Bedre ventilasjon for Mår

Tekst: Volt.

For kraftstasjoner fra første halvdel av forrige århundre går det gjerne mange år mellom hver gang ventilasjonssystemet er oppe til vurdering. Hovedfokus er mer på å holde generatorene i sving, og man er fornøyd når det er god, stabil maskindrift og lite forstyrrelser. I en kraftstasjon er det som kjent heller ikke mye personale til stede som vil kunne klage på inneklimaet.

Lokalene i en kraftstasjon kan godt beskrives som folketomme, tekniske katedraler. Det avgis imidlertid en betydelig mengde varme fra generatorer og gjerne også fra strømskinner, noe som kan være en utfordring. Kraftstasjoner er som oftest bygget lavt i terrenget i forbindelse med vannfall eller i fjellet og har store uisolerte veggflater i fjell eller betong.

– Den opprinnelige ventilasjonen her ved Mår, som ved mange andre tilsvarende anlegg går ut på å sirkulere og blande luft, der målet er å utjevne varmen, uten spesielle tanker om styring av luftkvalitet, sier Kristoffer Heia, prosjektleder ved ventilasjonsentreprenøren Heia AS på Notodden. De har levert og montert det nye ventilasjonsanlegget ved Mår og har hatt en rekke oppdrag for kraftselskaper i de siste årene.

Anlegget ved Mår er i utgangspunktet prosjektert av Multiconsult, men har blitt endret noe underveis i prosessen av representanter for Statkraft Energi AS og Heia AS. Heia opplever at stadig flere ser på god ventilasjon og herunder temperaturkontroll som en viktig forutsetning for god teknisk drift. – Krav til arbeidsmiljø setter også nye standarder for inneklima, påpeker Kristoffer Heia.

Mår kraftverk ligger i Tinn Kommune, og selve stasjonen ligger i fjellet lokalisert like ved riksveien i Rjukan sentrum. Mår henter sitt vanntrykk gjennom to 1250 meter lange tilførselsrør med fallhøyde på 820 meter. Reguleringsområdet omfatter fem magasinerte fjellvann: Mårvann, Kallhovd, Gøyst, Strengen og Grotte, som er knyttet sammen med 17,3 km overføringstuneller. Vannet kommer til kraftstasjonen gjennom to rør som ligger i tunell i fjellet, og mellom disse rørene går for øvrig verdens lengste tretrapp med 3875 trinn. En heis som går innvendig i tunellen forbinder stasjonen med arrangement for vanninntaket på fjellet.

Selve kraftstasjonen ligger like utenfor Rjukan sentrum der utløpet går i kanal til elva Måna. Mår kraftverk produserer årlig i overkant av 1 TWh fra fem aggregater, som tilsvarer årsforbruket til ca. 40 000 husstander. Mår kraftverk ble bygget trinnvis mellom 1948 og 1954 og eies i dag av Statkraft.

Det opprinnelige ventilasjonsanlegget ved Mår var basert på 22 stk store vifter som hovedsakelig var plassert i et teknisk rom i 4. etasje. Formålet var å skape sirkulasjon, med en viss grad av omluft ved behov. Det vil si at luften ble satt i sirkulasjon, og regulering av temperatur ble gjort ved påslipp av ny luft.

– Det gamle systemet var av «etterkrigs-standard» og helt klart modent for oppgradering. Her var fundamenter av store dimensjoner, og betydelig energiforbruk. Hovedtanken bak systemet har nok vært å fordele varme med viftekraft, for å oppnå kjøling via veggflater, men med lite ny frisk luft.

Prosjektunderlaget til det nye ventilasjonsanlegget var satt opp med vann/glycol gjenvinnere, noe som viste seg vanskelig å plassere i det tekniske rommet som var dimensjonerende for monteringen. I samarbeid med Carl Axel Sandberg i Parlock AS la Heia AS fram et forslag til en endring av prosjektert ventilasjonsanlegg basert på en roterende varmegjenvinner av moderne type.

– Den naturlige drivkraften i «lokalene» er tunellen opp til Daletoppen. Siden generatorene ligger lavt og produserer varme vil tunellen fungere som en pipe, og danne betydelig termikk på lufta i kraftstasjonen, og det er omkring denne tunellen vi nå bygger opp ventilasjonssystemet, forklarer Heia. Tidligere ble «friskluft» hentet ned gjennom den 1250 meter lange tunellen fra Daletoppen, for så å bli fordelt rundt i kraftverket. Det har nå vist seg at man trolig fikk med seg en del radon i denne tunellen, og nå er derfor luftretningen endret.

Det produseres store mengder varme både fra maskinhallen og fra høyspentskinnene, som bringer store mengder energi fra generatorene til transformatorene. Høyspentskinnene alene avgir en varme tilsvarende ca. 400 kW. Selv inne i et fjell kan temperaturene bli for høye til at det er optimalt for både isolasjon og statorer ved generatorene. Høye temperaturer fører også til feil i kontrolltavler og annet elektrisk utstyr.

