På grund av en ökande befolkning, industrialisering, krav på komfortkyla samt
användning av elektronisk utrustning finns idag ett allt större kylbehov för
lokaler och tekniska anläggningar i såväl Sverige som övriga världen. Kyla
kan tillverkas på flera olika sätt. Vanligast är att kylan tillverkas med
kylmaskiner som drivs av el, men absorptionsvärmepumpar som drivs av värme
finns också. Med stigande elpriser och med hänsyn till miljön är det därför
önskvärt att hitta alternativ till kylmaskinerna. En alternativ metod är att
utnyttja lagrad kyla från snö och is. I säsongslager för snö och is sparas
snön från vintern till övriga delar av året när kylan utvinns. Snön kan
sparas på olika sätt. Den lagerkonstruktion som undersökts i detta arbete är
en öppen bassäng. Principen för denna typ av lagerkonstruktion är att förvara
snö och is i en mer eller mindre vattentät bassäng där en köldbärare kyls av
snön. Härifrån pumpas köldbäraren ut till de anläggningar som ska kylas.
Värme från anläggningen värmer upp köldbäraren som transporterar bort värmen
från anläggningen. Vid sjukhuset i Sundsvall byggdes en första
snökylaanläggning som togs i drift sommaren 2000. Snölagret utformades som en
grund, svagt lutande bassäng som rymmer ca 60 000 m3 snö. Anläggningen har
sedan starten producerat 77-93% (655-1345 MWh) av det totala kylbehovet för
sjukhuset under somrarna, Skogsberg (2005).
Detta arbete utreder hur konstruktionen för ett snölager i öppen bassäng kan
förbättras med avseende på ekonomi och miljö under olika mark- och
grundvattenförhållanden. Arbetet fokuserades på tätskiktet samt lagrets
slänter. En litteraturstudie genomfördes för att få kunskaper om för- och
nackdelar mellan olika jordmaterial, tätskikt och jordförstärkningsmetoder
som ansågs aktuella för att kunna förbättra lagerkonstruktionen. Efter
litteraturstudien valdes två jordmaterial, morän och silt, ut för det
fortsatta arbetet. Därefter valdes jordförstärkningsmetoder för respektive
material. För moränen valdes metoderna jordarmering med armeringsmattor och
jordspikning samt metoden K/C-pelare, och för moränen valdes endast metoden
jordarmering. Därefter användes programmet Slope/W för att göra simuleringar
för olika släntlutningar. De släntlutningar som simulerades var 1:1, 1:2,
1:3, 1:4 och 1:5. Simuleringarna utfördes med tre olika grundvattennivåer för
varje fall. Nivåerna var 1, 4 och 7 m under markytan. Kostnadsberäkningar
genomfördes sedan för att beräkna konstruktionskostnaderna för varje
dimensionerat fall. Beräkningarna utfördes för ett lager med volymen 100 000
m3.
Resultaten visar att störst betydelse för konstruktionskostnaden hade behovet
av tätskikt, samt om något jordmaterial var tvunget att köpas in till gropens
slänter och vallar. Billigast blev en lagerkonstruktion utan tätskikt och där
gropen anpassades så att massbalans råder medan den urschaktade jorden och
den jord som behövs för att bygga vallarna. Skillnaden i kostnad mellan en
konstruktion utan tätskikt med släntlutning 1:2 och släntlutning 1:4 var ca
170 000 kr, där lagret med släntlutning 1:4 var dyrast. I de fall där ett
tätskikt krävs valdes två olika tätskikt, HDPE respektive bentonitmatta.
Vilket som väljs i varje fall beror på önskad släntvinkel. Dyrast blir lagret
om bentonitmattan väljs. Oavsett vilket tätskikt som väljs minskar kostnaden
med ökad släntlutning.
Slutsatsen av detta att den billigaste konstruktionen är en lagerkonstruktion
där inget tä...
