Teollisuuden energiatekniikka Peruskaavat ja käsitteet. Versio 2011

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Teollisuuden energiatekniikka Peruskaavat ja käsitteet. Versio 2011"

Transkriptio

1 Teollisuuden energiatekniikka Peruskaavat ja käsitteet Tukimateriaali on tarkoitettu tueksi kursseille: Ene Teollisuuden energiatekniikka, Ene Energiantuotanto ja -käyttö teollisuudessa ja Ene Teollisuuden käyttöhyödykejärjestelmät

2 Sisällysluettelo 1. Perusvoimalaitostyypit Lauhdutusvoimalaitos CHP-laitos Kombivoimalaitos Peruslaskentaa Peruskaavoja Höyryn entalpia Veden entalpia Veden höyrystymislämpö/ höyryn lauhtumislämpö Voimalaitosprosessin peruslaskentaa Turbiini Kompressori/ pumppu Prosessi Syöttövesisäiliö Syöttöveden pintaesilämmitin Höyrylieriö Tulistus Höyrynerotin Turbiinin nettosähköteho Polttoaineteho Polttoaineen lämpöarvo Polttoainekustannus CHP- laitoksen hyötysuhde CHP- laitoksen rakennusaste Lauhdevoimalan hyötysuhde Pumput ja puhaltimet Pumpun ja puhaltimen kokonaisnostokorkeus Pumpun tai puhaltimen pyörimisnopeuden säätö Pumpun/puhaltimen akseliteho Kostea ilma Ilman suhteellinen kosteus Absoluuttinen kosteus Kostean ilman entalpia Märkälämpötila Kastepiste Lisätietoa Lämmönsiirrin Lämmönsiirtimiin liittyviä yleisiä kaavoja Lämmönsiirtimen asteisuus Lämpöpumppu Kaasuturbiini

3 3.21. Normaaliolosuhde Investoinnin kannattavuuden arviointi Nettonykyarvo Annuiteettimenetelmä Takaisinmaksuaika Sisäinen korko Energian hinnoittelu Selityksiä Liitteet

4 1. Perusvoimalaitostyypit 1.1. Lauhdutusvoimalaitos Lauhdutusvoimalaitos/lauhdevoimalaitos. Lauhdutusvoimalaitoksessa tuotetaan vain sähköä. Noin % polttoaine-energiasta saadaan sähköksi. Loppu energiasta poistuu savukaasujen mukana ja jätelämpönä pois prosessista. Esimerkiksi Suomessa turbiinilta tuleva höyry lauhdutetaan usein suoraan luonnonvesistöön, koska lauhduttimelta saatava lämpö olisi hyvin matalalämpöistä ja siten ei hyödynnettävissä. Lauhdutusvoimalaitoksen nimi juontaakin lauhduttimesta. Lauhdutusvoimalaitoksessa turbiinin jälkeisenä paineena on lauhduttimen paine (määräytyy jäähdytysveden lämpötilaeron mukaan) CHP-laitos CHP eli Combined Heat and Power/ Yhdistetty sähkön ja lämmön tuotanto/ Vastapainevoimalaitos. CHP-laitoksella tuotetaan sekä sähköä että lämpöä. Turbiinilta tulevalla höyryllä tuotetaan kaukolämpöä tai prosessilämpöä, muihin sitä tarvitseviin prosesseihin. CHPlaitoksessa saavutetaan korkeampi kokonaishyötysuhde kuin lauhdutusvoimalaitoksissa. Vastapaine tarkoittaa vastapaine-turbiinin jälkeistä painetta. Jos on kyse kaukolämmöntuotannosta, riippuu vastapaineen suuruus halutusta kaukolämpömenoveden lämpötilasta. Tällöin höyry on lauhdutettava korkeammassa paineessa kuin lauhdutusvoimalaitoksessa, jotta haluttu lämpötilataso saavutetaan kaukolämmölle. Kun kyse on lämmön viennista prosessiin, voidaan esimerkiksi turbiinin väliotolta ottaa lämpö sitä tarvitsevaan prosessiin. CHP-laitoksia on olemassa myös lauhdeperällä (matalapaineturbiini) varustettuja laitoksia, joissa esimerkiksi kaukolämpö otetaan turbiinin väliotolta ja turbiinin jälkeen on kytketty suoraan lauhdeperä. Tällöin saadaan tuotetuksi kaukolämmön lisäksi sähköä sekä kaukolämmöksi menevästä energiavirrasta että lauhdeperään menevästä virrasta. Lauhdeperää käytetään siis silloin, kun kaukolämmön kulutus on vähäistä, jolloin voidaan ohjata höyryä enemmän lauhdeperän läpi siten tuottaen enemmän sähköä. CHP-laitoksessa optimoidaan sähkön- ja lämmöntuotantoa tarpeen mukaan. Esimerkiksi sähkön tuottamisen lisäämiseksi voidaan väliottohöyryn määrää pienentää, jolloin saadaan isompi höyryn massavirta turbiinin läpi. Mikäli lämpöä tuotetaan yli tarpeen, voidaan se varastoida esimerkiksi lämpöakkuun Kombivoimalaitos Kaasuturbiini muodostuu kompressorista, polttokammiosta, turbiinista ja generaattorista. Polttokammioon menevän ilman painetta nostetaan kompressorilla ja polttokammiosta tuleva savukaasu johdetaan turbiinille, jolloin sen paine ja lämpötila laskevat. Turbiinilta 4

5 saadulla energialla pyöritetään kompressoria ja generaattoria. Kaasuturbiinilla tuotetaan siten sähköä. Kaasuturbiinissa käytetään polttoaineena usein maakaasua. (kts. kpl 3.20.) Kombivoimalaitos muodostuu yllä esitetystä kaasuturbiinista ja höyrypiiristä. Tässä yhdistelmässä kaasuturbiinin jälkeen savukaasut johdetaan jätelämpökattilaan/ LTOkattilaan, jossa savukaasuista saadaan vesi-höyrykiertoon energia. Jätelämpökattilassa syöttövesi kulkeutuu ekonomaiserin (esilämmitys) kautta höyrystimelle ja tulistimelle, jonka jälkeen höyryvirta ohjataan turbiinille, josta jälleen saadaan tuotetuksi sähköä. Höyryturbiinilaitoksesta voidaan toki myös tuottaa lämpöä esimerkiksi prosessiin. 2. Peruslaskentaa 2.1. Peruskaavoja Teho: mh m c p t Tilavuusvirta: V mv, missä v on ominaistilavuus. Tiheys: m, V missä m on massa ja V tilavuus. Ympyrän ala: 2 A r Suoran ympyrälieriön vaipan ala: A 2 r h Putken virtausala: V A, missä V on tilavuusvirta ja w on virtausnopeus [m/s]. w Ainemäärä: m n, M missä m on massa ja M moolimassa. 5

6 2.2. Höyryn entalpia Liitteenä oleva piirros on vesihöyryn h,s-piirros. Piirroksessa nähdään kylläisen höyryn käyrä keskellä. Sen alapuolella on ns. märkää höyryä, jonka entalpia voidaan laskea kaavalla: h xh' '( t) (1 x) h'( t), missä x on kylläisen höyryn osuus, h (t) on kylläisen höyryn entalpia ja h (t) on kylläisen veden entalpia lämpötilassa t. Kylläisen käyrän yläpuolella olevaa höyryä kutsutaan tulistetuksi höyryksi: h( t1, p1) h''( t) c p ''( t1 t), p, 1 kylläisen vesihöyryn taulukko => t, c p '' vesihöyryn ominaislämmön keskiarvo välillä t. 1 t 2.3. Veden entalpia Veden entalpia voidaan lukea veden h,s-piirroksesta tai laskea kaavalla: h h' ( t) hs h'( t) v'( t) p p'( t), missä h on kylläisen veden entalpia lämpötilassa t, v on kylläisen veden ominaistilavuus ja p on kylläisen veden paine lämpötilassa t. Nesteillä paineen vaikutus entalpiaan on hyvin pieni, joten likiarvoisesti veden entalpia: ' h h ( t) c t p 2.4. Veden höyrystymislämpö/ höyryn lauhtumislämpö Veden höyrystymislämpö voidaan laskea kaavalla: r h' '( t) h'( t) Höyrystymislämpö kuvaa sitä energiamäärää, joka tarvitaan yhden vesikilon haihduttamiseksi. Lauhtumislämpö = höyrystymislämpö. 6

7 3. Voimalaitosprosessin peruslaskentaa 3.1. Turbiini Turbiinissa tulistettu höyry paisuu ja sen lämpötila laskee, jolloin höyryn virtausnopeus kasvaa ja lämpöenergiaa saadaan muutetuksi mekaaniseksi energiaksi. Turbiinin generaattorissa saadaan muutettua liike-energia sähköksi. Usein voimalaitoksen turbiini koostuu todellisuudessa useista turbiineista (pesistä): korkeapaineturbiini, välipaineturbiini ja matalapaineturbiini (kutsutaan myös lauhdeturbiiniksi tai lauhdeperäksi). Turbiinien välissä voi olla höyryn väliotto, jota voidaan käyttää esimerkiksi prosessiin tai syöttöveden esilämmitykseen. Turbiinissa kulkevan höyryn tulee olla aina kylläistä, sillä mahdolliset vesipisarat vaurioittavat turbiinia. Paisunnan isentrooppinen hyötysuhde: h1 h2 S h h 1 2s 3.2. Kompressori/ pumppu Virtauksen painetta kasvatetaan puristamalla. Puristuksen isentrooppinen hyötysuhde: h2 s h1 S h h 2 1 7

8 3.3. Prosessi Prosessiin siirretään lämpö höyrystä, jolloin höyry lauhtuu vedeksi. Voidaan olettaa lauhteen olevan täysin kylläistä vettä (todellisuudessa lauhteen tila mitataan) Syöttövesisäiliö Syöttövesisäiliö eli SYVE (sekoitusesilämmitin) toimii syöttöveden esilämmittimenä. Siinä turbiinilta tuleva väliottohöyry sekoitetaan lauhduttimelta/ prosessilta/ kaukolämmönvaihtimelta tulevaan virtaan. Lauhduttimelta tulevan virran paine on nostettava pumpulla samaan korkeampaan paineeseen kuin mikä väliottohöyryllä on. Väliottohöyry lauhtuu välioton paineessa syöttövesisäiliössä, jolloin syöttövesi lämpiää. Syöttövesisäiliöstä lähtee ideaalitapauksessa kylläinen vesi takaisin kattilaan. 8

