Kaukolämmön paluuvettä hyödyntävä rakennuksen ilmastointi- ja lämmitysjärjestelmä

Translated title of the contribution: A new low temperature HVAC-system

Markku Ahonen, Risto Kosonen, Veikko Kekkonen, Magnus Wistbacka

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksessa analysoitiin laskentaesimerkkien avulla ABB Installaatiot Oy:n kehittämän ilmastointi- ja lämmönsiirtojärjestelmän (Thermonetin) vaikutuksia sekä rakennuksen että kaukolämmön tuotantolaitoksen toimintaan ja kustannuksiin. Vertailujärjestelminä olivat toimistorakennuksessa vakio- ja muuttuvailmavirta-järjestelmä sekä asuinkerrostalossa koneellinen poistoilmajärjestelmä ja koneellinen tulo- ja poistoilmajärjestelmä. Thermonet-järjestelmä alentaa merkittävästi rakennuksen lämmönjakokeskukselta palaavan kaukolämpöveden lämpötilaa ja pienentää tarvittavaa kaukolämpöveden virtausta lämmityksen huippukuormilla. Laskentaesimerkkien mukaan paluu-lämpötila oli Thermonet-järjestelmällä kylmillä ulkoilman lämpötiloilla toimisto-rakennuksessa noin 20 °C ja asuinkerrostalossa noin 15 °C alempi kuin vertailu-järjestelmillä. Toimistorakennuksessa kaukolämpöveden maksimivirtaama oli Thermonet-järjestelmällä noin 30 % pienempi kuin muuttuvailmavirtajärjestelmillä ja 50 % pienempi kuin vakioilmavirtajärjestelmällä. Asuinkerrostalossa maksimivirtaama oli Thermonet- järjestelmällä 40 % pienempi kuin koneellisella poistoilmajärjestelmällä ja 20 % pienempi kuin tulo- ja poistoilmajärjestelmällä. Laskennallisesti kaukolämpöveden paluulämpötilan alentaminen tasaisesti yhdellä asteella pienentää pumppaussähkön kulutusta noin 7 % ja lämpöhäviöitä noin 0,8 %. Sähkön ja lämmön yhteistuotannossa sähkön tuotannon on tällöin arvioitu lisääntyvän noin 0,11 %. Menolämpötilan pudottamisen vaikutus sähköntuotantoon olisi noin seitsenkertainen paluulämpötilan vaikutukseen verrattuna. Tutkituissa korjaus- ja lisärakentamistapauksissa energialaitoksen hankintakustannukset pienenivät Thermonet-järjestelmän vaikutuksesta 0,5 - 3,3 % vuodessa, kun Thermonet-järjestelmä osuus oli 6 - 30 % kulutuksesta. Säästöt johtuivat lähinnä pinemmästä kaukolämmön kulutuksesta. Aluerakentamisen tapauksessa, jossa tapauksessa rakennuksen kaukolämmön menolämpötila oli Thermonet-järjestelmällä maksimissaan 90 °C ja vertailujärjestelmällä 115 °C, Thermonet-järjestelmän säästövaikutus oli 2 - 3 %. Tarkastelluilla järjestelmillä oli tällöin sama vuosikulutus. Laskelmien mukaan Thermonet-järjestelmällä säästettiin kaukolämpöenergiaa tehokkaamman lämmöntalteenoton ja tarpeenmukaisen ilmanvaihdon ansiosta toimistorakennuksessa 12 - 34 % ja asuinkerrostalossa 9 - 29 % vertailu-järjestelmästä riippuen. Toimistorakennuksessa Thermonet-järjestelmällä säästettiin sähköenergiaa vakioilmavirtajärjestelmään verrattuna jopa 70 %, mikä johtuu pääasiassa puolta pienemmän ilmavirran käytöstä talviaikana. Muuttuvailmavirta-järjestelmiin verrattuna säästö oli 5 - 15 %, mikä selittyy pienemmällä jäähdytys-sähkön tarpeella. Asuinkerrostalossa Thermonet-järjestelmällä ei säästetty sähkö-energiaa. Laskelmissa ei tarkasteltu Thermonet-järjestelmän puhaltimien moottorien tajuusmuuttujaohjauksen säästövaikutusta. Käyttökustannuksissa Thermonet-järjestelmällä säästettiin tarkastelluilla energianhinnoilla toimistorakennuksessa 43 - 68 % vakioilmajärjestelmään verrattuna ja 18 - 50 % muuttuvailmavirtajärjestelmään verrattuna vertailujärjestelmien ominaisuuksien mukaan, joita ovat laskelmissa lähinnä puhaltimien hyötysuhteet ja painehäviöt. Asuinkerrostalossa säästettiin vastaavasti 0 - 36 % poistoilmajärjestelmään verrattuna sekä 4 - 40 % tulo- ja poistoilmajärjestelmään verrattuna. Käyttö- kustannusten säästöt toimistorakennuksessa selittyvät kaukolämpöenergian ja -tehon pienentymisellä, jäähdytyksen sähköenergian ja -tehon pienentymisellä sekä vakioilmavirtajärjestelmään verrattaessa myös puhaltimien energiankulutuksen pienentymisellä. Asuinkerrostalossa säästöt selittyvät kaukolämpöenergian ja -tehon pienentymisellä.
Translated title of the contributionA new low temperature HVAC-system
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages83
ISBN (Print)951-38-4808-6
Publication statusPublished - 1995
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
Number1653
ISSN1235-0605

Keywords

  • district heating
  • HVAC-systems
  • buildings
  • energy consumption
  • costs
  • residential buildings
  • office buildings
  • Thermonet

Fingerprint Dive into the research topics of 'A new low temperature HVAC-system'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Ahonen, M., Kosonen, R., Kekkonen, V., & Wistbacka, M. (1995). Kaukolämmön paluuvettä hyödyntävä rakennuksen ilmastointi- ja lämmitysjärjestelmä. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1653