Poistoilman lämmöntalteenoton hyödyntäminen ulkoilman esilämmityksessä

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin erillispoistoilmapuhaltimen lämmöntalteenoton hyödyntämismahdollisuuksia ulkoilman esilämmitykseen tulo-/poistoilmakoneessa ennen ilmanvaihtokoneen sisäistä lämmöntalteenottojärjestelmää.

Työssä tarkasteltiin lämmöntalteenottojärjestelmien yhdistämisen vaikutusta ilmanvaihdon lämmitysenergiankulutukseen. Ilmanvaihtojärjestelmän lämmitysenergiankulutusta simuloitiin IDA ICE -energiasimulaatio-ohjelmalla. Työssä pyrittiin löytämään mahdolliset rajoitteet järjestelmien yhdistämiselle ilmanvaihtojärjestelmiä koskevat määräykset ja järjestelmän toimivuus huomioiden.

Ilmanvaihtojärjestelmien toteuttaminen varsinkin saneerauskohteissa on usein haastavaa vähäisten teknisten tilojen ja matalien rakennekorkeuksien vuoksi. Ilmanvaihdon kasvaneet ilmamäärävaatimukset ja tiukentuneet lämmöntalteenottovaatimukset kasvattavat ilmanvaihtojärjestelmien vaatimaa tilantarvetta merkittävästi saneerauskohteiden rakennusaikaisista tilantarvevaatimuksista. Varsinkin vähäisellä käytöllä olevia, likaista poistoilmaa sisältäviä ilmanvaihtojärjestelmiä joudutaan toteuttamaan tilaa vievillä laiteratkaisuilla lämmöntalteenottovaatimusten takia.

Tutkimuksessa havaittiin, että poistoilman lämmöntalteenoton hyödyntämisen ulkoilman esilämmitykseen heikentävää merkittävästi tulo-/poistoilmakoneen varsinaisen lämmöntalteenottojärjestelmän toimintaa. Erilaisten ilmamäärien ja eripituisten tehostusjaksojen huomioiminen energiankulutuslaskelmissa tuotti selkeän kuvan lämmöntalteenottojärjestelmien yhdistämisen kannattavuudesta.

The purpose of this study was to investigate the possibilities of utilizing exhaust air heat recovery for pre-heating outdoor air in another ventilation unit. By combining heat recovery systems, the aim was to create a space-efficient system that meets the requirements for heat recovery. Various air flow rates and operating schedules were defined for the ventilation system for energy consumption comparison. The study was mainly conducted using the IDA ICE energy simulation software.

Different ventilation units were created within the IDA ICE software to simulate various operating conditions. The simulation of pre-heating heat transfer was performed using a simple electric heater placed in the outdoor air duct. The results of the simulations were collected in tables for comparison. From the results, the impact of heat recovery systems for energy costs and energy performance indicator of the building was calculated.

The results obtained from the energy simulation indicated that pre-heating of outdoor air significantly compromised the performance of heat recovery in the second ventilation unit. The energy savings achieved through pre-heating were relatively small compared to the system without heat recovery.