9 3.5. Syöttöveden pintaesilämmitin Syöttöveden pintaesilämmitin on tavallinen lämmönsiirrin, jossa virrat eivät sekoitu keskenään. Väliottohöyry poistuu esilämmittimestä kylläisenä vetenä välioton paineessa. Väliottohöyryn lauhteen paine voidaan nostaa pumpulla kattilaveden paineeseen. Voimalaitoksessa näitä pintaesilämmittimiä on silloin useita. On olemassa muitakin menetelmiä kierrättää väliottohöyryn lauhde. Asteisuus syöttöveden pintaesilämmittimillä on väliottohöyryn tulolämpötilan ja syöttöveden lähtölämpötilan erotus Höyrylieriö Höyrylieriö sijaitsee voimalaitoksessa kattilassa. Höyrylieriö toimii vesihöyry-säiliönä. Perustapauksessa höyrylieriöön tulee syöttövesi ekonomaiserin kautta, jossa syöttövesi esilämpiää. Kattilan polttoprosessissa syntynyt lämpö höyrystää vettä höyrylieriötä apuna käyttäen. Lopuksi höyrylieriöstä lähtee höyry tulistimille, jossa höyryä lämmitetään vielä yli sen kylläisen tilan. Tulistettu höyry johdetaan tämän jälkeen turbiinille. Yleensä voidaan olettaa, että höyrylieriössä on kylläistä vettä ja kylläistä höyryä. On kuitenkin mahdollista, että tulistimelle lähtevä höyry sisältää vielä hiukan vettä. Kuva on oppikirjasta Lämpövoimaprosessit (Wiksten Ralf, Otatieto) 9

10 3.7. Tulistus Kattilan höyrylieriöstä lähtee höyry tulistimille, jossa höyryä lämmitetään vielä yli sen kylläisen tilan. Tulistettu höyry johdetaan tämän jälkeen turbiinille. Tosin tulistimilta tulevan höyryn ja turbiinin välissä on vesiruiskutuksia, joilla säädetään höyryn lämpötila tarkasti sopivaksi turbiinille (ruiskutuksilla saavutetaan täyden tulistuksen lämpötila laajemmalla toiminta-alueella (esimerkiksi % kuormilla)). Ruiskutuksilla turvataan myös kattilan käytettävyys esimerkiksi materiaalivalinnat. Viimeisellä tulistuksella ennen turbiinia estetään ruiskutusveden pääsy turbiinille. Tulistuksen säätöön käytetty ruiskutus on halpa, käyttövarma ja yksinkertainen menetelmä Höyrynerotin Höyrynerottimella/ paisuntasäiliöllä/ paisuntaastialla voidaan höyrystää osa siihen tulevasta kylläisestä vedestä. Paine ennen höyrynerotinta (p*) on suurempi kuin itse höyrynerottimen paine (p), jolloin osa vedestä höyrystyy paineen laskiessa. Höyrynerottimesta saadaan kylläistä vettä ja kylläistä höyryä/paisuntahöyryä, josta voidaan ottaa lämpö vielä talteen esimerkiksi lämmönsiirtimellä tai siirtää lämpö jonkin prosessin käyttöön. Höyrynerottimessa prosessista tulevan kylläisen veden epäpuhtaudet (esimerkiksi suolat) jäävät höyrynerottimen kylläiseen veteen, jolloin lämmönsiirtimeen menevä höyry on puhdasta eikä vahingoita lämpöpintoja esimerkiksi juuri lämmönsiirtimessä Turbiinin nettosähköteho P P P nettosähkö P m( h ) akseli 2 h1 generaattorihyötysuhde turbiini g m turbiini muuntajan hyötysuhde g Väliotolla olevan turbiinin energiatase: m h m h m h P m 10

11 Väliotolla olevan turbiinin akseliteho eli turbiinin sisäinen teho (=työ höyrystä) on siten: P P P m h m h m h akseli sis. m 1( h1 h2 ) m 3( h3 h2 ) Polttoaineteho kattila polttoaine m polttoaine qi, k missä polttoaine teho ja k kattilahyötysuhde. m polttoaineen massavirta, q polttoaineen lämpöarvo, kattilan i kattila Polttoaineen lämpöarvo Polttoaineen lämpöarvo kertoo, kuinka paljon täydellisessä palamisessa kehittyy lämpöä polttoaineen massaa kohti [kiinteillä ja nestemäisillä polttoaineilla MJ/kg, kaasuilla MJ/m 3 ]. Ylempään lämpöarvo (= kalorimetrinen lämpöarvo/ HHV Higher Heating Value) on se lämpömäärä, joka vapautuu, kun kilo polttoainetta on palanut täydellisesti ja polttoaineessa ollut vesi ja poltossa muodostunut vesi ovat palamisen jälkeen nesteenä 25 ºC:ssa. Puolestaan alempi lämpöarvo (q i ) (=tehollinen lämpöarvo/ LHV Lower Heating Value) on se lämpöenergian määrä, joka vapautuu, kun palamisessa muodostunut vesi on vesihöyrynä. Toisin sanoen ylempi lämpöarvo on veden höyrystymiseen tarvittavan energian verran suurempi kuin alempi lämpöarvo. Kostean polttoaineen tehollisella lämpöarvolla tarkoitetaan esimerkiksi voimalaitokselle saapumistilassa/ toimituskosteudessa tulevan polttoaineen lämpöarvoa. Kostean polttoaineen tehollinen lämpöarvo on pienin lämpöarvoista, koska se ei sisällä polttoaineen sisältämän veden höyrystymisenergiaa. Biopolttoaineilla usein käytetty arvo. q q (100 w) /100 24, w [kj/kg], iw, t i 40 missä q i kuiva-aineen tehollinen (alempi) lämpöarvo [kj/kg] ja w on veden osuus kosteasta polttoaineesta [p-%] Polttoainekustannus H pa h t, pa pa missä h pa = polttoaineen hinta, t on käyntiaika ja paon polttoaineteho. 11

12 3.13. CHP- laitoksen hyötysuhde P P turbiini turbiini polttoaine prosessi m ( h 1 h2 ) prosessi prosessin tarvitsema lämpö polttoaine polttoaineteho hyötysuhde CHP- laitoksen rakennusaste r P sähkö lämpö P nettosähköntuotanto [MW] ja nettolämmöntuotanto [MW]. sähkö lämpö Lauhdevoimalan hyötysuhde P nettosähkö missä polttoaine, P nettosähköteho ja polttoaine polttoaineteho. nettosähkö Häviöitä voimalaitoksessa tapahtuu esimerkiksi kattilassa (lämpöhäviö kattilahuoneeseen), lauhduttimessa, savukaasupuhaltimella (savukaasuhäviö) ja generaattorin jäähdytykseen kuluva häviö. häviöt polttoaine P nettosähkö polttoaine ( 1) 12

13 3.16. Pumput ja puhaltimet Pumpun ja puhaltimen ero on periaatteessa siinä, että pumpulla pumpataan nesteitä ja puhaltimilla kaasuja Pumpun ja puhaltimen kokonaisnostokorkeus Pumpun paine esitetään usein tarvittavana pumpun nostokorkeutena. Pumpun kokonaisnostokorkeus (H) kuvaa, paljonko pumpun on todellisuudessa kyettävä nostamaan nestettä ylemmälle tasolle. H H H H, g paine ero dyn missä H g on nestepintojen korkeusero, H paine-ero on säiliöiden paine-erosta johtuva tarvittava nosto ja H dyn on putkiston painehäviökorkeus. ( H g + H paine-ero = staattinen eli pysyvä nostokorkeus). Muodostettu kokonaisnostokorkeuden kaava = putkiston ominaiskäyrä. Säiliöiden paine-ero: p g (avoin säiliö p 0 ) H paine ero Puhaltimella tarvittava nostokorkeus koostuu vain virtausvastuksista eli staattista nostokorkeutta ei ole. Tällöin putkiston ominaiskäyrä eli virtauskanavan ominaiskäyrä = affiniteettiparaabeli (muodostuu affiniteettilaesta => katso kappale ) Pumpun tai puhaltimen pyörimisnopeuden säätö Pumppujen toimintaa joudutaan usein säätämään nopeasti prosessille sopivan virtaaman aikaansaamiseksi. Pumpun säätötapoja ovat esimerkiksi kuristussäätö ja pyörimisnopeuden säätö. Kuristussäädössä virtausta kuristetaan esimerkiksi venttiilin avulla. Kuristus on kuitenkin epäedullinen säätötapa, jossa menetetään paljon tuotettua painetta. Pyörimisnopeuden säädössä pätevät affiniteettilait: Affiniteettilait pumpuille ja puhaltimille: V n1 H 1 n1 P, V 2, 1 n 1 3, 2 n2 H 2 n2 P2 n2 missä V on tilavuusvirta, n pyörimisnopeus, P teho ja H nostokorkeus. Affiniteettilakeja käyttämällä voidaan laskea pumpulle uudet arvot, kun pumpun pyörimisnopeus muuttuu. 13

14 Pumpun/puhaltimen ja putkiston/virtauskanavan ominaiskäyrät: Putkiston/virtauskanavan ominaiskäyrän (H=H staat +H dyn, affiniteettilait) ja pumppujen/puhaltimen ominaiskäyrän leikkauspistettä kutsutaan toimintapisteeksi, (toiminta-arvot). Jos pumpun toimintaa muutetaan esimerkiksi virtausta suurentamalla, täytyy pumpulle etsiä uusi toimimispiste. Pyörimisnopeudensäädössä pumpuilla uusi hyötysuhde saadaan alkuperäiseltä pumpun hyötysuhdekäyrältä. Puolestaan puhaltimilla, joilla virtauskanavan ominaiskäyrä on yhtä kuin affiniteettiparaabeli, oletetaan usein hyötysuhde vakioksi (hyötysuhde muuttuu hitaasti, joten oletetaan hyötysuhteen pysyvän ennallaan). Jos pumput laitetaan rinnan pätee: H H 1 H 2 ja V V 1 V 2 Pumput sarjassa: H H H ja 1 2 V V 1 V Pumpun/puhaltimen akseliteho p V P, missä p on paine-ero pumpun yli (=ρgh, H=kokonaisnostokorkeus), V tilavuusvirta ja kokonaishyötysuhde on η= η p η m ( η p on pumpun isentrooppinen hyötysuhde ja η m pumpun mekaaninen hyötysuhde). 14

15 Pumpun akseliteho voidaan myös laskea seuraavalla tavalla: p V p mv hs m h m P, koska h s p m vp ja p m h s h. p m Kostea ilma Ilman suhteellinen kosteus ph ( t), ph '( t) missä p h (t) on vesihöyryn osapaine ilmassa ja p h (t) kylläisen vesihöyryn osapaine. p h (t) voidaan hakea taulukosta tai laskea kaavalla: 11,78 ( T 372,79) p h '( t) p exp, T 43,15 missä p on ilmanpaine ja T lämpötila Kelvineinä Absoluuttinen kosteus Vesisisällön ja ilman vesihöyryn osapaineen välinen yhteys: x ph ( t) p kok, 0, 622 x missä x on absoluuttinen kosteus/ vesisisältö [kg H2O /kg ki ], p kok =p i +p h (kostean ilman kokonaispaine= kuivan ilman osapaine + ilman vesihöyryn osapaine) Kostean ilman entalpia Kostean ilman entalpia kuivaa ilmakiloa kohden [kj/kg ki ]. h c t x( l c t) 1,006t x(25011,85t), pi ph missä x on vesisisältö ja t on kostean ilman lämpötila [ C]. (c pi on kuivan ilman keskimääräinen ominaislämpökapasiteetti, l veden höyrystymislämpö 0 Cssa, c ph vesihöyryn keskimääräinen ominaislämpökapasiteetti) Märkälämpötila Märkälämpötila (t M ) on tasapainolämpötila, joka muodostuu tietyn lämpötilan ja absoluuttisen kosteuden omaavan ilman ja sen kanssa kosketuksiin joutuvan 15

