Förstudie för konvertering till bergvärme vid Gällivare Sjukhus

Geoenergi är ett alternativ som allt fler aktörer på marknaden väljer när det kommer till att kyla eller värma fastigheter men än så länge är de flesta anläggningar som finns i Sverige småskaliga. Gällivare sjukhus använder sig i dag av fjärrvärme och det här examensarbetet gör en förstudie för att...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Rådmark, Rasmus
Format: Bachelor Thesis
Language:Swedish
Published: Luleå tekniska universitet, Institutionen för teknikvetenskap och matematik 2020
Subjects:
Ida
Online Access:http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-78653
Description
Summary:Geoenergi är ett alternativ som allt fler aktörer på marknaden väljer när det kommer till att kyla eller värma fastigheter men än så länge är de flesta anläggningar som finns i Sverige småskaliga. Gällivare sjukhus använder sig i dag av fjärrvärme och det här examensarbetet gör en förstudie för att konvertera helt eller delvis till bergvärme. Fjärrvärmekostnaden i Gällivare kommun är en av de högsta i Norrbotten och har varken ökat eller minskat de senaste åren. Medeltemperaturen i Gällivare är låg vilket betyder att sjukhuset har ett högt värmebehov men med ett lägre kylbehov. Denna studie analyserar tre tänkbara scenarier för konverteringen där anläggningen ska täcka värme och kylbehovet för sjukhuset. För att kon_gurera bergvärmeanläggningen efter behovet används Earth Energy Designer 4.1 och Microsoft Excel. De tre scenarier som studerats täcker 100% av kylbehovet och 100% av värmebehovet för Scenarie 1, 50% av värmebehovet för Scenarie 2a och 40% av värmebehovet för Scenarie 2b. För att beräkna kylbehovet analyserades bland annat utomhustemperaturen i Gällivare med data från SMHI. Det gjordes även en simulering av sjukhuset i IDA-ICE för att uppskatta kylbehovet för ventilation och människors värmestrålning. En jämförelse mellan de olika scenarierna gjordes tillsammans med en livscykelkostnad för anläggningarna. Livscykelkostnadsanalysen beräknades utifrån en livslängd på 20 år. Utöver detta beräknades miljöpåverkan i form av koldioxidutsläpp för konverteringen mellan de olika scenarierna under den beräknade livslängden. Storlekarna på anläggningarna varierade både på djup och i antal borrhål vilket avspeglade sig i resultatet. Investeringskostnaderna för anläggningarna varierade mellan 18 071 tkr för Scenarie 2b som täcker 40% av värmebehovet och 53 272 tkr för Scenarie 1 som täcker 100%. Scenarie 2b visar sig vara mest lönsam med en återbetalningstid på 15 år medan Scenarie 1 och 2a har en återbetalningstid på över 20 år. Resultatet från koldioxidberäkningarna visar däremot att Scenarie 1 är det bästa alternativet ur en miljöaspekt med ett minskat koldioxidutsläpp på 42 739 ton under den tekniska livslängden. Geothermal energy is an alternative that more and more companies choose when it comes to cooling and heating properties, but so far most of the geothermal facilities in Sweden are small-scale. The hospital in Gällivare use district heating and this master thesis is a pilot study to convert from district heating to geothermal energy. The cost for the district heating in Gällivare is one of the highest in Norrbotten and has not increased or decreased the past few years. The mean temperature in Gällivare is low which means that the hospital has a high heat demand but a low cooling requirement. This pilot study analyses three scenarios to convert to geothermal heating system with the possibility to cover the cooling requirement as well. These scenarios are configured to cover 100% of the cooling requirement but different heating demands of 100% for Scenario 1, 50% for Scenario 2a and 40% for Scenario 2b. To cover this demand, Earth Energy Designer 4.1 and Microsoft Excel are used to configure the heating system and to do the comparison between the scenarios. The cooling requirement is calculated based on the outside temperature in Gällivare and the equipment used in the hospital. A simulation was made in IDA-ICE to analyze the cooling requirement for the ventilation and for the people inside the hospital. A comparison between the scenarios was made using the LCC (Life Cycle Cost) method. The LCC was made with a 20 years lifetime on the heating system. In addition, the environmental impact in the form of carbon dioxide emissions is calculated for the different scenarios during the estimated lifespan. The sizes on the heating systems in the different scenarios varies in both the number of boreholes and the depth on the boreholes, which was reflected in the result. Investment cost for the heating system varies between 18 071 tkr for Scenario 2b which covers 40% of the demand and 53 272 tkr for Scenario 1 which covers 100 %. Scenario 2b proves to be the most profitable solution with a payback time of 15 years while Scenario 1 and 2a got a payback time of over 20 years. From an environmental aspect Scenario 1 is the best option with a decreased usage of carbon dioxide of 42 739 tons over 20 years.