Ilmanvaihtokoneen tiiviysluokituksen vaikutus energiankulutukseen elinkaaren aikana

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin ilmanvaihtokoneen tiiviysluokituksen vaikutusta energiankulutukseen tämän elinkaaren aikana. Ilmanvaihtokoneet jaotellaan kolmeen eri luokkaan niiden vaipan ilmanpitävyyden perusteella. Tiiviysluokitukset määrittelevät suurimman sallitun vuotoilmamäärän vaippaneliötä kohden. Työssä vertailtiin esimerkkikohteesta tehtyjen laskujen perusteella näitä kolmea eri tiiviysluokkaa keskenään ja selvitettiin, kuinka suuri ero on energiankulutuksessa.

Ilmanvaihtokoneen vaipan läpi vuotavan ilman määrä riippuu koneen sisällä olevasta paineesta sekä vaipan pinta-alasta. Ilmanvaihtokoneen energiankulutus muodostuu pääasiassa puhaltimen sähköenergiankulutuksesta sekä lämmityspatterin lämpöenergiankulutuksesta. Muita mahdollisesti energiaa kulututtavia komponentteja ovat jäähdytyspatteri sekä kostutin.

Ilmanvaihdon energiankulutukseen vaikuttaa olennaisesti, säädetäänkö kiinteistössä ilmavirtoja käyttöasteen mukaan, jolloin ilmanvaihtoa pienennetään hiljaisina aikoina. Muita energiankulutusta vähentäviä asioita ovat puhaltimen pieni SFP-luku sekä poistoilman lämmöntalteenoton korkea hyötysuhde.

Työssä tutkittu esimerkkikohde on Etelä-Suomessa sijaitseva koulurakennus, jossa on kymmenen tilaajan toimittamaa ilmanvaihtokonetta. Koneista kuusi on varustettu pyörivällä lämmöntalteenotolla ja neljä vesi-glykoli-lämmöntalteenotolla. Ilmavirtaa ei säädellä käyttöasteen mukaan. Suoritettujen laskujen perusteella tiiveimmässä L1-luokassa energiaa menee vuosittain hukkaan 847 kWh, L2-luokassa 2540 kWh ja L3-luokassa 7620 kWh.

Työstä saatujen tulosten perusteella tiiviillä ilmanvaihtokoneella voidaan saavuttaa varsin merkittäviä säätöjä. Tulevaisuudessa energiamääräykset todennäköisesti tiukkenevat sekä energian hinta tulee nousemaan. Energian hinnan nousu tarkoittaa sitä, että elinkaaren aikana pelkästään tiiviillä vaipalla saavutetut säästöt voivat nousta vielä huomattavasti suuremmiksi.

The objective of the thesis was to examine the impact of air leakage classifications for the energy consumption of an air handling unit during its life cycle. Air handling units can be divided to three different leakage classes depending on their leakage rate. The amount of air leakage through the chamber is depending on the pressure inside the air handling unit and the area of the chamber. The objective was to compare these different leakage classes and find out if there is any energy saving potential there.

Calculations of this thesis are based on a school building in Southern Finland. There are ten air handling units in that school. Airflows remain constant (CAV) all the time. Calculations show that the energy losses via air leakage through the chamber in leak-age classification L1 are 847 kWh over one-year period. The losses are 2540 kWh/a in a leakage classification L2 and 7620 kWh/a in a classification L3. Air handling unit’s energy consumption is mainly based on fans electric energy consumption and heat energy consumption of heating coil.

The results of the thesis indicate that there is potential for energy savings via compact chamber of the air handling unit. Energy requirements will probably tighten in the near future. Energy prices also seem to keep on rising. That means that there is more savings to be made in the future just by having a compact cabinet in air handling unit.