16 nesterajapinnan välille. Kun lämpömittarin päälle on asetettu läpimärkä kangas ja siitä haihtuu vettä, laskee lämpötila märkälämpötilaan, joka voidaan lukea mittarilta. Märkälämpötilan voi hakea taulukosta tai diagrammista sellaisen vesihöyrystä kylläisen ilman lämpötilan, jolla on sama ominaisentalpia kuin tarkasteltavalla ilmalla (Aineensiirto-oppi, Seppälä & Lampinen). Jos märkälämpötila on tiedossa voidaan ilman kosteus laskea kaavalla: c p ( tm ) x x' ( tm ) ( t tm ). (Aineensiirto-oppi, Seppälä & Lampinen). l( t ) M Kastepiste Ilman kastepiste (t k ) on piste, jossa ilmasta alkaa tiivistyä kosteutta. Jos kosteaa ilmaa tuodaan pinnan kanssa kosketuksiin (jonka lämpötila on sama kuin kostean ilman kastepiste), alkaa ilmasta tiivistyä vettä pinnalle. Kastepiste on kylläisen vesihöyryn lämpötila, jolla on sama höyrynpaine kuin tarkasteltavalla kostealla ilmalla. (p h(t k ) = p h ) Kastepiste on myös kylläisen ilman lämpötila, jolla on sama kosteus kuin tarkasteltavalla kostealla ilmalla (eli Mollierpiirroksesta kastepistelämpötilan löytää siirtymällä tarkastettavasta pisteestä vakiokosteussuoraa pitkin kylläiselle käyrälle ja lukemalla tätä pistettä vastaava lämpötila). (Aineensiirto-oppi, Seppälä & Lampinen) Lisätietoa Kostean ilman energia m i h, missä m i = kuivan ilman massavirta [kg ki /s] ja h on kostean ilman entalpia kuivaa ilmakiloa kohden [kj/kg ki ]. Kostean ilman veden massavirta m i x, missä x on ilman vesisisältö [kg H2O /kg ki ] Lämmönsiirrin Lämmönsiirtimillä siirretään lämpöä ainevirrasta toiseen ainevirtoja sekoittamatta (esimerkiksi toinen virroista kulkee siirtimen vaipassa ja toinen putkissa). Lämmönsiirtimet voidaan jakaa rekuperatiivisiin ja regeneratiivisiin lämmönsiirtimiin. Rekuperatiivisissa siirtimissä virtaa jatkuvasti kaksi virtausta, joita erottaa lämpöä siirtävä seinämä. Regeneratiivisissa siirtimissä eli lämpöä varaavissa siirtimissä ainevirrat kulkevat vuoronperään vastakkaisiin suuntiin lämpöä varastoivan kiinteän rakennelman läpi lämmittäen ja jäähdyttäen sitä vuorotellen (Rakennusten lämmitys, Olli Seppänen). Regeneratiiviset lämmönsiirtimet vievät vähemmän tilaa kuin rekuperatiiviset siirtimet, mutta niissä on riskinä virtojen väliset vuodot. Regeneratiivisia siirtimiä käytetään esimerkiksi palamisilman esilämmittiminä. Rekuperaattoreita ovat esimerkiksi tavallisesti 16

17 kaikki lauhduttimet ja haihduttimet (Termodynamiikka, 479 Otakustantamo, Fagerholm). Tässä kappaleessa käsitelläänkin vain rekuperatiivisia lämmönsiirtimiä: Lämmönsiirtimiin liittyviä yleisiä kaavoja Lämmönsiirtimiä (rekuperaattori) on vastavirta-, myötävirta- ja ristivirtalämmönsiirtimiä. Lämmönsiirtimissä luovuttavan virran teho on likimain yhtä suuri kuin sen vastaanottavan virran teho. Lämpökapasiteettivirta: C mc p, missä m on virran massavirta ja c p on virran ominaislämpökapasiteetti. Eli luovutettu/ vastaanotettu teho voidaan ilmaista seuraavasti: Ct, missä t on virran lämpötilanmuutos. Lämpökapasiteettivirtojen suhde: C R min 1, C max missä C min jac max ovat virtojen lämpökapasiteettivirrat. R tulee olla aina pienempi kuin yksi -> tiedon avulla voidaan asettaa toinen virta C max :ksi ja toinen C min :ksi. Huom. Kun toisen virran lämpötila on vakio (lauhtuminen, höyrystyminen) saa R arvon 0, koska C max >> C min. Rekuperaatioaste: (kuvaa lämmönsiirtimen hyvyyttä, hyötysuhde) tmax, o missä Θ 0 on korkein esiintyvä lämpötilaero ja t max on C min :n lämpötilaero. Huom. rekuperaatioaste on aina se suurempi arvo, jos ongelmia asettaa C min. Koko lämmönsiirtimen konduktanssi: G ka( ), ln missä k on lämmönsiirtokerroin [W/m 2 K], A on lämmönsiirtoala [m 2 ], ( ln on ns. 1 2 logaritminen lämpötilaero: ln, missä 1 ja 2 ovat virtauksien 1 ln lämpötilojen eroja). Dimensioton konduktanssi myötä-, risti- tai vastavirtasiirtimelle: ka Z, C min 2 17

18 missä k on lämmönsiirtokerroin [W/m 2 K] ja A on lämmönsiirtoala [m 2 ]. Dimensioton konduktanssi vastavirralla: 1 1 R Z v ln( ) 1 R 1 Dimensioton konduktanssi myötävirralla: ln1 (1 R) Z m 1 R Lämmönsiirtimen asteisuus Lämmönsiirtimen asteisuudella tarkoitetaan yleensä siirtimessä olevaa minimilämpötilaeroa lämpenevän ja jäähtyvän virran välillä: Lämpöpumppu Lämpöpumpuilla voidaan ottaa lämpö talteen esimerkiksi teollisuuden hukkavirroista tai niillä voidaan tuottaa jäähdytystä, jolloin lämpöpumppua kutsutaan jäähdytyskoneeksi. Lämpöpumppuja on useita erilaisia, mutta tässä esitellään yksinkertainen perusmenetelmä. Lämpöpumpun toimintaperiaate: Lämpöpumpussa kiertävä kiertoaine höyrystetään ensin vakiolämpötilassa (T h ) höyrystimessä esimerkiksi teollisuuden hukkalämmön avulla. Tämän jälkeen kiertoaine puristetaan kompressorilla, jolloin prosessiin tuodaan mekaanista energiaa. Kompressorin jälkeen kiertoaine lauhdutetaan vakiolämpötilassa (T l ), jolloin kiertoaine luovuttaa lämmön lämmitettävälle virralle. Tämän jälkeen kiertoaine paisutetaan paisuntaventtiilissä (entalpia pysyy vakiona), jonka jälkeen se kulkeutuu jälleen höyrystimelle. Höyrystyminen lämpöpumpussa tapahtuu matalammassa lämpötilassa kuin lauhtuminen, siksi höyrystimellä on oltava matalampi paine kuin lauhduttimella. Kiertoaineena lämpöpumpussa voidaan esimerkiksi käyttää kylmäainetta Freon 12 eli R12:sta. Kiertoaineen kierto voidaan esittää kylmäaineen lg p,h 18

19 piirroksessa (piste 1 P 1, kyll.höyry; piste 2 P 2, tulistettu; piste 3 - P 2, kyll.neste; piste 4 - P 1, kyll.höyryn ja kyll.nesteen seos). Lämpöpumpun lämpökerroin: (kuvaa lämpöpumpun hyvyyttä, hyötysuhdetta) 19

20 hl l k 1 h k Kylmäkoneen/lämpöpumpun tehokerroin: hh k h k Asteisuus (pinch point): Lämpöpumpun asteisuus esitetään viereisessä kuvassa. Lauhtuminen ja höyrystyminen tapahtuvat isotermisesti paineen ollessa vakio (höyry-> nesteeksi tai neste -> höyryksi). 20

21 3.20. Kaasuturbiini Kaasuturbiini muodostuu kompressorista, polttokammiosta, turbiinista ja generaattorista. Polttokammioon menevän ilman painetta nostetaan kompressorilla ja polttokammiosta tuleva savukaasu johdetaan turbiinille, jolloin sen paine ja lämpötila laskevat. Turbiinilta saadulla energialla pyöritetään kompressoria ja generaattoria. Kaasuturbiinilla tuotetaan siten sähköä. Kompressorin painesuhde: * C pm k p T 2 2 k p1 T1 Turbiinin painesuhde: p t p 4 3 T T 4 3 * C pm e t k _ HUOM _ * T 1/ C pm k 2 T pm k T k t * e / C 4 t, 1 T3 missä η k on kompressiohyötysuhde ja η e on turbiinin ekspansiohyötysuhde. C pm * on molaarinen ominaislämpökapasiteetti =(c p M)/R, missä c p on ominaislämpökapasiteetti [J/(kgK)], M moolimassa [g/mol] ja R on kaasuvakio [J/(molK)]. C pm,ilma * on arvo kompressorilla ja C pm,savukaasu * on arvo turbiinilla. Jos oletetaan, että C pm,ilma * = C pm,savukaasu * kaasuturbiinille pätee: t kt k Kaasuturbiinin hyötysuhde: P P sähkö turbiini P gt polttoaine kompressori polttoaine 21

22 3.21. Normaaliolosuhde Normaaliolosuhteilla (NTP) tarkoitetaan tilaa, jossa kaasun lämpötila on 0 ºC (273,15K) ja paine 1,01325 bar. Normikuutiolla (Nm 3 ) tarkoitetaan kuutiota kaasua normaaliolosuhteissa. Ideaalikaasun tilayhtälö: pv nrt, missä p on kaasun paine, V tilavuus, R yleinen kaasuvakio, N ainemäärä ja T lämpötila [K]. Jos kaasun paine tai lämpötila muuttuu, muuttuu myös kaasun tiheys (ρ=m/v). Tämän takia käytetään normikuutio-arvoja. Esimerkiksi muutetaan 0 ºC:ssa ilmanpaineessa olevan ilman tiheys ρ 0 saman kaasun tiheydeksi 70 ºC:ssa eli ρ 1. pv nrt m V pm RT m M RT M p T vakio R T T 1 1 T 1 T , ,15 70 Ideaalikaasuja ei periaatteessa ole olemassa vain todellisia eli reaalikaasuja. Paine ja lämpötila vaikuttavat siihen, mikä kaasu voidaan olettaa ideaalikaasuksi. Usein esimerkiksi ilman oletetaan kuitenkin olevan ideaalikaasu. Ideaalikaasujen tilavuus = 22,4 Nm 3 /kmol. 22

