Förbättrad lagerkonstruktion för snökylaanläggningar i öppenbassäng
Sammanfattning: På grund av en ökande befolkning, industrialisering, krav på komfortkyla samtanvändning av elektronisk utrustning finns idag ett allt större kylbehov förlokaler och tekniska anläggningar i såväl Sverige som övriga världen. Kylakan tillverkas på flera olika sätt. Vanligast är att kylan tillverkas medkylmaskiner som drivs av el, men absorptionsvärmepumpar som drivs av värmefinns också. Med stigande elpriser och med hänsyn till miljön är det därförönskvärt att hitta alternativ till kylmaskinerna. En alternativ metod är attutnyttja lagrad kyla från snö och is. I säsongslager för snö och is sparassnön från vintern till övriga delar av året när kylan utvinns. Snön kansparas på olika sätt. Den lagerkonstruktion som undersökts i detta arbete ären öppen bassäng. Principen för denna typ av lagerkonstruktion är att förvarasnö och is i en mer eller mindre vattentät bassäng där en köldbärare kyls avsnön. Härifrån pumpas köldbäraren ut till de anläggningar som ska kylas.Värme från anläggningen värmer upp köldbäraren som transporterar bort värmenfrån anläggningen. Vid sjukhuset i Sundsvall byggdes en förstasnökylaanläggning som togs i drift sommaren 2000. Snölagret utformades som engrund, svagt lutande bassäng som rymmer ca 60 000 m3 snö. Anläggningen harsedan starten producerat 77-93% (655-1345 MWh) av det totala kylbehovet försjukhuset under somrarna, Skogsberg (2005). Detta arbete utreder hur konstruktionen för ett snölager i öppen bassäng kanförbättras med avseende på ekonomi och miljö under olika mark- ochgrundvattenförhållanden. Arbetet fokuserades på tätskiktet samt lagretsslänter. En litteraturstudie genomfördes för att få kunskaper om för- ochnackdelar mellan olika jordmaterial, tätskikt och jordförstärkningsmetodersom ansågs aktuella för att kunna förbättra lagerkonstruktionen. Efterlitteraturstudien valdes två jordmaterial, morän och silt, ut för detfortsatta arbetet. Därefter valdes jordförstärkningsmetoder för respektivematerial. För moränen valdes metoderna jordarmering med armeringsmattor ochjordspikning samt metoden K/C-pelare, och för moränen valdes endast metodenjordarmering. Därefter användes programmet Slope/W för att göra simuleringarför olika släntlutningar. De släntlutningar som simulerades var 1:1, 1:2,1:3, 1:4 och 1:5. Simuleringarna utfördes med tre olika grundvattennivåer förvarje fall. Nivåerna var 1, 4 och 7 m under markytan. Kostnadsberäkningargenomfördes sedan för att beräkna konstruktionskostnaderna för varjedimensionerat fall. Beräkningarna utfördes för ett lager med volymen 100 000 m3.Resultaten visar att störst betydelse för konstruktionskostnaden hade behovetav tätskikt, samt om något jordmaterial var tvunget att köpas in till gropensslänter och vallar. Billigast blev en lagerkonstruktion utan tätskikt och därgropen anpassades så att massbalans råder medan den urschaktade jorden ochden jord som behövs för att bygga vallarna. Skillnaden i kostnad mellan enkonstruktion utan tätskikt med släntlutning 1:2 och släntlutning 1:4 var ca170 000 kr, där lagret med släntlutning 1:4 var dyrast. I de fall där etttätskikt krävs valdes två olika tätskikt, HDPE respektive bentonitmatta.Vilket som väljs i varje fall beror på önskad släntvinkel. Dyrast blir lagretom bentonitmattan väljs. Oavsett vilket tätskikt som väljs minskar kostnadenmed ökad släntlutning. Slutsatsen av detta att den billigaste konstruktionen är en lagerkonstruktiondär inget tätskikt används. För att detta ska vara möjligt krävs engrundvattennivå som möjliggör att inget tätskikt används, dvs. engrundvattennivå högre än smältvattnets nivå i bassängen. Oavsett om etttätskikt krävs eller inte ska lagret konstrueras med så branta släntvinklarsom möjligt utan att någon förstärkningsmetod används, då ingen ekonomisktförsvarbar förstärkningsmetod hittades.
KLICKA HÄR FÖR ATT SE UPPSATSEN I FULLTEXT. (PDF-format)