PSI, 22. März 2010
Wir schaffen Wissen – heute für morgen
Paul Scherrer Institut
Ralf BreitwieserNukleare Energie und Sicherheit / 4301 Betriebsgruppe (AHL)
Lüftungsanlagen HotlaborLüftungsanlagen Hotlabor
PSI, 22 März 2011
Wozu brauchen wir eine Lüftung
Themenübersicht
Schematischer Aufbau der Hotlaborlüftung
Schematischer Aufbau einer Zuluftanlage und die mögliche Luftkonditionierung
Raumtemperatur Regulierung
Zonenregulierung + Referenzräume
Thermische Behaglichkeit nach DIN 1946
Ausblick (Projekt Kühlung, Prozesskühlung)
Alter und elektrische Aufnahmeleistung
PSI, 22 März 2011
Wozu brauchen wir eine Lüftung
1. Wir benötigen die Lüftung um die verbrauchte Luft kontinuierlich zu erneuern da ein Lüften über Fenster aus Sicherheitstechnischen Vorschriften nicht erlaubt ist.
2. Entstandene Säuredämpfe etc. in Kapellen und Gloveboxen kontrolliert abzuführen.
3. Das gesamte Gebäude in einem Unterdruck zu halten, gegenüber dem statischen Aussenluftdruck, damit aus dem Gebäude keine Kontamination nach Aussen gelangen kann.
4. Bereitstellung der Raumtemperatur (Heizen und kühlen) und Raumluftfeuchte.
PSI, 22 März 2011
HotlaborZuluft Anlagen
Radiochemietrakt
Radiochemie-Erweiterungstrakt
Hotzellentrakt
Hotzellentrakt-Aufstockung
Inaktiv-Trakt
Hotzellen -
Gloveboxen -
Kapellen - Ventilatoren
Filterbank Raumabluft
Abluft Anlagen
Filterbank Zellenabluft
Fortluft Anlagen
Fortluftventilator A+ B
Notfallventilator
Schematischer Aufbau der Hotlaborlüftung
PSI, 22 März 2011
Schematischer Aufbau einer Zuluftanlage und die mögliche Luftkonditionierung W
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PSI, 22 März 2011
Raumtemperatur Regulierung
Beispiel einer Einzelraumregulierung an Hand der eigenen Wohnung oder Haus
Beispiel einer Referenzraumregulierung an Hand der eigenen Wohnung oder Haus
Die Regulierung im Hotlabor erfolgt über Referenzräume
Die vorhandene Referenzraumregulierung (Zonenregulierung) ist in der kalten Jahreszeit relativ unproblematisch
In der warmen Jahreszeit ist es mit unserer Anlage nicht oder kaum möglich in die Behaglichkeitszone zu kommen
PSI, 22 März 2011
Zonenregulierung + Referenzräume
Hotlabor GeschosseHotzellentrakt Obergeschoss Raum 323, ABL-Kanal
Hotzellentrakt Seite Brugg Raum 304
Hotzellentrakt Seite Döttingen Raum 302
Inaktiv Trakt Raum 107/102
RC-Trakt Aareseite Raum 202
RC-Trakt Waldseite Raum 208
RC-E Trakt Aareseite Raum 212a
RC-E Trakt Waldseite Raum 215
Keine Lüftung vorhanden
OG
EG
UG
PSI, 22 März 2011
Thermische Behaglichkeit nach DIN 1946
Die individuelle, thermische Behaglichkeit ist jedoch von mehreren Zusätzlichen Faktoren abhängig:
Raum blau/dunkel gestrichen wird als kühler empfunden als weiss/hell gestrichen
Beim Blick aus dem Fenster bei Regen/ Schnee wird als kühler empfunden als bei Sonnenschein
PSI, 22 März 2011
Ausblick (Projekt Kühlung, Prozesskühlung)
Beide Kälteanlagen dürfen mit dem jetzigen Kältemittel noch bis Ende 2014 betrieben werden
Ein Ersatz des Kältemittels würde einen Leistungsverlust von ca. 15% bringen
Anlage auf dem Dach ist bereits 29 Jahre alt, die im OHLC 20 Jahre
Wunschziel ist:
Beide alten Anlagen in einer neuen Anlage zusammen zu führen
Die neue Anlage mit Freecooling für die Wintermonate aus zu rüsten
Ein Prozesskühlwassernetz im Gebäude zu realisieren (Frischwasser- und Umluftkühlung)
Es wurden bereits 4 Lösungsvarianten erarbeitet
PSI, 22 März 2011
Lösungsvarianten
Variante „Zwischenlösung“ (Var. 1 oder 2)• Ersatz von Anlagenteilen• Umrüstung auf FCKW freies Kältemittel• Kein Klimakaltwassernetz für Labors, d.h. Prozesskühlung mittels
Frischwasser und Splitklimageräte werden weiter betrieben• Hoher Wartungs- und Reparaturaufwand• Geringe Zuverlässigkeit• Anlagenersatz zu einem späteren Zeitpunkt !• Kosten ca. 140 kFr.
Variante „Anlagenersatz“ (Var. 3 oder 4)• Kombinierte Kälteerzeugung OHLC, OHLA und Prozesskühlung• Prozesskühlung mit Freecooling dadurch jährliche Einsparung von 31MWh
(Strom) bzw. 17kFr Frischwasserkosten• Zuverlässiger Betrieb für eine weitere Periode von ca. 20 Jahren• Deckt steigender Kühlbedarf der verschiedenen Labors • Optional mit Eisspeicher (Energiebezug nachts, jedoch grösserer Bezug)• Kosten ca. 800 kFr.
PSI, 22 März 2011
Alter und elektrische Aufnahmeleistung
Die elektrische Leistung der Fort- und Abluftventilatoren beträgt ca. 190 KW
Alter der einzelnen Anlagen
Die Zuluftanlagen für den Hotzellen-, Radiochemie- und Inaktivtrakt stammen aus dem Jahr 1964
Die Zuluftanlage für den Radiochemie Erweiterungstrakt wurde 1979 erneuert.
Die Zuluftanlage für die Hotzellen Aufstockung wurde ca. 1984 erstellt.
Installierte Elektrische Leistung
Die elektrische Ventilatorenleistung der Zuluftanlagen beträgt ca. 80 KW
Die elektrische Leistung für die Erzeugung Gebäudekühlung beträgt ca. 125 KW
Für Hilfsenergie wie z.B. Pumpen etc. werden ca. 30 KW benötigt
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