23 4. Investoinnin kannattavuuden arviointi 4.1. Nettonykyarvo Net present value = NPV Diskontataan tulevat tuotot ja maksut nykypäivän rahaksi käyttäen jotain tuottokorkoa. Kannattavuuskriteereistä tärkein: huomioi investoinnilta vaaditun tuoton ja kustannukset koko investoinnin käyttöajalta. NPV 0 => investointi on kannattava NPV 0 => investointi ei ole kannattava (investoinnin todellinen tuottoprosentti alittaa vaaditun tuottokoron) Mitä korkeampi on NPV, sitä taloudellisesti kannattavampi investointi on. NPV, kun investointikustannus maksetaan yhdessä erässä heti alussa ja vuotuinen tuotto on vakio. n 1 i 1 NPV n S I, jossa i 1 i 0 i sijoittajan investoinnilta vaatima tuottokorko [%] n investoinnin käyttöaika [a] S investoinnin vuosittainen tuotto [ /a] NPV net present value, nettonykyarvo [ ] I 0 investoinnin suuruus [ ] Huom: 1 i 1 1 n i1 i c n, c = annuiteettitekijä 4.2. Annuiteettimenetelmä The equivalent annual cost (EAC) method Investoinnin vuotuinen annuiteetti. Investoinnin vuotuiset kustannukset tasoitettuna investoinnin käyttöajalle. EAC = (investointikustannus jäännösarvon nykyarvo) * annuiteettitekijä Jäännosarvon nykyarvo = Tulevaisuudessa saatavan myyntitulon nykyarvo eli investoinnin arvo investointiajankohdan lopussa = Jäännösarvo * Diskonttaustekijä n 1 i i Annuiteettitekijä = c n, i = investointiin käytetyn rahan korko [%], 1 i n = käyttöaika [a]. 1 23

24 Diskonttaustekijä = n 1 i 1 Annuiteetti- ja diskonttaustekijät saadaan myös taulukoista (liitteenä)! 4.3. Takaisinmaksuaika Payback period = PBP = [a] PBP kertoo, missä ajassa investointi on maksanut itsensä takaisin. I PBP 0, s missä I 0 on investointikustannus [ ] ja s on tuotto/säästö [ ] Sisäinen korko Internal rate of return = IRR IRR kertoo investoinnin todellisen tuottoprosentin eli, mikä on se i, jolla NPV = 0 (saadaan iteroimalla). NPV arvo kuitenkin usein ratkaisee, mikä on kannattavin -> esim 7% miljoonasta on e, mutta eurosta se on vain 7 senttiä. Sisäisellä korolla investointi on juuri ja juuri kannattava! 5. Energian hinnoittelu Voimalaitoksen sisäisten energioiden hintojen määrittelymenetelmissä pyritään kustannusten jakamiseen tuotteille, toiminnan optimointiin ja energiansäästöön. Energian sisäinen hinta määräytyy voimalaitoksen muuttuvien kustannusten perusteella (esimerkiksi polttoainekustannukset, käyttö- ja kunnossapitokustannukset). Muuttuvien kustannusten määrä on verrannollinen tuotannon määrään. Voimalaitoksen kiinteät kustannukset kun ovat uponneita kustannuksia (pysyviä vaikka toiminta lopetettaisiin, esimerkiksi investoinnin pääomakustannukset ja vakuutusmaksut). Termodynaamiset menetelmät (energian hinta määräytyy termodynaamisten lakien perusteella): Energiamenetelmä: Kustannukset jaetaan tuotettujen energioiden suhteena (jakokertoimet voimalaitoksen energiataseesta). Ei huomio häviöitä. Exergiamenetelmä: Parannus energiamenetelmään, huomio energiamuotojen eriarvoisuuden. Eri energiamuotojen hinnat määräytyvät sen mukaan, miten suuri osa niistä voidaan muuttaa mekaaniseksi energiaksi. Jakokertoimet saadaan exergian avulla. Exergia eli se todellinen hyödyksi saatava energia. Työmenetelmä: Yhteistuotantolaitoksen menetelmä. Lasketaan lisäsähköteho, joka saataisiin lämmönkulutukseen menevästä höyrystä eli ajetaankin kaikki höyry turbiiniin ja sähköksi. Markkinataloudelliset menetelmät: 24

25 Jäännösarvomenetelmä: Rakennusasteet höyryille. Jäännösarvomenetelmä on lähes ylivoimainen muihin energian hinnoittelumenetelmiin verrattuna, koska se antaa eri painetasoilla oleville höyryille oikeat hinnat. Menetelmä perustuu joidenkin hintojen lyömiseen kiinni ja muiden ratkaisemiseen niiden avulla. Esimerkiksi polttoaineiden hinnat ja sähkön hinta ovat kiinni lyötäviä hintoja. Polttoaineiden osalta on tiedettävä, mitkä ovat minäkin aikana marginaalipolttoaineita. Suhdemenetelmä: Sähköntuotannon kustannukset erillistuotannossa jaettuna Lämmöntuotannon kustannukset erillistuotannossa. Pyritään jakamaan yhdistetyn tuotannon hyödyt kummallekin tuotteelle. Matemaattinen ohjelmointi (optimointi) PINCH-analyysi 6. Selityksiä 1 MWh= 3600 MJ Absoluuttinen paine: (abs.) Paineen mittaus on aina paine-eron mittausta. Absoluuttisen paineen vertailuarvona on tyhjiö eli absoluuttinen paine on aina nollaa suurempi. Vallitseva ilmanpaine on ilmakehän aiheuttamaa absoluuttista painetta. Ylipaine saadaan muutettua absoluuttiseksi paineeksi lisäämällä ylipaineeseen ilmakehän paine. ADt= air dry ton Alijäähtynyt vesi: vesi, jonka lämpötila on alle sen kylläisen tilan (kts höyryn T,sja h,s-piirros) Huipunkäyntiaika: Se tuntimäärä vuodessa, jonka voimalaitoksen tulisi käydä nimellistehollaan, jotta se tuottaisi saman energiamäärän kuin se todellisuudessa tuottaa vuoden aikana käydessään vaihtelevalla teholla. Höyryakku: Lämmön varaaja, jolla voidaan tasata höyrykuormaa prosessiin/kulutukseen. Varastoitavana on väliaineena kylläinen vesi. Olemassa on makaavia painesäiliöitä/varaajia ja pystyvaraajia. Höyryprosessin marginaalihyötysuhde: kattilan tehosta generaattorilta saatava sähköteho = kattilan teho * marginaalihyötysuhde. Marginaalihyötysuhde-termiä käytetään myös toisenlaisissa tilanteissa. Ilma sisältää likimain 79 til-% typpeä (N) ja 21 til-% happea (O 2 ). Ilmakerroin: λ on todellisuudessa polttoon tarvittavan ilman suhde teoreettiseen ilmamäärään. Ilman ja polttoaineen sekoittuminen ei aina ole täydellistä, jolloin ilmaa laitetaan polttoon enemmän kuin stökiömetrisessä poltossa tarvitsisi, jotta poltto onnistuisi mahdollisimman hyvin. Ylimääräisen ilman osuus = λ-1 kulkeutuu savukaasuihin. Kaukolämmön pysyvyyskäyrä: Kuvaaja, jolla optimoidaan energiantuotantoa. Ilmoittaa tehon tarpeen vuoden jokaista tuntia kohden. Pysyvyyskäyrä on aina laskeva. Myös sähköntuotannolle voidaan laatia pysyvyyskäyrä. Marginaalipolttoaine: Tarkoitetaan sitä polttoainetta, jonka käyttöä voidaan vähentää eli, mihin muutokset vaikuttavat rahallisesti. Esimerkiksi, jos voimalaitoksella suunnitellaan energiantuotannon muutoksia (esimerkiksi 25

26 tuotetaankin tietty määrä energiaa investoimalla lämmön talteenottoon), tarvitaankin tällöin vähemmän polttoainetta energiantuotantoon. Marginaalipolttoaine on juuri se polttoaine, jonka käyttöä voidaan vähentää. Reduktioventtiili: paineenalennusventtiili, jossa entalpia säilyy vakiona. Tulistettu höyry: kylläinen höyry, jota on vielä lämmitetty lisää (kts. höyryn T,sja h,s-piirros). Tuorehöyry: höyry kattilasta turbiinille. Tyhjäkäyntikerroin/kuorma tarvitaan siihen että laitos juuri ja juuri käynnissä. 26

27 7. Liitteet 27

28 28

29 29

30 30

31 31

32 i,x-piirros: 32

33 33

34 34

35 35

36 36

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus HÖYRYTEKNIIKKA 1. Vettä (0 C) höyrystetään 2 bar paineessa 120 C kylläiseksi höyryksi. Laske

Lisätiedot

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus KATTILAN VESIHÖYRYPIIRIN SUUNNITTELU Höyrykattilan on tuotettava höyryä seuraavilla arvoilla.

Lisätiedot

MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU

MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU HARJOITUSTYÖOHJE SISÄLLYS SYMBOLILUETTELO 3 1 JOHDANTO 4 2 TYÖOHJE

Lisätiedot

1 Johdanto... 1 2 Yhteistuotantovoimalaitokseen liittyviä määritelmiä... 1 3 Keravan biovoimalaitos... 4 4 Tehtävänanto... 5 Kirjallisuutta...

1 Johdanto... 1 2 Yhteistuotantovoimalaitokseen liittyviä määritelmiä... 1 3 Keravan biovoimalaitos... 4 4 Tehtävänanto... 5 Kirjallisuutta... ENE-C3001 Energiasysteemit 2.9.2015 Kari Alanne Oppimistehtävä 2: Keravan biovoimalaitos Sisällysluettelo 1 Johdanto... 1 2 Yhteistuotantovoimalaitokseen liittyviä määritelmiä... 1 3 Keravan biovoimalaitos...

Lisätiedot

TEHTÄVÄ 1 *palautettava tehtävä (DL: 3.5. klo. 10:00 mennessä!) TEHTÄVÄ 2

TEHTÄVÄ 1 *palautettava tehtävä (DL: 3.5. klo. 10:00 mennessä!) TEHTÄVÄ 2 Aalto-yliopisto/Insinööritieteiden korkeakoulu/energiatalous ja voimalaitostekniikka 1(5) TEHTÄVÄ 1 *palautettava tehtävä (DL: 3.5. klo. 10:00 mennessä!) Ilmaa komprimoidaan 1 bar (abs.) paineesta 7 bar

Lisätiedot

1 Johdanto Yhteistuotantovoimalaitokseen liittyviä määritelmiä Keravan biovoimalaitos Tehtävänanto... 5 Kirjallisuutta...

1 Johdanto Yhteistuotantovoimalaitokseen liittyviä määritelmiä Keravan biovoimalaitos Tehtävänanto... 5 Kirjallisuutta... ENE-C3001 Energiasysteemit 2.9.2016 Kari Alanne Oppimistehtävä 2a: Yhteistuotantovoimalaitos Sisällysluettelo 1 Johdanto... 1 2 Yhteistuotantovoimalaitokseen liittyviä määritelmiä... 1 3 Keravan biovoimalaitos...

