laitokseen • Reilu aluejäähdytysputkisto mahdollistaa suuren jäähdytystehon siirtämisen – tehovarausten teko on edullista aluejäähdytysjärjestelmään • Alueella eri rakennusten jäähdytyksen huipputehontarve ei tyypillisesti ajoitu samalle ajanhetkelle, mikä on mahdollista huomioida aluejäähdytyksen tuotantojärjestelmän mitoituksessa • Konehuonetilantarve on keskitetyllä järjestelmällä hajautettuja pienempi • Suurempi jäähdytyksen tuotantolaitos on yksikkökustannuksiltaan selvästi edullisempi (ks. Investointikustannusarviot) • Eri rakennuksissa on eriaikaisuutta lämmityksen ja jäähdytyksen tarpeessa – tämä mahdollistaa hukkalämmön paremman hyödyntämisen aluejäähdytysjärjestelmän tapauksessa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa Aluejäähdytyksen haitat hajautettuun järjestelmään nähden • Vertaillaan yhtä 2 MW laitosta viiteen 400 k. W laitokseen • Aluejäähdytyslaitoksen sijoitus voi olla rajoittava tekijä tulevaisuuden rakentamiselle – kalliimpi siirtää/korvata kuin hajautettu laitos. Toisaalta aluejäähdytyksen tuotanto voidaan toteuttaa missä tahansa kohdassa siirtoputkistoa, kunhan huomioitu mitoituksissa/suunnittelussa. • Aluejäähdytyksen siirtoputkisto on lisäinvestointi hajautettuun järjestelmään verrattuna.

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa • Investointi: vertaillaan yhtä 2 MW laitosta viiteen 400 k. W laitokseen

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa • Investointi: vertaillaan yhtä 2 MW laitosta viiteen 400 k. W laitokseen • Hajautettu järjestelmä on investointikustannuksiltaan yli 16% keskitettyä kalliimpi (huom. laskennallinen esimerkki esitetyin oletuksin) • Edellytys tähän on, että siirtoputkisto voidaan rakentaa kohtuullisilla kustannuksilla

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa • Kanta-Hämeen keskussairaala, Hämeenlinnan yksikkö • n. 64. 000 k-m 2 • aluejäähdytysjärjestelmä koko kampusta kattavasti jo 70 -80 luvulta • aluejäähdytysjärjestelmän teho n. 2, 5 MW • vuotuinen jäähdytysenergian tarve n. 2000. . 3000 MWh

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa • Kanta-Hämeen keskussairaala, Riihimäen yksikkö • n. 19. 400 k-m 2 • aluejäähdytysjärjestelmä koko kampusta kattavasti 2006 • aluejäähdytysjärjestelmän teho n. 0, 45 MW • vuotuinen jäähdytysenergian tarve n. 300. . 400 MWh/

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa • TAYS, A-rakennus (leikkaus/poliklikkatoiminta, 15. 500 k-m 2), O-rakennus (Obduktio, 4. 000 k-m 2)) • kaukojäähdytyksen piirissä v. 2014 saakka • huippujäähdytystehot A-rak: 300 k. W ja O-rak: 150 k. W, mitoitustehot näitä suuremmat • vuotuinen jäähdytysenergian tarve: A-rak: 300 MWh, O-rak: 190 MWh

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa • Vaasan keskussairaala (74. 500 k-m 2) • Aluejäähdytyslaitoksen teho 3, 75 MW Muita: PKSSK (aluejäähdytys rakenteilla), HUS (kaukojäähdytystä), TYKS

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa Suomen sairaalat, joissa keskitettyä jäähdytystä (ainakin nämä) • HUS (Kirurginen sairaala ja Siltasairaala kaukojäähdytys, Espoon sairaala kaukolämpöverkkoon lauhduttava aluejäähdytyslaitos) • Turku (T-sairaala kaukojäähdytys) • Tampere (A- ja O-rakennus kaukojäähdytys) • Hämeenlinna ja Riihimäki (aluejäähdytys) • Vaasa (aluejäähdytys) • Joensuu (aluejäähdytys) • Kuopio (kaukojäähdytys rakenteilla)

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa Aluejäähdytyksen tekniset toteutustavat • Paikalliset energialaitokset alkaneet sallia ja ehdottaa lauhduttamista kaukolämpöverkkoon • Pääkaupunkiseudulla on suuria (jäähdytystehot luokkaa 20 MW) kaukojäähdytyslaitoksia, jotka lauhduttavat kaukolämpöverkkoon • Myös pienempiä laitoksia on tehty muihin kohteisiin sekä rakenteilla sairaaloihin ainakin Espoon sairaalan (Fortum) ja PKSSK: n laitokset • Ei vielä laajoja käyttökokemuksia – haasteena löytää kustannustehokas laitekokoonpano korkeille (luokkaa 80°C lauhdutusveden lämpötiloille n. 1 MW jäähdytystehon kokoluokkaan • Teknisiä ratkaisuja löytyy ainakin kylmäaineille R 134 a, R 717 (ammoniakki) ja R 744 (hiilidioksidi)

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa Jäähdytyskoneen käyttäminen lämpöpumppuna, elinkaarikustannustarkastelu – opinnäytetyö 2014, Mirva Kupiainen, Granlund Joensuu

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa Kuva 24. Esimerkkikohteen vuotuinen lämmitys- ja jäähdytysenergian kulutus

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa Varmennus!

Lämpöpumput rakennusten jäähdytyksessä

Lämpöpumput rakennusten jäähdytyksessä

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa Pohdintaa • Keskitetyllä jäähdytysjärjestelmällä saadaan aina investointi- ja käyttökustannushyötyjä hajautettuihin järjestelmiin nähden • Kaukojäähdytyksen ja aluejäähdytyksen paremmuus riippuu täysin paikallisen palveluntarjoajan (energian myyjä) hinnoittelusta. • Keskitetty järjestelmä on muuntojoustava: tehon kasvattaminen huomattavasti edullisempaa hajautettuun järjestelmään nähden. • Energiahyötyjä voidaan saada hukkalämmön hyödyntämisellä omassa kiinteistössä – mahdollista joustavasti alueverkoston varrella. • Jäähdytysverkoston ja jäähdytyskoneiden käyttö hukkalämpöjen hyödyntämiseen mahdollistuu

Jäähdytyksen toteutukset sairaaloissa