Harjoitusjäähallin ilmanvaihtokoneen LTO-järjestelmien vertailu

Abstract

Harjoitusjäähallin sisäilman kosteuden hallinta on haastavaa, sillä sisäilmassa esiintyy paljon kosteutta. Yleisin tapa hallita kosteutta on kuivata ilmaa ilmanvaihdon avulla. Tuloilman kuivauksen energiatehokkuuteen vaikuttaa merkittävästi se, millaista lämmöntalteenottojärjestelmää käytetään.

Tämä opinnäytetyö käsittelee harjoitusjäähallin ilmanvaihdon LTO-järjestelmiä. Opinnäytetyössä vertaillaan ilmanvaihtokoneen vastavirta- ja roottorilämmönsiirrintä keskenään sekä selvitetään, mikä LTO-ratkaisu on paras harjoitusjäähallin tarpeisiin. Lisäksi opinnäytetyössä tutustutaan sisäilman olosuhteiden laskentaan ja hallintaan. Opinnäytetyö on tehty harjoitusjäähallien suunnittelun tueksi A-Insinöörit Teollisuus- ja talotekniikka Oy:lle.

Menetelminä työssä on käytetty kirjallisuuskatsausta sekä vertailevaa laskentaa kahdessa eri mitoitustilanteessa. Kirjallisuuskatsauksessa käsitellään aihealueen yleistä teoriaa. Laskentaosiossa esitetään laskentamenetelmät sekä vertailun tulokset. Laskelmien esimerkkikohteena on käytetty vuonna 1996 valmistunutta harjoitusjäähallia.

Opinnäytetyössä saatujen tuloksien perusteella vanhemmassa harjoitusjäähallissa, jossa vuotoilmavirta on suurta ja kosteuskuormat ovat isot, ei roottoriläm-möntalteenottojärjestelmä välttämättä ole toimiva. Roottorilämmöntalteenotolla varustettu ilmanvaihtokone ei pystynyt tuottamaan haluttua tuloilman olosuhdetta mitoitustilanteessa, jossa ulkolämpötila oli + 27 °C ja suhteellinen kosteus 55 %. Tämä johtui tarkastelussa kosteudesta, jonka lämmönsiirtokiekko siirsi poistoilmasta tuloilmaan. Tämän lisäksi roottorin kanssa jäähdytyspatteri joutuu toimimaan lähempänä jäätymisrajaa. Levylämmönsiirtimellä varustettu ilmanvaihtokone pystyi tuottamaan halutun tuloilman olosuhteen. Jos kuitenkin jäähallin vuotoilmavirta ja kosteuskuormat ovat pienet, voi roottorilämmöntalteenotolla varustettu ilmanvaihtokone olla hyvä ratkaisu harjoitushallin ilmanvaihtoon pienemmän tilantarpeen sekä paremman hyötysuhteen takia. Roottorilämmönsiirtimen sopivuus kuitenkin tulee varmistaa huolellisella suunnittelulla.

Indoor air conditions are difficult to control in the practice ice rink as there is a lot of moisture in the indoor air. The most common method to control the moisture in the indoor air is to dry the air with the ventilation unit. The type of the ventilation heat recovery system has a remarkable role in the energy efficiency of the supply air drying.

The purpose of this Bachelor’s thesis was to compare two different ventilation heat recovery systems, and to find out which one is better suited for the purposes of the practice ice rink. The compared systems are a counterflow heat exchanger and a rotary heat exchanger. This thesis was made for A-insinöörit Oy to support the design of ventilation systems of practice ice rinks.

The thesis was conducted as a literature review, but also comparative calculations were executed. The literature review consists of general theory of the subject. The calculation methods and the results of the comparative indoor air condition calculations are presented in the calculation part. For the calculations, a real practice ice rink completed in year 1996 has been used as an example.

It was found out that older practice ice rinks, where the leakage air flow is high and the moisture loads are large, the rotary heat recovery system may not be functional. The rotary heat recovery ventilation machine was unable to produce the desired supply air condition at rated temperature of + 27 °C and relative humidity of 55 %. This was due to the moisture transferred from the extract air to the supply air. The counterflow heat exchanger ventilation machine was able to produce the desired condition for the supply air. If the leakage air flow and the moisture loads are small, the rotary heat recovery ventilation machine can be a good solution in the practice ice rink. However, the system functionality must be ensured by careful ventilation planning.