Lisätiedot

Ilman suhteellinen kosteus saadaan, kun ilmassa olevan vesihöyryn osapaine jaetaan samaa lämpötilaa vastaavalla kylläisen vesihöyryn paineella:

Ilman suhteellinen kosteus saadaan, kun ilmassa olevan vesihöyryn osapaine jaetaan samaa lämpötilaa vastaavalla kylläisen vesihöyryn paineella: ILMANKOSTEUS Ilmankosteus tarkoittaa ilmassa höyrynä olevaa vettä. Veden määrä voidaan ilmoittaa höyryn tiheyden avulla. Veden osatiheys tarkoittaa ilmassa olevan vesihöyryn massaa tilavuusyksikköä kohti.

Lisätiedot

KOE 3, A-OSIO Agroteknologia Agroteknologian pääsykokeessa saa olla mukana kaavakokoelma

KOE 3, A-OSIO Agroteknologia Agroteknologian pääsykokeessa saa olla mukana kaavakokoelma KOE 3, A-OSIO Agroteknologia Agroteknologian pääsykokeessa saa olla mukana kaavakokoelma Sekä A- että B-osiosta tulee saada vähintään 10 pistettä. Mikäli A-osion pistemäärä on vähemmän kuin 10 pistettä,

Lisätiedot

Lämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi.

Lämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi. Lämpöoppi Termodynaaminen systeemi Tilanmuuttujat (suureet) Lämpötila T (K) Absoluuttinen asteikko eli Kelvinasteikko! Paine p (Pa, bar) Tilavuus V (l, m 3, ) Ainemäärä n (mol) Eristetty systeemi Ei ole

Lisätiedot

Työssä määritetään luokkahuoneen huoneilman vesihöyryn osapaine, osatiheys, huoneessa olevan vesihöyryn massa, absoluuttinen kosteus ja kastepiste.

Työssä määritetään luokkahuoneen huoneilman vesihöyryn osapaine, osatiheys, huoneessa olevan vesihöyryn massa, absoluuttinen kosteus ja kastepiste. TYÖ 36b. ILMANKOSTEUS Tehtävä Työssä määritetään luokkahuoneen huoneilman vesihöyryn osapaine, osatiheys, huoneessa olevan vesihöyryn massa, absoluuttinen kosteus ja kastepiste. Välineet Taustatietoja

Lisätiedot

Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa muunnetaan polttoaineeseen sitoutunut kemiallinen energia lämpö/sähköenergiaksi höyryprosessin avulla

Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa muunnetaan polttoaineeseen sitoutunut kemiallinen energia lämpö/sähköenergiaksi höyryprosessin avulla Termodynamiikkaa Energiatekniikan automaatio TKK 2007 Yrjö Majanne, TTY/ACI Martti Välisuo, Fortum Nuclear Services Automaatio- ja säätötekniikan laitos Termodynamiikan perusteita Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa

Lisätiedot

Voimalaitos prosessit. Kaukolämpölaitokset 1, Tuomo Pimiä

Voimalaitos prosessit. Kaukolämpölaitokset 1, Tuomo Pimiä Voimalaitos prosessit Kaukolämpölaitokset 1, 2015. Tuomo Pimiä Sisältö Kaukolämpölaitokset Johdanto Tuntivaihtelu käyrä Peruskuormalaitos Huippukuormalaitos Laitoskoon optimointi Pysyvyyskäyrä Kokonaiskustannus

Lisätiedot

Lämpöpumpputekniikkaa Tallinna 18.2. 2010

Lämpöpumpputekniikkaa Tallinna 18.2. 2010 Lämpöpumpputekniikkaa Tallinna 18.2. 2010 Ari Aula Chiller Oy Lämpöpumpun rakenne ja toimintaperiaate Komponentit Hyötysuhde Kytkentöjä Lämpöpumppujärjestelmän suunnittelu Integroidut lämpöpumppujärjestelmät

Lisätiedot

Energia-alan keskeisiä termejä. 1. Energiatase (energy balance)

Energia-alan keskeisiä termejä. 1. Energiatase (energy balance) Energia-alan keskeisiä termejä 1. Energiatase (energy balance) Energiataseet perustuvat energian häviämättömyyden lakiin. Systeemi rajataan ja siihen meneviä ja sieltä tulevia energiavirtoja tarkastellaan.

Lisätiedot

Työssä määritetään luokkahuoneen huoneilman vesihöyryn osapaine, osatiheys, huoneessa olevan vesihöyryn massa, absoluuttinen kosteus ja kastepiste.

Työssä määritetään luokkahuoneen huoneilman vesihöyryn osapaine, osatiheys, huoneessa olevan vesihöyryn massa, absoluuttinen kosteus ja kastepiste. TYÖ 36b. ILMANKOSTEUS Tehtävä Työssä määritetään luokkahuoneen huoneilman vesihöyryn osapaine, osatiheys, huoneessa olevan vesihöyryn massa, absoluuttinen kosteus ja kastepiste. Välineet Taustatietoja

Lisätiedot

[TBK] Tunturikeskuksen Bioenergian Käyttö

[TBK] Tunturikeskuksen Bioenergian Käyttö [TBK] Tunturikeskuksen Bioenergian Käyttö Yleiset bioenergia CHP voimalaitoskonseptit DI Jenni Kotakorpi, Myynti-insinööri, Hansapower Oy Taustaa Vuonna 1989 perustettu yhtiö Laitetoimittaja öljy-, kaasuja

Lisätiedot

Luento 4. Voimalaitosteknologiat

Luento 4. Voimalaitosteknologiat Luento 4. Voimalaitosteknologiat Voimalaitoksen rakenne Eri voimalaitostyypit: Lauhde (vain sähköä) CHP (=yhdistetty sähkön- ja lämmöntuotanto) Moottori kaasuturbiini Älykäs sähköverkko, Wärtsilä www.smartpowergeneration.com

Lisätiedot

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille]

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille] KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille] A) p 1, V 1, T 1 ovat paine tilavuus ja lämpötila tilassa 1 p 2, V 2, T 2 ovat paine tilavuus ja

Lisätiedot

f) p, v -piirros 2. V3likoe klo

f) p, v -piirros 2. V3likoe klo i L TKK / Energia- ja ympiiristotekniikan osasto 040301000 /040302000 TEKNILLINEN TERMODYNAMIIKKA, prof. Pert ti Sarkomaa 2. V3likoe 11.12.2002 klo 16.15-19.15 TEORIAOSA (yht. max 42 pistett3) Teoriakysymyksiin

Lisätiedot

Kuivauksen fysiikkaa. Hannu Sarkkinen

Kuivauksen fysiikkaa. Hannu Sarkkinen Kuivauksen fysiikkaa Hannu Sarkkinen 28.11.2013 Kuivatusmenetelmiä Auringon säteily Mikroaaltouuni Ilmakuivatus Ilman kosteus Ilman suhteellinen kosteus RH = ρ v /ρ vs missä ρ v = vesihöyryn tiheys (g/m

Lisätiedot

Molaariset ominaislämpökapasiteetit

Molaariset ominaislämpökapasiteetit Molaariset ominaislämpökapasiteetit Yleensä, kun systeemiin tuodaan lämpöä, sen lämpötila nousee. (Ei kuitenkaan aina, kannattaa muistaa, että työllä voi olla osuutta asiaan.) Lämmön ja lämpötilan muutoksen

Lisätiedot

T F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3

T F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3 76628A Termofysiikka Harjoitus no. 1, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Muunnokset Fahrenheit- (T F ), Celsius- (T C ) ja Kelvin-asteikkojen (T K ) välillä: T F = 2 + 9 5 T C T C = 5 9 (T F 2) T K = 27,15

Lisätiedot

Exercise 3. (session: )

Exercise 3. (session: ) 1 EEN-E3001, FUNDAMENTALS IN INDUSTRIAL ENERGY ENGINEERING Exercise 3 (session: 7.2.2017) Problem 3 will be graded. The deadline for the return is on 28.2. at 12:00 am (before the exercise session). You

Lisätiedot

vetyteknologia Polttokennon termodynamiikkaa 1 DEE Risto Mikkonen

vetyteknologia Polttokennon termodynamiikkaa 1 DEE Risto Mikkonen DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon termodynamiikkaa 1 DEE-5400 Risto Mikkonen ermodynamiikan ensimmäinen pääsääntö aseraja Ympäristö asetila Q W Suljettuun systeemiin tuotu lämpö + systeemiin

Lisätiedot

Ajan, paikan ja laadun merkitys ylijäämäenergioiden hyödyntämisessä. Samuli Rinne

Ajan, paikan ja laadun merkitys ylijäämäenergioiden hyödyntämisessä. Samuli Rinne Ajan, paikan ja laadun merkitys ylijäämäenergioiden hyödyntämisessä Samuli Rinne Jätettä on materiaali, joka on joko - väärässä paikassa -väärään aikaan tai - väärää laatua. Ylijäämäenergiaa on energia,

Lisätiedot

Voimalaitos prosessit. Kaukolämpölaitokset 1, Tuomo Pimiä

Voimalaitos prosessit. Kaukolämpölaitokset 1, Tuomo Pimiä Voimalaitos prosessit Kaukolämpölaitokset 1, 2015. Tuomo Pimiä Sisältö Kaukolämpölaitokset Johdanto Tuntivaihtelu käyrä Peruskuormalaitos Huippukuormalaitos Laitoskoon optimointi Pysyvyyskäyrä Kokonaiskustannus

Lisätiedot

m h = Q l h 8380 J = J kg 1 0, kg Muodostuneen höyryn osuus alkuperäisestä vesimäärästä on m h m 0,200 kg = 0,

m h = Q l h 8380 J = J kg 1 0, kg Muodostuneen höyryn osuus alkuperäisestä vesimäärästä on m h m 0,200 kg = 0, 76638A Termofysiikka Harjoitus no. 9, ratkaisut syyslukukausi 014) 1. Vesimäärä, jonka massa m 00 g on ylikuumentunut mikroaaltouunissa lämpötilaan T 1 110 383,15 K paineessa P 1 atm 10135 Pa. Veden ominaislämpökapasiteetti

Lisätiedot

Höyrykattilat Lämmönsiirtimet, Tuomo Pimiä

Höyrykattilat Lämmönsiirtimet, Tuomo Pimiä Höyrykattilat 2015 Lämmönsiirtimet, Tuomo Pimiä Kymenlaakson ammattikorkeakoulu / www.kyamk.fi Lämpöpintojensijoittelu kattilaan KnowEnergy KyAMK Yksikkö, osasto, tms. Tekijän nimi Kymenlaakson ammattikorkeakoulu

Lisätiedot

VOIMALAITOSTEKNIIKKA MAMK YAMK Tuomo Pimiä

VOIMALAITOSTEKNIIKKA MAMK YAMK Tuomo Pimiä VOIMALAITOSTEKNIIKKA 2016 MAMK YAMK Tuomo Pimiä Voimalaitoksen säätötehtävät Voimalaitoksen säätötehtävät voidaan jakaa kolmeen toiminnalliseen : Stabilointitaso: paikalliset toimilaiteet ja säätimet Koordinointitaso:

