Renewable thermal energy sources : sediment and asphalt energy applications in an urban northern environment
Mäkiranta, Anne (2020-12-08)
Mäkiranta, Anne
Vaasan yliopisto
08.12.2020
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-476-935-8
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-476-935-8
Kuvaus
vertaisarvioitu
Tiivistelmä
Tämä väitöskirja arvioi, ovatko uudet geoenergialähteet sedimentistä ja asfaltin alta mahdollisia ja käyttökelpoisia Suomen ilmasto-olosuhteissa. Tutkimus koostuu tapaustutkimuksista, jotka on tehty kahdella kenttätutkimusalustalla pohjoisessa kaupunkiympäristössä: Suvilahden sedimenttilämpökohteessa ja asfalttienergiakentällä Vaasan yliopiston kampusalueella. Sedimenttilämmön käytettävyyttä on tutkittu pitkäaikaisilla lämpötilamittauksilla selvittäen, onko sedimenttilämpö vuosittain uusiutuvaa energiaa. Pitkäaikaisia lämpötilamittauksia on tehty myös asfalttikentällä, jotta voitaisiin määrittää lämpöenergian riittävyys hyödyntämistä varten. Tutkimus sisältää lämpöenergiamäärän arvion molempien urbaanien lämpöenergialähteiden osalta. Tähän väitöskirjaan on sisällytetty yhteensä seitsemän julkaistua artikkelia.
Lämmön palautumisen havaittiin olevan täydellinen sedimenttikerroksessa kesän aikana. Sedimenttilämpöön perustuvan matalaenergiaverkoston energiansäästökyky todennettiin myös. Tarkoituksenmukaisen lämmönkeruuverkoston suunnittelun ja mitoituksen havaittiin olevan tärkeää sedimenttilämmön käytettävyydelle. Asfalttikerroksen osalta tulokset osoittavat, että asfaltin alla on riittävästi energiaa käytettäväksi lämmönlähteenä. Keskimääräisen nettolämpövuon mitattiin olevan vähemmän kuin 15 % saatavilla olevasta säteilyvoimakkuudesta yön aikaisten lämpöhäviöiden vuoksi.
Merenpohjasedimentti on luonnollinen lämpövarasto, joka on uusiutuvaa ja vuosittain täysin auringon lataamaa energiaa. Asfalttilämpö on sopiva lämmönlähde, jopa pohjoisissa oloissa. Havaitut lämpötilat 0,5 m syvyydessä asfaltin alla ovat positiivisia huhtikuusta joulukuuhun. Asfaltti on urbaani geoenergialähde, joka on rakennetun ympäristön sivutuote. Asfalttilämmön käytettävyyttä voitaisiin lisätä optimoimalla maaperän rakennetta pinnan paremman lämmönjohtokyvyn aikaansaamiseksi ja päivittäisellä lämmön keräämisellä kausivarastoon.
Lämmön palautumisen havaittiin olevan täydellinen sedimenttikerroksessa kesän aikana. Sedimenttilämpöön perustuvan matalaenergiaverkoston energiansäästökyky todennettiin myös. Tarkoituksenmukaisen lämmönkeruuverkoston suunnittelun ja mitoituksen havaittiin olevan tärkeää sedimenttilämmön käytettävyydelle. Asfalttikerroksen osalta tulokset osoittavat, että asfaltin alla on riittävästi energiaa käytettäväksi lämmönlähteenä. Keskimääräisen nettolämpövuon mitattiin olevan vähemmän kuin 15 % saatavilla olevasta säteilyvoimakkuudesta yön aikaisten lämpöhäviöiden vuoksi.
Merenpohjasedimentti on luonnollinen lämpövarasto, joka on uusiutuvaa ja vuosittain täysin auringon lataamaa energiaa. Asfalttilämpö on sopiva lämmönlähde, jopa pohjoisissa oloissa. Havaitut lämpötilat 0,5 m syvyydessä asfaltin alla ovat positiivisia huhtikuusta joulukuuhun. Asfaltti on urbaani geoenergialähde, joka on rakennetun ympäristön sivutuote. Asfalttilämmön käytettävyyttä voitaisiin lisätä optimoimalla maaperän rakennetta pinnan paremman lämmönjohtokyvyn aikaansaamiseksi ja päivittäisellä lämmön keräämisellä kausivarastoon.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [514]