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PSI, 22. März 2010 Wir schaffen Wissen – heute für morgen Paul Scherrer Institut Ralf Breitwieser Nukleare Energie und Sicherheit / 4301 Betriebsgruppe (AHL) Lüftungsanlagen Hotlabor Lüftungsanlagen Hotlabor

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PSI, 22. März 2010

Wir schaffen Wissen – heute für morgen

Paul Scherrer Institut

Ralf BreitwieserNukleare Energie und Sicherheit / 4301 Betriebsgruppe (AHL)

Lüftungsanlagen HotlaborLüftungsanlagen Hotlabor

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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

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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.

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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

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Schematischer Aufbau einer Zuluftanlage und die mögliche Luftkonditionierung W

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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

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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

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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

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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

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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.

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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