Lisätiedot

Viikinmäen jätevedenpuhdistamon Energiantuotannon tehostaminen

Viikinmäen jätevedenpuhdistamon Energiantuotannon tehostaminen Viikinmäen jätevedenpuhdistamon Energiantuotannon tehostaminen Kaasumoottorikannan uusiminen ja ORC-hanke Helsingin seudun ympäristöpalvelut Riikka Korhonen Viikinmäen jätevedenpuhdistamo Otettiin käyttöön

Lisätiedot

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3. Kaasut

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3. Kaasut Kaasut REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Kaasu on yksi aineen olomuodosta. Kaasujen käyttäytymistä kokeellisesti tutkimalla on päädytty yksinkertaiseen malliin, ns. ideaalikaasuun. Määritelmä: Ideaalikaasu on yksinkertainen

Lisätiedot

Lämmityksen lämpökerroin: Jäähdytin ja lämmitin ovat itse asiassa sama laite, mutta niiden hyötytuote on eri, jäähdytyksessä QL ja lämmityksessä QH

Lämmityksen lämpökerroin: Jäähdytin ja lämmitin ovat itse asiassa sama laite, mutta niiden hyötytuote on eri, jäähdytyksessä QL ja lämmityksessä QH Muita lämpökoneita Nämäkin vaativat työtä toimiakseen sillä termodynamiikan toinen pääsääntö Lämpökoneita ovat lämpövoimakoneiden lisäksi laitteet, jotka tekevät on Clausiuksen mukaan: Mikään laite ei

Lisätiedot

Lämmityskustannusten SÄÄSTÖOPAS. asuntoyhtiöille

Lämmityskustannusten SÄÄSTÖOPAS. asuntoyhtiöille Lämmityskustannusten SÄÄSTÖOPAS asuntoyhtiöille Lämpöä sisään, lämpöä ulos Lämmön lähteet Lämpöhäviö 10-15% Aurinkoa 3-7% Asuminen 3-6% Lattiat 15-20% Seinät 25-35% Ilmanvaihto 15-20% Talotekniikka LÄMPÖÄ

Lisätiedot

Muita lämpökoneita. matalammasta lämpötilasta korkeampaan. Jäähdytyksen tehokerroin: Lämmityksen lämpökerroin:

Muita lämpökoneita. matalammasta lämpötilasta korkeampaan. Jäähdytyksen tehokerroin: Lämmityksen lämpökerroin: Muita lämpökoneita Nämäkin vaativat ovat työtälämpövoimakoneiden toimiakseen sillä termodynamiikan pääsääntö Lämpökoneita lisäksi laitteet,toinen jotka tekevät on Clausiuksen mukaan: laiteilmalämpöpumppu

Lisätiedot

Aurinkolämpö. Tässä on tarkoitus kertoa aurinkolämmön asentamisesta ja aurinkolämmön talteen ottamiseen tarvittavista osista ja niiden toiminnasta.

Aurinkolämpö. Tässä on tarkoitus kertoa aurinkolämmön asentamisesta ja aurinkolämmön talteen ottamiseen tarvittavista osista ja niiden toiminnasta. Aurinkolämpö Tässä on tarkoitus kertoa aurinkolämmön asentamisesta ja aurinkolämmön talteen ottamiseen tarvittavista osista ja niiden toiminnasta. Keräimien sijoittaminen ja asennus Kaikista aurinkoisin

Lisätiedot

Exercise 1. (session: )

Exercise 1. (session: ) EEN-E3001, FUNDAMENTALS IN INDUSTRIAL ENERGY ENGINEERING Exercise 1 (session: 24.1.2017) Problem 3 will be graded. The deadline for the return is on 31.1. at 12:00 am (before the exercise session). You

Lisätiedot

Puhtaan kaasun fysikaalista tilaa määrittävät seuraavat 4 ominaisuutta, jotka tilanyhtälö sitoo toisiinsa: Paine p

Puhtaan kaasun fysikaalista tilaa määrittävät seuraavat 4 ominaisuutta, jotka tilanyhtälö sitoo toisiinsa: Paine p KEMA221 2009 KERTAUSTA IDEAALIKAASU JA REAALIKAASU ATKINS LUKU 1 1 IDEAALIKAASU Ideaalikaasu Koostuu pistemäisistä hiukkasista Ei vuorovaikutuksia hiukkasten välillä Hiukkasten liike satunnaista Hiukkasten

Lisätiedot

Kuva 1. Nykyaikainen pommikalorimetri.

Kuva 1. Nykyaikainen pommikalorimetri. DEPARTMENT OF CHEMISTRY NESTEIDEN JA KIINTEIDEN AINEIDEN LÄMPÖARVOJEN MÄÄRITYS Matti Kuokkanen 1, Reetta Kolppanen 2 ja Toivo Kuokkanen 3 1 Oulun yliopisto, kemian laitos, PL 3000, FI-90014, Oulu, matti.kuokkanen@oulu.fi

Lisätiedot

Luku 8 EXERGIA: TYÖPOTENTIAALIN MITTA

Luku 8 EXERGIA: TYÖPOTENTIAALIN MITTA Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 Luku 8 EXERGIA: TYÖPOTENTIAALIN MITTA Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required

Lisätiedot

Luku 4 SULJETTUJEN SYSTEEMIEN ENERGIA- ANALYYSI

Luku 4 SULJETTUJEN SYSTEEMIEN ENERGIA- ANALYYSI Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 Luku 4 SULJETTUJEN SYSTEEMIEN ENERGIA- ANALYYSI Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission

Lisätiedot

Jäähdytysjärjestelmän tehtävä on poistaa lämpöä jäähdytyskohteista.

Jäähdytysjärjestelmän tehtävä on poistaa lämpöä jäähdytyskohteista. Taloudellista ja vihreää energiaa Scancool-teollisuuslämpöpumput Teollisuuslämpöpumpulla 80 % säästöt energiakustannuksista! Scancoolin teollisuuslämpöpumppu ottaa tehokkaasti talteen teollisissa prosesseissa

Lisätiedot

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-5400 Risto Mikkonen 1.1.014 g:n määrittäminen olttokennon toiminta perustuu Gibbsin vapaan energian muutokseen. ( G = TS) Ideaalitapauksessa

Lisätiedot

SAVUKAASUN TILAVUUSVIRRAN JATKUVATOIMINEN MÄÄRITTÄMINEN

SAVUKAASUN TILAVUUSVIRRAN JATKUVATOIMINEN MÄÄRITTÄMINEN LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO ENERGIA- JA YMPÄRISTÖTEKNIIKAN OSASTO Ympäristötekniikan laboratorio SAVUKAASUN TILAVUUSVIRRAN JATKUVATOIMINEN MÄÄRITTÄMINEN TUTKIMUSRAPORTTI Tekijät: Simo Hammo, LTKK

Lisätiedot

YLEISTIETOA LÄMPÖPUMPUISTA

YLEISTIETOA LÄMPÖPUMPUISTA YLEISTIETOA LÄMPÖPUMPUISTA Eksergia.fi Olennainen tieto energiatehokkaasta rakentamisesta Päivitetty 12.1.2015 SISÄLTÖ Yleistä lämpöpumpuista Lämpöpumppujen toimintaperiaate Lämpökerroin ja vuosilämpökerroin

Lisätiedot

= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ]

= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ] 766328A Termofysiikka Harjoitus no. 7, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Sylinteri on ympäristössä, jonka paine on P 0 ja lämpötila T 0. Sylinterin sisällä on n moolia ideaalikaasua ja sen tilavuutta kasvatetaan

Lisätiedot

= 1 kg J kg 1 1 kg 8, J mol 1 K 1 373,15 K kg mol 1 1 kg Pa

= 1 kg J kg 1 1 kg 8, J mol 1 K 1 373,15 K kg mol 1 1 kg Pa 766328A Termofysiikka Harjoitus no. 8, ratkaisut syyslukukausi 2014 1. 1 kg nestemäistä vettä muuttuu höyryksi lämpötilassa T 100 373,15 K ja paineessa P 1 atm 101325 Pa. Veden tiheys ρ 958 kg/m 3 ja moolimassa

Lisätiedot

Energiansäästö viljankuivauksessa

Energiansäästö viljankuivauksessa Energiansäästö viljankuivauksessa Antti-Teollisuus Oy Jukka Ahokas 30.11.2011 Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta Maataloustieteiden laitos Agroteknologia Öljyä l/ha tai viljaa kg/ha Kuivaamistarve

Lisätiedot

, voidaan myös käyttää likimäärälauseketta

, voidaan myös käyttää likimäärälauseketta ILMAN KOSTEUS Ilma sisältää aina jonkin verran vesihöyryä. Ilman vesihöyrypitoisuudella eli kosteudella on huomattava merkitys ihmisten viihtyvyydelle ja terveydelle, erilaisten materiaalien ja esineiden

Lisätiedot

Energiatehokkuuden analysointi

Energiatehokkuuden analysointi Liite 2 Ympäristöministeriö - Ravinteiden kierrätyksen edistämistä ja Saaristomeren tilan parantamista koskeva ohjelma Energiatehokkuuden analysointi Liite loppuraporttiin Jani Isokääntä 9.4.2015 Sisällys

Lisätiedot

LUKU 10 HÖYRY- JA YHDISTETYT KIERTOPROSESSIT

LUKU 10 HÖYRY- JA YHDISTETYT KIERTOPROSESSIT Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 LUKU 10 HÖYRY- JA YHDISTETYT KIERTOPROSESSIT Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission

Lisätiedot

Tekijä: Markku Savolainen. STIRLING-moottori

Tekijä: Markku Savolainen. STIRLING-moottori Tekijä: Markku Savolainen STIRLING-moottori Perustietoa Perustietoa Palaminen tapahtuu sylinterin ulkopuolella Moottorin toiminta perustuu työkaasun kuumentamiseen ja jäähdyttämiseen Työkaasun laajeneminen

Lisätiedot

PORVOON ENERGIA LUONNOLLINEN VALINTA. Mikko Ruotsalainen

PORVOON ENERGIA LUONNOLLINEN VALINTA. Mikko Ruotsalainen PORVOON ENERGIA LUONNOLLINEN VALINTA Skaftkärr Skaftkärr hankkeen tavoitteena on rakentaa Porvooseen uusi energiatehokas 400 hehtaarin suuruinen, vähintään 6000 asukkaan asuinalue. Skaftkärr Koko projekti

Lisätiedot

Kosteusmittausten haasteet

Kosteusmittausten haasteet Kosteusmittausten haasteet Luotettavuutta päästökauppaan liittyviin mittauksiin, MIKES 21.9.2006 Martti Heinonen Tavoite Kosteusmittaukset ovat haastavia; niiden luotettavuuden arviointi ja parantaminen

Lisätiedot

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus KEMIALLISIIN REAKTIOIHIN PERUSTUVA POLTTOAINEEN PALAMINEN Voimalaitoksessa käytetään polttoaineena

Lisätiedot

Luvun 12 laskuesimerkit

Luvun 12 laskuesimerkit Luvun 12 laskuesimerkit Esimerkki 12.1 Mikä on huoneen sisältämän ilman paino, kun sen lattian mitat ovat 4.0m 5.0 m ja korkeus 3.0 m? Minkälaisen voiman ilma kohdistaa lattiaan? Oletetaan, että ilmanpaine

Lisätiedot

Lämpöputkilämmönsiirtimet HPHE

Lämpöputkilämmönsiirtimet HPHE Lämpöputkilämmönsiirtimet HPHE LÄMMÖNTALTEENOTTO Lämmöntalteenotto kuumista usein likaisista ja pölyisistä kaasuista tarjoaa erinomaisen mahdollisuuden energiansäästöön ja hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen

Lisätiedot

Varaavan tulisijan liittäminen rakennuksen energiajärjestelmään

Varaavan tulisijan liittäminen rakennuksen energiajärjestelmään Varaavan tulisijan liittäminen rakennuksen energiajärjestelmään DI, TkT Sisältö Puulla lämmittäminen Suomessa Tulisijatyypit Tulisijan ja rakennuksessa Lämmön talteenottopiiput Veden lämmittäminen varaavalla

Lisätiedot

RATKAISUT: 12. Lämpöenergia ja lämpöopin pääsäännöt

RATKAISUT: 12. Lämpöenergia ja lämpöopin pääsäännöt Physica 9 1. painos 1(7) : 12.1 a) Lämpö on siirtyvää energiaa, joka siirtyy kappaleesta (systeemistä) toiseen lämpötilaeron vuoksi. b) Lämpöenergia on kappaleeseen (systeemiin) sitoutunutta energiaa.

