Vastavirtakennoinen levylämmöntalteenotto asuinrakennuksen keskusilmanvaihtokoneessa

Abstract

Insinöörityön tavoitteena on selvittää korkean lämpötilahyötysuhteen vastavirtakennoisen levylämmönsiirtimen vuosihyötysuhde esilämmityksellä, eri esilämmitysvaihtoehtojen vaikutus E-lukuun sekä esilämmityspatterin hyödyntäminen raitisilman viilennykseen kesäajanlämpötilatasojen hallitsemiseksi. Työssä tarkasteltavina esilämmitysvaihtoehtoina oli kaukolämpö, maaperästä saatava lämpöenergia porakaivosta tai vaakaputkistosta.

Rakennuksen ilmanvaihdon tarvitsemaa lämpömäärää voidaan vähentää käyttämällä ulkoilman esilämmityksessä ratkaisua, joka vähentää rakennuksen energian kulutusta esimerkiksi maalämmityspiirin esilämmityspatteria. Tuloksista käy ilmi, että maaperää hyödynnettäessä esilämmityksessä voidaan esilämmityksellä parantaa järjestelmän vuosihyötysuhdetta muutamalla prosentilla riippuen ilmanvaihtokoneen ilmamäärän ja maaperän keruupiirin suhteesta.

Tuloksista käy ilmi, että lämpökaivoa hyödynnettäessä kesäaikana viilennykseen voidaan saavuttaa muutaman asteen lämpötilan pudotus raitisilmassa. Raitisilman lämpötilan pudotus on riippuvainen lämpökaivon syvyyden suhteesta ilmanvaihtokoneen ilmamäärään. Lämpökaivosta saatava viilennysteho yhdistettynä hyvään auringonsuojaukseen esimerkiksi auringonsuojalaseilla voidaan kesäajan lämpötilatasoja hallita sekä lisätä asuinviihtyvyyttä.

The objective of this thesis was to establish the annual efficiency of counter flow heat recovery with high-temperature efficiency with pre heating, and the effect of alternative preheating options on energy efficiency rating. Also, the utilization of a pre-heating coil for the cooling of supply air during the summer period to manage temperature levels was looked into. The alternative pre-heating options reviewed in the Bachelors’s thesis were thermal energy from the soil trough either horizontal or vertical loops, and district heating. The quantity of heat needed for the ventilation of a building can be reduced with a preheating solution which reduces the energy consumption of the building, e.g. pre-heating with thermal energy. The results showed that the use of thermal energy in preheating can improve the annual efficiency with a few percent, depending on the relationship between the air volume of the air handling unit and the collector circuit in the soil. The results showed that with the use of a thermal well for cooling the supply air in the summer, a temperature drop of a few degrees in supply air can be achieved. The temperature drop of the supply air depends on the ratio of heat well depth to the air volume of the air handling unit. If the cooling power of the thermal well is combined with good sun protection, the temperature levels can be managed and living comfort increased.