Illustrasjonen viser temperaturforløpet gjennom en grunnvarmepumpe.

Dypdykk i relevant teori om arbeidsmedier til en grunnvarmepumpe

Bacheloroppgave i energi og miljø i bygg

0

Bacheloroppgaven ga dypdykk i relevant teori, og ble svært lærerik for energi og miljø-studentene. 

Erlend Abrahamsen Torgeir Berre og Pål Fredrik Skotheim Bye, spisset kunnskapene i termodynamikk, varmetransport og strømningsteknikk, og lærte enda mer om varmepumper. Metoden deres kan kanskje brukes i undervisning på høgskolen.

Saken fortsetter under bildet:

Erlend Abrahamsen, Torgeir Berre og Pål Fredrik Skotheim Bye ved Høgskolen i Oslo og Akershus har sammen skrevet bacheloroppgave i energi og miljø i bygg.

Oppgaven var å teste forskjellige arbeidsmedier til en grunnvarmepumpe.

– Vi skulle endre brønndybde og kjølemedium, og gjøre en energi- og eksergianalyse, forteller han.

Eksergi er andelen av energien som kan anvendes og være til nytte.

– Vi kom fram til at vi kunne rangere kjølemediene etter hvor effektive de er. Resultatene var ikke så fryktelig spennende i seg selv, men spennende var hele prosessen med oppgaven, som pågikk helt til siste uken før innlevering.

– Det var litt vanskelig å ta tak i noen av problemene våre. Vi jobbet ganske mye med dem, spesielt det som hadde med eksergi å gjøre.

– Hvordan ble dere interessert i oppgaven?

Komponenter i en varmepumpe

Vi valgte den fordi vi hadde lyst til å lære mer om varmepumper.Før oppgaven forstod vi ikke 100 prosent hvordan en varmepumpe faktisk fungerer. Det ble mer spennende underveis når vi skjønte det vi drev med.

Og varmepumper jobber jo mange av de ferdig utdannede energi- og miljø i bygg-ingeniørene med.

– Hvordan fikk dere oppgaven?

– Førsteamanuensis Habtamu Bayera Madessa hadde formulert oppgaven til oss, og ble veilederen vår.

– I tillegg kunne alle fagfolkene som var gode i termodynamikk-faget bidra, spesielt førsteamanuensis Marius Lysebo. Han underviser i termodynamikk. Vi fikk en del hjelp av ham, særlig når det gjaldt sære spørsmål innen termodynamikk.

– Hvordan la dere opp arbeidet med oppgaven?
– Den ble delt i tre, vi var jo tre i gruppen, slik at jeg i starten tok for meg eksergi, og Torgeir gjorde beregninger i varmebrønnen, der varmepumpen henter energi.

– Og Pål, sistemann, satte seg inn i teorien om CO2-varmepumper, for det var litt spesielt.

– De andre ble så satt inn i teorien den enkelte hadde lært seg. Alle kom på denne måten på samme nivå.

– Hva var de viktigste utfordringene i oppgaven?
– Vi lagde et dataskript til et program som heter Engineering Equation Solver (EES), som skulle ta for seg hele prosessen vår. Vi skulle få svar på hele oppgaven gjennom dette scriptet.

– Og den største utfordringen, og det viktigste i oppgaven, var å sørge for at alle prosessene i varmepumpen, helt fra energibrønnen og helt inn til varmeanlegget, måtte inn i scriptet i dette programmet. Og det måtte være riktig, for hvis ikke, får det slike ringvirkninger at alt blir feil.

– Hva kom dere fram til?

– Vi kom fram til at av kjølemediene vi testet i oppgaven, var det ammoniakk som kom best ut med energi og eksergi.
– I følge oppgaven har ammoniakk de termodynamiske egenskapene som er ønskelig i en grunnvarmepumpe som benyttes til romoppvarming.
– Hvis du derimot varmer opp tappevann fra fem til 60 grader, kommer CO2 ut som det desidert beste arbeidsmediet, både energi- og eksergimessig. Her er det litt større tekniske utfordringer, det er mer avansert og dyrere, men det tok ikke vi hensyn til i oppgaven.
– Under optimale forhold er CO2 veldig effektivt. Under normale forhold satser vi på ammoniakk.

– Hvordan ble resultatet på eksamen?

– Vi fikk A både på skriftlig og muntlig. Så det var vi veldig fornøyd med.

– Hvordan blir resultatet fra oppgaven brukt videre?

– Det er kanskje ikke resultatene som er mest revolusjonerende, men metoden og datascriptet synes vi er litt imponerende. Det kan gi forståelse av prosessene i en slik syklus, og det kan muligens brukes i undervisning på bachelorstudiet i ingeniørfag – energi og miljø i bygg.

– Hva slags veiledning fikk dere fra Habtamu, veilederen på HiOA?

– Veiledningen var helt topp. Vi fikk ganske frie tøyler innenfor problemstillingens rammer. Habtamu var veldig behagelig som veileder, fordi han ikke satte noen strenge krav til hvordan det skulle gjøres, vi fikk lov til å utforske det selv. Og når vi hadde sporet av, klarte han å få oss tilbake i riktig spor.

Studentene synes også at de fikk god veiledning av Marius Lysebo.

– Hvordan var det å samarbeide med dem?

– Det var utrolig bra. Jeg tror vi var veldig heldige med de to.

– Hvordan har bacheloroppgaven vært nyttig for dere som studenter?

– Slik vi jobbet, måtte vi finne ut av alt på egenhånd. Du får ganske frie tøyler, må igangsette deg selv, og du må finne ut alt på egenhånd.
– Det er egentlig en veldig god prosess å se at det du har laget, har du fått til på egenhånd. Vi har lært veldig mye, særlig om termodynamikk.

– Det er tre fag vi sitter igjen med vi har lært ekstra godt, og det er termodynamikk, varmetransport og strømningsteknikk.

– Hva gjør dere nå når dere er ferdig med bachelorstudiet i ingeniørfag – energi og miljø i bygg?

– Da kan vi starte med Pål: Han har fått jobb i GK, og det er jo morsomt at det ble i kjøleavdelingen. Det er egentlig spot on. Og jeg vet at sjefen der har sett bacheloroppgaven vår, og han ble imponert over den. Jeg har en følelse av at den har hjulpet ham på jobbintervju.

– Og Torgeir har begynt på masterstudiet i energi og miljø i bygg på HiOA.

– Jeg har begynt på utdanning i elkraft på Høgskolen i Østfold for å få mer tyngde innen elektro.

– Hvordan er du fornøyd med utdanningen i bachelorstudiet i ingeniørfag – energi og miljø i bygg?

– Jeg er veldig fornøyd med utdanningen. Vi har lært veldig mye. Mange håndverkere som har jobbet i bygg og anlegg før, klarer med denne utdanningen å sette ord på det de har hatt en forståelse av tidligere.

– Du kan lettere forklare det ved hjelp av teori. Tidligere hadde du en intuitiv forståelse av ting, men du klarte ikke å forklare hvorfor. Nå klarer du det, og det får mye større tyngde.

– Og det blir det lettere å planlegge?

– Ja, sier Erlend Abrahamsen.

Skrevet av Olav Johan Øye