Lisätiedot

1. Laske ideaalikaasun tilavuuden lämpötilakerroin (1/V)(dV/dT) p ja isoterminen kokoonpuristuvuus (1/V)(dV/dp) T.

1. Laske ideaalikaasun tilavuuden lämpötilakerroin (1/V)(dV/dT) p ja isoterminen kokoonpuristuvuus (1/V)(dV/dp) T. S-35, Fysiikka III (ES) välikoe Laske ideaalikaasun tilavuuden lämpötilakerroin (/V)(dV/d) p ja isoterminen kokoonpuristuvuus (/V)(dV/dp) ehtävän pisteyttäneen assarin kommentit: Ensimmäisen pisteen sai

Lisätiedot

VOIMALAITOSTEKNIIKKA 2016. MAMK YAMK Tuomo Pimiä

VOIMALAITOSTEKNIIKKA 2016. MAMK YAMK Tuomo Pimiä VOIMALAITOSTEKNIIKKA 2016 MAMK YAMK Tuomo Pimiä Pääsäätöpiirit Luonnonkierto- ja pakkokiertokattilan säädöt eivät juurikaan poikkea toistaan prosessin samankaltaisuuden vuoksi. Pääsäätöpiireihin kuuluvaksi

Lisätiedot

Maalämpöpumput suurissa kiinteistöissä mitoitus, soveltuvuus, toiminta Finlandia-talo 14.12.2011. Sami Seuna Motiva Oy

Maalämpöpumput suurissa kiinteistöissä mitoitus, soveltuvuus, toiminta Finlandia-talo 14.12.2011. Sami Seuna Motiva Oy Maalämpöpumput suurissa kiinteistöissä mitoitus, soveltuvuus, toiminta Finlandia-talo 14.12.2011 Sami Seuna Motiva Oy Lämpöpumpun toimintaperiaate Höyry puristetaan kompressorilla korkeampaan paineeseen

Lisätiedot

Mitä on huomioitava kaasupäästöjen virtausmittauksissa

Mitä on huomioitava kaasupäästöjen virtausmittauksissa Mitä on huomioitava kaasupäästöjen virtausmittauksissa Luotettavuutta päästökauppaan liittyviin mittauksiin 21.8.2006 Paula Juuti 2 Kaupattavien päästöjen määrittäminen Toistaiseksi CO2-päästömäärät perustuvat

Lisätiedot

TUTKIMUS IKI-KIUKAAN ENERGIASÄÄSTÖISTÄ YHTEISKÄYTTÖSAUNOISSA

TUTKIMUS IKI-KIUKAAN ENERGIASÄÄSTÖISTÄ YHTEISKÄYTTÖSAUNOISSA TUTKIMUS IKI-KIUKAAN ENERGIASÄÄSTÖISTÄ YHTEISKÄYTTÖSAUNOISSA IKI-Kiuas Oy teetti tämän tutkimuksen saatuaan taloyhtiöiltä positiivista palautetta kiukaistaan. Asiakkaat havaitsivat sähkölaskujensa pienentyneen,

Lisätiedot

Lämpöopin pääsäännöt

Lämpöopin pääsäännöt Lämpöopin pääsäännöt 0. Eristetyssä systeemissä lämpötilaerot tasoittuvat. Systeemin sisäenergia U kasvaa systeemin tuodun lämmön ja systeemiin tehdyn työn W verran: ΔU = + W 2. Eristetyn systeemin entropia

Lisätiedot

Luku 14 KAASU HÖYRY SEOKSET JA ILMASTOINTI

Luku 14 KAASU HÖYRY SEOKSET JA ILMASTOINTI Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 Luku 14 KAASU HÖYRY SEOKSET JA ILMASTOINTI Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission

Lisätiedot

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA!

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA! ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA! Luento 14.9.2015 / T. Paloposki / v. 03 Tämän päivän ohjelma: Aineen tilan kuvaaminen pt-piirroksella ja muilla piirroksilla, faasimuutokset Käsitteitä

Lisätiedot

VIII KIERTOPROSESSIT JA TERMODYNAAMISET KONEET 196

VIII KIERTOPROSESSIT JA TERMODYNAAMISET KONEET 196 VIII KIERTOPROSESSIT JA TERMODYNAAMISET KONEET 196 8.1 Kiertoprosessin ja termodynaamisen koneen määritelmä... 196 8.2 Termodynaamisten koneiden hyötysuhde... 197 8.2.1 Lämpövoimakone... 197 8.2.2 Lämpöpumpun

Lisätiedot

Rajaville Oy:n Haukiputaan tehtaan energiatuotannon muutos. Loppuraportti Julkinen Pekka Pääkkönen

Rajaville Oy:n Haukiputaan tehtaan energiatuotannon muutos. Loppuraportti Julkinen Pekka Pääkkönen Rajaville Oy:n Haukiputaan tehtaan energiatuotannon muutos Loppuraportti Julkinen 10.2.2014 Pekka Pääkkönen KÄYTÖSSÄ OLEVAN ENERGIATUOTANNON KUVAUS Lähtökohta Rajaville Oy:n Haukiputaan betonitehtaan prosessilämpö

Lisätiedot

Transistori. Vesi sisään. Jäähdytyslevy. Vesi ulos

Transistori. Vesi sisään. Jäähdytyslevy. Vesi ulos Nesteiden lämmönjohtavuus on yleensä huomattavasti suurempi kuin kaasuilla, joten myös niiden lämmönsiirtokertoimet sekä lämmönsiirtotehokkuus ovat kaasujen vastaavia arvoja suurempia Pakotettu konvektio:

Lisätiedot

2.2 Järjestelmän toiminta erisuurilla ilmavirroilla

2.2 Järjestelmän toiminta erisuurilla ilmavirroilla 2.2 Järjestelmän toiminta erisuurilla ilmavirroilla Käytännössä iv-kojeen ilmavirrat ovat harvoin täsmälleen yhtäsuuret. Jos poistoilmavirta on suurempi kuin tuloilmavrta, so. lämmin virta on kylmää virtaa

Lisätiedot

Miten ydinvoimalan turbiini toimii lyhyt johdanto turbiiniteknologiaan

Miten ydinvoimalan turbiini toimii lyhyt johdanto turbiiniteknologiaan Miten ydinvoimalan turbiini toimii lyhyt johdanto turbiiniteknologiaan Pyhäjoki Nhan Huynh 19.3.2014 1 Yleistä Kuvia ydinvoimalaitoksen turbiinista Miten turbiini toimii Kuinka paljon sähköä voidaan saada

Lisätiedot

Ratkaisu: a) Koroton takaisinmaksuaika on 9000 = 7,5 vuotta. 1200 b) Kun vuosituotot pysyvät vakiona, korollinen takaisinmaksuaika määräytyy

Ratkaisu: a) Koroton takaisinmaksuaika on 9000 = 7,5 vuotta. 1200 b) Kun vuosituotot pysyvät vakiona, korollinen takaisinmaksuaika määräytyy Kotitehtävät 7. Aihepiirinä Investointi Ratkaisuehdotuksia 1. Investoinnin hankintameno on 9000 euroa ja siitä saadaan seuraavina vuosina vuosittain 1200 euron tulot. Määritä a) koroton takaisinmaksuaika

Lisätiedot

3/18/2012. Ennen aloitusta... Tervetuloa! Maalämpö. 15.3.2012 Arto Koivisto Viessmann Oy. Tervetuloa!

3/18/2012. Ennen aloitusta... Tervetuloa! Maalämpö. 15.3.2012 Arto Koivisto Viessmann Oy. Tervetuloa! Tervetuloa! Maalämpö 15.3.2012 Arto Koivisto Viessmann Oy Mustertext Titel Vorlage 1 01/2006 Viessmann Werke Ennen aloitusta... Tervetuloa! Osallistujien esittely. (Get to together) Mitä omia kokemuksia

Lisätiedot

Teddy 1. välikoe kevät 2008

Teddy 1. välikoe kevät 2008 Teddy 1. välikoe kevät 2008 Vastausaikaa on 2 tuntia. Kokeessa saa käyttää laskinta ja MAOL-taulukoita. Jokaiseen vastauspaperiin nimi ja opiskelijanumero! 1. Ovatko seuraavat väitteet oikein vai väärin?

Lisätiedot

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka 2006 m@hyl.fi 1 Lämpötila Suure lämpötila kuvaa kappaleen/systeemin lämpimyyttä (huono ilmaisu). Ihmisen aisteilla on hankala tuntea lämpötilaa,

Lisätiedot

Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä. Loppuraportti 60K30031.02-Q210-001D 27.9.2010

Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä. Loppuraportti 60K30031.02-Q210-001D 27.9.2010 Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä Loppuraportti 60K30031.02-Q210-001D 27.9.2010 Tausta Tämän selvityksen laskelmilla oli tavoitteena arvioida viimeisimpiä energian kulutustietoja

Lisätiedot

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta.

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta. K i n e e t t i s t ä k a a s u t e o r i a a Kineettisen kaasuteorian perusta on mekaaninen ideaalikaasu, joka on matemaattinen malli kaasulle. Reaalikaasu on todellinen kaasu. Reaalikaasu käyttäytyy

Lisätiedot

ALFÉA EXCELLIA DUO. : 11 16 kw ( ) 190 L

ALFÉA EXCELLIA DUO. : 11 16 kw ( ) 190 L DUO : 11 16 kw ( ) COP.3 S 19 L Alféa Excellia KORKEA SUORITUSKYKY: Loistava ratkaisu lämmityssaneerauksiin Korkean suorituskyvyn omaavan AIféa Excellia avulla pystytään tuottamaan 6 C asteista käyttövettä

Lisätiedot

Oppimistehtävä 3: Katri Valan lämpöpumppulaitos

Oppimistehtävä 3: Katri Valan lämpöpumppulaitos ENE-C3001 Energiasysteemit 11.9.2015 Kari Alanne Oppimistehtävä 3: Katri Valan lämpöpumppulaitos Sisällysluettelo 1 Johdanto... 1 2 Kompressorilämpöpumpun toimintaperiaate ja tunnusluvut... 2 3 Osakuorma-ajo...

