Laskentatyökalun suunnittelu ilmanvaihtokoneen energiatehokkuuden ja -talouden tarkasteluun

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tarkastellaan kiinteistön ilmanvaihtoa, ilmanvaihtokoneen toiminta-periaatetta yleisesti sekä ilmanvaihtojärjestelmän energiankulutusta ja energiatehokkuutta. Tämän työn tavoitteena on selvittää ilmanvaihtokoneen energiankulutus ja luoda Excel-pohjainen laskentatyökalu, jonka avulla ilmanvaihtokoneen energiatehokkuutta ja -taloutta voidaan arvioida. Tässä työssä esitellään erilaisia menetelmiä kiinteistön ilmanvaihdon toteuttamiseen ja ar-vioidaan niiden hyviä ja huonoja ominaisuuksia. Ilmanvaihdon tarvetta arvioidaan hyvän sisäilman ominaisuuksien, vaatimusten ja raja-arvojen perusteella. Ilmanvaihtokoneen toi-mintaperiaate esitetään. Toiminnan lisäksi ilmanvaihtokoneen merkittävimmät osat ja nii-den ominaisuudet selvitetään. Työssä perehdytän erityisesti lämmön talteenottojärjestelmi-en erilaisiin vaihtoehtoihin sekä näiden erityispiirteisiin. Kohdekiinteistön ilmanvaihtokoneiden energian kulutus lasketaan. Laskennassa eritellään ilmanvaihtokoneen eri osat sekä sähköenergian ja lämpöenergian kulutus. Tämän lisäksi työssä selvitetään ilmanvaihtoon liittyviä energiatehokkuustoimenpiteitä il-man laadusta tinkimättä. Tässä työssä tarkastellaan ilmanvaihtokoneen merkittävimpien osien osuutta energiankulutukseen. Energiankulutuslaskennan avulla muodostetaan yhtälöt hyötysuhteen ja jälkilämmitystehon tarpeelle ulkolämpötilan funktiona. Näitä yhtälöitä hyödyntäen luotiin Excel-pohjainen las-kentatyökalu. Laskentatyökalu arvioi ilmanvaihtokoneen hyötysuhdetta, hyötysuhteen häly-tysrajaa, jälkilämmitystehon tarvetta ja kustannuksia ulkolämpötilan suhteen. Laskennassa huomattiin ilmanvaihtokoneen käyttävän huomattavan määrän sähköenergiaa. Sähköener-gian kulutuksen vähentämiseksi esitetään muutamia tehostamistoimenpiteitä. Tehostamis-toimenpiteillä pyritään asettamaan ilmanvaihto tarvetta vastaavaksi. Pienillä muutoksilla voidaan saavuttaa vuodessa merkittäviä säästöjä.

The objective of this thesis was to design a calculation tool for examination of energy effi-ciency and energy economy of real estate ventilation equipment. The thesis also examined the energy consumption of the ventilation equipment. The objective of calculation tool was to show energy consumption and its financial value. The calculation tool was designed to elucidate the consumption of energy and to help AdConSys Oy to marketing their energy optimisation of air ventilation control systems. The thesis introduces the basics of ventilation equipment principle. The properties of gravi-tational and mechanical ventilation are defined. Indoor climate affecting determinants are examined. Their effects on different levels of quality of indoor climate are presented. Two example ventilation equipment systems were examined in this thesis. Air ventilation systems were monitored at online control system. Operation values were listed in excel tables. The figures made by gathered values and functions for heat regenerator’s efficiency and need of re-heating were made by tables. Heat energy consumption was calculated in different outside temperatures. Electricity consumption of the fans and pumps of the air ventilation system was calculated. According the calculations, pumps and fans were consuming relatively lot of energy. High energy consumption was related to poor optimisation of air ventilation system. The best energy efficiency would be gained by optimising the system to work on minimal power when the indoor climate usage is low. It is possible to improve energy efficiency by opti-mising the area of working outside temperatures where ventilation system is using reheat or cooling pump. A calculation tool was made for examination of energy efficiency and energy economy of air ventilation system. The calculation tool determines an efficiency of reheating generator, the alarm limit of the efficiency, the need of re-heat power and the cost of re-heating.