Tarpeenmukaisen ilmanvaihtojärjestelmän vertaaminen perinteiseen ilmanvaihtojärjestelmään

Abstract

Tämän tutkimuksen tarkoitus oli verrata tarpeenmukaista ilmanvaihtojärjestelmää va-kioilmavirtajärjestelmään. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ilmanvaihtokoneen lämmitys- ja sähköenergian säästö rakennuksen käyttöprofiililla, kun rakennuksessa käytetään tarpeenmukaista ilmanvaihtoa. Tarkasteltava rakennus oli Jyväskylässä si-jaitseva Keltinmäen päiväkoti. Tutkimus käsittelee rakennuksen ryhmä- ja lepohuo-neiden energiankulutusta. Rakennuksessa on käytössä tarpeenmukainen ilmanvaih-to, ja ilmavirtoja ohjataan läsnäolo- ja VOC-antureiden avulla.

Rakennuksen trendiseurantajärjestelmän tietopankkiin tallentuu muun muassa ilma-virtatietoja. Näiden tietojen perusteella selvitettiin tutkittavien huoneiden käyttöprofiili. Rakennuksen lämmitys- ja sähköenergian kulutusta tutkittiin IDA ICE simulointiohjel-man avulla. Jokaisesta tutkittavasta huoneesta tehtiin tarpeenmukaista ilmanvaihtoa ja vakioilmanvaihtoa simuloivat mallit. Kaikista tutkittavista huoneista tehtiin myös yh-teinen simulointimalli. Ilmanvaihtokoneen puhaltimien sähköenergian kulutusta tar-kasteltiin myös hetkellisen sähkötehon trendiseurannan perusteella, jolloin tuloksia voitiin verrata simulointien tuloksiin. Rakennuksesta oli aiemmin tehty ilmanvaihdon jäähdyttävän vaikutuksen tarkastelu. Näiden tietojen perusteella selvitettiin lämmitys-energian säästö kokonaisuudessa.

Tutkimuksen tulosten perusteella tarpeenmukaisella ilmanvaihtojärjestelmällä yksittäi-sen huoneen ilmanvaihtokoneen lämmitysenergiassa voidaan säästää jopa 51 % ja puhaltimien sähköenergiassa 82 %. Kaikkien huoneiden yhteisen simulointimallin tulosten perusteella voidaan säästää ilmanvaihtokoneen lämmitysenergiassa 43 % ja puhaltimien sähköenergiassa 77 %. Huomioitaessa ilmanvaihdon jäähdyttävä vaiku-tus, lämmitysenergian säästö kasvaa 76 %. Tuloksista nähdään selvästi, että tarpeen-mukaisella ilmanvaihtojärjestelmällä on mahdollisuus säästää huomattavasti lämmi-tysenergiaa sekä sähköenergiaa. Tarpeenmukainen ilmanvaihto on perusteltu vaihto-ehto rakennukseen, jossa huoneiden käyttö on vaihtelevaa. Tutkimuksen simuloin-tien energiankulutukset ovat oikean suuruisia verrattain suunnittelun aikaiseen ener-gialaskentaan. Toisaalta tämän tutkimuksen tulokset ovat samassa linjassa Swegonin omien tutkimuksien kanssa, joten tuloksia voidaan pitää luotettavina.

The thesis was compared demand controlled ventilation to constant air volume system from the point of view of energy consumption. The objective of the thesis was to clarify the saving potential of energy consumptions with the use profile of the building. The subject of the study was demand controlled ventilation system which is in use in the kindergarten. The building was built in 2014. On this DCV-system control is based on presence sensors and VOC-content. This DCV-system is built by Swegon devices.

The energy consumption of the ventilation system of the building was studied with the IDA ICE simulation software. Airflow data were used from the automation systems da-tabase to clarify the use profile. Each room was made with individual simulation mod-els and combine designs for all rooms. The electric energy consumption of the fans was also studied by instantaneous electric power. The cooling effect of the ventilation was also taken into consideration in the consumption of heating energy.

Based on results, DCV-system can possibly save a lot of heating and electric energy. Demand controlled ventilation is a justified alternative to building where the use of rooms varies. DCV-system can save up to 51 % Air Handling Unit heating energy and 82 % fans electric energy in individual room. A common Air Handling Unit heating energy saving is 43 % and fans electric energy saving is 77 % for all rooms. By taken into consideration the cooling effect of the ventilation heating energy savings in-creases 76 %. This thesis results are similar than Swegons own research results by their own DCV-systems. The results of thesis can be considered reliable. There are good opportunities for energy efficient construction and reduction of energy consump-tion by DCV-systems.