Lisätiedot

Aineen olomuodot ja olomuodon muutokset

Aineen olomuodot ja olomuodon muutokset Aineen olomuodot ja olomuodon muutokset Jukka Sorjonen sorjonen.jukka@gmail.com 8. helmikuuta 2017 Jukka Sorjonen (Jyväskylän Normaalikoulu) Aineen olomuodot ja olomuodon muutokset 8. helmikuuta 2017 1

Lisätiedot

Näytesivut. Kaukolämmityksen automaatio. 5.1 Kaukolämmityskiinteistön lämmönjako

Näytesivut. Kaukolämmityksen automaatio. 5.1 Kaukolämmityskiinteistön lämmönjako 5 Kaukolämmityksen automaatio 5.1 Kaukolämmityskiinteistön lämmönjako Kaukolämmityksen toiminta perustuu keskitettyyn lämpimän veden tuottamiseen kaukolämpölaitoksella. Sieltä lämmin vesi pumpataan kaukolämpöputkistoa

Lisätiedot

Tekniset tiedot SI 130TUR+

Tekniset tiedot SI 130TUR+ Tekniset tiedot SI 13TUR+ Laitteen tekniset tiedot SI 13TUR+ Rakenne - Lämmönlähde Keruuliuos - Toteutus Yleisrakenne, vaihtokytkettävä - Säätö - Lämmönmäärän laskenta sisäänrakennettu - Asennuspaikka

Lisätiedot

Lämpöopin pääsäännöt. 0. pääsääntö. I pääsääntö. II pääsääntö

Lämpöopin pääsäännöt. 0. pääsääntö. I pääsääntö. II pääsääntö Lämpöopin pääsäännöt 0. pääsääntö Jos systeemit A ja C sekä B ja C ovat termisessä tasapainossa, niin silloin myös A ja B ovat tasapainossa. Eristetyssä systeemissä eri lämpöiset kappaleet asettuvat lopulta

Lisätiedot

1. Kumpi painaa enemmän normaalipaineessa: 1m2 80 C ilmaa vai 1m2 0 C ilmaa?

1. Kumpi painaa enemmän normaalipaineessa: 1m2 80 C ilmaa vai 1m2 0 C ilmaa? Kysymys 1. Kumpi painaa enemmän normaalipaineessa: 1m2 80 C ilmaa vai 1m2 0 C ilmaa? 2. EXTRA-PÄHKINÄ (menee yli aiheen): Heität vettä kiukaalle. Miksi vesihöyry nousee voimakkaasti kiukaasta ylöspäin?

Lisätiedot

KANTELEEN VOIMA OY. Haapaveden voimalaitos Polttoaineen hankinta

KANTELEEN VOIMA OY. Haapaveden voimalaitos Polttoaineen hankinta KANTELEEN VOIMA OY Haapaveden voimalaitos Polttoaineen hankinta Konsorttio / Kanteleen Voiman omistajat Oy Katternö Kraft Ab Herrfors, Pietarsaari, uusikaarlepyy, Ähtävä, Veteli, Tammisaari Kaakon Energia

Lisätiedot

Teddy 7. harjoituksen malliratkaisu syksy 2011

Teddy 7. harjoituksen malliratkaisu syksy 2011 Teddy 7. harjoituksen malliratkaisu syksy 2011 1. Systeemin käyttäytymistä faasirajalla kuvaa Clapeyronin yhtälönä tunnettu keskeinen relaatio dt = S m. (1 V m Koska faasitasapainossa reaktion Gibbsin

Lisätiedot

Luku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste

Luku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste Luku 13 Kertausta Hydrostaattinen paine Noste Uutta Jatkuvuusyhtälö Bernoullin laki Virtauksen mallintaminen Esitiedot Voiman ja energian käsitteet Liike-energia ja potentiaalienergia Itseopiskeluun jää

Lisätiedot

LÄMPÖPUMPPUJÄRJESTELMÄT INTEGROIDUSSA KYLMÄ- JA LÄMPÖTEHON TUOTOSSA

LÄMPÖPUMPPUJÄRJESTELMÄT INTEGROIDUSSA KYLMÄ- JA LÄMPÖTEHON TUOTOSSA LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Energiatekniikan koulutusohjelma BH10A0200 Energiatekniikan kandidaatintyö ja seminaari LÄMPÖPUMPPUJÄRJESTELMÄT INTEGROIDUSSA KYLMÄ- JA LÄMPÖTEHON

Lisätiedot

Turun Seudun Energiantuotanto Oy Naantalin uusi voimalaitos. Astrum keskus, Salo 2.12.2014

Turun Seudun Energiantuotanto Oy Naantalin uusi voimalaitos. Astrum keskus, Salo 2.12.2014 Turun Seudun Energiantuotanto Oy Naantalin uusi voimalaitos Astrum keskus, Salo 2.12.2014 Turun Seudun Energiantuotanto Oy Turun Seudun Energiantuotanto Oy TSME Oy Neste Oil 49,5 % Fortum Power & Heat

Lisätiedot

Sorptiorottorin ja ei-kosteutta siirtävän kondensoivan roottorin vertailu ilmanvaihdon jäähdytyksessä

Sorptiorottorin ja ei-kosteutta siirtävän kondensoivan roottorin vertailu ilmanvaihdon jäähdytyksessä Sorptiorottorin ja ei-kosteutta siirtävän kondensoivan roottorin vertailu ilmanvaihdon jäähdytyksessä Yleista Sorptioroottorin jäähdytyskoneiston jäähdytystehontarvetta alentava vaikutus on erittän merkittävää

Lisätiedot

Energiatekniikan automaatio - APROSharjoitustyö

Energiatekniikan automaatio - APROSharjoitustyö AS-84.134 Energiatekniikan automaatio Energiatekniikan automaatio - APROSharjoitustyö SYKSY 2007 Automaatiotekniikan laboratorio Teknillinen korkeakoulu SISÄLLYS SISÄLLYS...II JOHDANTO...1 KOMBIVOIMALAITOS...1

Lisätiedot

AIRIA BioHAT UUSI VOIMALAITOSKONSEPTI. Reijo Alander TTY

AIRIA BioHAT UUSI VOIMALAITOSKONSEPTI. Reijo Alander TTY AIRIA BioHAT UUSI VOIMALAITOSKONSEPTI Reijo Alander TTY 12.5.2017 Teknisiä menetelmiä liike-enrgian tuottamiseksi Menetelmä Polttoaine Kehitysajankohta Höyrykone KPA, öljy, kaasu 1700-luku Höyryturbiini

Lisätiedot

Liite 1A UUDET PÄÄSTÖRAJA-ARVOT

Liite 1A UUDET PÄÄSTÖRAJA-ARVOT LUONNOS 6.9.2017 Liite 1A UUDET PÄÄSTÖRAJA-ARVOT Uudet energiantuotantoyksiköt noudattavat tämän liitteen 1A päästöraja-arvoja 20.12.2018 alkaen, olemassa olevat polttoaineteholtaan yli 5 megawatin energiantuotantoyksiköt

Lisätiedot

PienCHP-laitosten. tuotantokustannukset ja kannattavuus. TkT Lasse Koskelainen Teknologiajohtaja Ekogen Oy. www.ekogen.fi

PienCHP-laitosten. tuotantokustannukset ja kannattavuus. TkT Lasse Koskelainen Teknologiajohtaja Ekogen Oy. www.ekogen.fi PienCHP-laitosten tuotantokustannukset ja kannattavuus TkT Lasse Koskelainen Teknologiajohtaja Ekogen Oy www.ekogen.fi Teemafoorumi: Pien-CHP laitokset Joensuu 28.11.2012 PienCHPn kannattavuuden edellytykset

Lisätiedot

. Veden entropiamuutos lasketaan isobaariselle prosessille yhtälöstä

. Veden entropiamuutos lasketaan isobaariselle prosessille yhtälöstä LH- Kilo vettä, jonka lämpötila on 0 0 asetetaan kosketukseen suuren 00 0 asteisen kappaleen kanssa Kun veden lämpötila on noussut 00 0, mitkä ovat veden, kappaleen ja universumin entropian muutokset?

Lisätiedot

Luku 20. Kertausta: Termodynamiikan 2. pääsääntö Lämpövoimakoneen hyötysuhde

Luku 20. Kertausta: Termodynamiikan 2. pääsääntö Lämpövoimakoneen hyötysuhde Luku 20 Kertausta: Termodynamiikan 2. pääsääntö Lämpövoimakoneen hyötysuhde Uutta: Termodynamiikan 2. pääsääntö Jäähdytyskoneen hyötykerroin ja lämpöpumpun lämpökerroin Entropia Tilastollista termodynamiikkaa

Lisätiedot

Esim: Mikä on tarvittava sylinterin halkaisija, jolla voidaan kannattaa 10 KN kuorma (F), kun käytettävissä on 100 bar paine (p).

Esim: Mikä on tarvittava sylinterin halkaisija, jolla voidaan kannattaa 10 KN kuorma (F), kun käytettävissä on 100 bar paine (p). 3. Peruslait 3. PERUSLAIT Hydrauliikan peruslait voidaan jakaa hydrostaattiseen ja hydrodynaamiseen osaan. Hydrostatiikka käsittelee levossa olevia nesteitä ja hydrodynamiikka virtaavia nesteitä. Hydrauliikassa

Lisätiedot

T H V 2. Kuva 1: Stirling kiertoprosessi. Ideaalisen Stirlingin koneen sykli koostuu neljästä osaprosessista (kts. kuva 1):

T H V 2. Kuva 1: Stirling kiertoprosessi. Ideaalisen Stirlingin koneen sykli koostuu neljästä osaprosessista (kts. kuva 1): 1 c 3 p 2 T H d b T L 4 1 a V Kuva 1: Stirling kiertoprosessi. Stirlingin kone Ideaalisen Stirlingin koneen sykli koostuu neljästä osaprosessista kts. kuva 1: 1. Työaineen ideaalikaasu isoterminen puristus

Lisätiedot

Äänekosken energiatase Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy

Äänekosken energiatase Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy Äänekosken energiatase 2010 Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy 1 Äänekosken energiatase 2010 Öljy 530 GWh Turve 145 GWh Teollisuus 4040 GWh Sähkö 20 % Prosessilämpö 80 % 2 Mustalipeä 2500 GWh Kiinteät

Lisätiedot

Jämsän energiatase Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy

Jämsän energiatase Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy Jämsän energiatase 2010 Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy 1 Jämsän energiatase 2010 Öljy 398 GWh Turve 522 GWh Teollisuus 4200 GWh Sähkö 70 % Prosessilämpö 30 % Puupolttoaineet 1215 GWh Vesivoima

Lisätiedot