Siden varmeskinnene her ved Mår ligger i egne «korridorer» kunne temperaturene komme opp i over 500 C. – De beste arbeidsforhold for tekniske innretninger er omkring vanlig romtemperatur eller lavere, sier Heia. I den nye utforming av ventilasjonsanlegget har målet derfor vært å lage en løsning som fjerner overskuddsenergi på en effektiv måte, samtidig er det et mål at den varmen som produseres ikke skal forsvinne for hurtig, det er viktig for å få et godt inneklima for personalet.

– Sammen med Parlock AS og Imtech Automasjon AS har vi kommet fram til en ny løsning basert på moderne varmegjenvinnerteknologi, i kombinasjon med temperaturregulering og med hjelp av termikken som den lange sjakten skaper, sier Heia.

Målsettingen med det nye anlegget er å bruke selve lokalene som ventilasjonskanaler ved å gjøre en enkel ombygging med skillevegger. I det gamle ventilasjonsrommet har man nå satt opp skillevegger og bygget ventilasjonskammer for tilluft og avkast bygningsmessig, der en roterende varmegjenvinner er plassert.

– Vi henter frisk kald luft utenfra og leder den i sjakt hit til kammeret, der den varmeveksles etter behov mot varm luft innenfra maskinhallene og rommene der høyspenstskinnene står. Den brukte luften (avkastet), som i vanlige ventilasjonsanlegg sendes ut i friluft, sendes så ut i tunellen som går oppover i fjellet til Daletoppen, forklarer Heia. Siden varm luft er lettere enn kald vil ventilasjonsanlegget få en viss hjelp av fysikken, og luften stiger oppover i sjakten ved hjelp av vifter og noe egen kraft.

– Dette blir ikke et 100 % selvgående passivt ventilasjonssystem av den grunn, men vi er litt avhengig av hjelp av termikken for optimal luftstrøm. Det er montert vifter øverst og nederst i forbindelse med sjakten. Hvis trykkforholdene i fjellet og nede på Rjukan står i motsetning, vil viftene skyve og trekke den nødvendige luftmengden opp gjennom, forklarer Heia.

Hjertet i anlegget er en gigantisk roterende varmegjenvinner av tysk fabrikat Klingenburg, levert av Parlock AS på Hokksund. Denne monteres bokstavelig talt fra gulv til tak i det nye ventilasjonsrommet. Gjenvinneren er en roterende radiator av millimeterstore åpninger mellom en 20 cm tykk «vaffeltrommel av tynn aluminiumsfolie». Luften styres inn på trommelen på et sted og avgir varme til aluminiumsfolien. Siden trommelen roterer vil den magasinerte varmen i hjulet avgis til den nye friske luften som kommer motsatt vei et annet sted på trommelen.

– Dette er et fabrikat som normalt vil gjenvinne opptil 80 % av varmen i luften. Hvis den roterer raskere enn det som er optimalt vil gjenvinningen gå ned. Gjenvinneren styres etter temperaturen i lokalene, når temperaturen stiger vil farten øke og den vil slippe mer varme gjennom, forklarer Heia.

Varmegjenvinneren har et roterende hjul på 4,85 meter i diameter, det er den største av sin type som er levert i Norge. Det nye ventilasjonssystemet blir dermed et mer lineært og kontrollerbart system, der det alltid fylles på ny og frisk luft, mens varmen spares når det er lite av den. – Dermed sikres et behagelig og godt inneklima uten eksterne varmekilder, der energiutgiftene er spin-off fra varmen fra maskinparken og høyspentskinnene, sier Heia.

Siden anlegget bygges inne i fjellet har det vært krevende å få inntransportert de tekniske installasjonene. Varmegjenvinneren ble fraktet inn i sektorer og montert sammen på stedet, og viften som skal stå i toppen av tunellen måtte fraktes opp med helikopter. – Vi har heldigvis ikke hatt behov for å fjerne noe av berget, men det har vært trangt og krevende. Det har gått bra takket være meget god tilrettelegging av Statkraft på forhånd, forklarer Heia.

Montasjearbeidet har gått etter planen og anlegget har vært testet med godt resultat. Montasje av ventilasjonskanaler og utstyr er utført av VEMO AS fra Porsgrunn, elektriske arbeider av Elektropluss i Bø/Seljord og automatikk er levert og igangkjørt av Imtech Automasjon AS. Bygningsmessige arbeider er utført av Fjellerud Bygg AS og Kongsberg Betongsaging AS.

–Vi har fått god hjelp og oppfølging av Statkraft hele veien. Samarbeidet har vært positivt. Viktige detaljer som HMS og godt arbeidsmiljø har blitt sørget for på beste måte, og arbeidene har blitt utført uten skader og med kun mindre avvik. Vi har følt oss velkommen inn i fjellet, sier Kristoffer Heia.

Anlegget vil få en kapasitet til å varmeveksle 137 000 kubikkmeter luft pr time. Viften i toppen av tunellen er på 45 kW (400 V) og kan flytte inntil 120 000 kubikkmeter luft pr time.

– Statkraft er svært godt fornøyd med gjennomføringen. Både HMS og tekniske utfordringer er løst på en ryddig måte og det ser ut til at vi når de resultatmål vi satte oss for prosjektet, sier kraftverkssjef Svein Asland.