Laskentamalli poistoilman lämmöntalteenoton kannattavuuden määrittämiseksi asuinkerrostaloissa

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi
Date
2015-12-14
Department
Major/Subject
LVI-tekniikka
Mcode
K3008
Degree programme
Energia- ja LVI-tekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
78+4
Series
Abstract
Rakennusten lämmitykseen kuluu Suomessa 25 prosenttia kokonaisenergian loppukäytöstä. Energiatehokkuudeltaan erityisen heikkoja ovat 1960 – 1970 luvuilla rakennetut koneellisella poistoilmanvaihdolla varustetut asuinkerrostalot. Ulos puhallettavan lämpimän poistoilman kautta muodostuu 35 – 40 % rakennusten lämpöhäviöistä. Poistoilman lämmöntalteenottojärjestelmällä on mahdollista ottaa lämpö talteen ja hyödyntää se lämpöpumpun avulla lämmityksessä. Työn tavoitteena oli luoda laskentatyökalu poistoilman lämmöntalteenottojärjestelmän kannattavuuden määrittämiseksi asuinkerrostaloissa. Laskentamallissa pyritään helppokäyttöisyyteen, mutta myös riittävään tarkkuuteen huomioimalla oleellisimmat lähtötiedot. Laskentamallissa rakennuksen nykytilan energiankulutus määritetään tuntitasolla rakentamismääräyskokoelman osassa D5 esitettyä menetelmää soveltamalla ja tarvittavilta osin yksinkertaistamalla. Lämpöpumpulla rakennukseen tuotettu energia mallinnetaan käyttäen VTT:n tutkimuksessa ”Suomalaisten lämpöpumppujen uusitutuvan energian tuotto” esitettyä laskentamenetelmää. Lämpöpumpulla rakennuksessa saavutettavan energiansäästön pohjalta tarkastellaan investoinnin kannattavuutta takaisinmaksuajan ja nettonykyarvon perusteella sekä suoritetaan herkkyystarkastelu energian hinnan muutosten vaikutuksesta nettonykyarvoon. Laskentatyökalulla mallinnettiin esimerkkikohteena käytetyn vuonna 1960 valmistuneen asuinkerrostalon energiankulutus ja poistoilmalämpöpumppujärjestelmällä rakennukseen tuotettu lämpöenergia. Lämpöpumpulla tuotetulla energialla saadaan vuositasolla katettua 46 % rakennuksen ostoenergian kulutuksesta sähkön kulutuksen kasvaessa 62 %. Investoinnin kannattavuustarkastelussa käytetyillä lähtöarvoilla todettiin esimerkkikohteessa investoinnin takaisinmaksuajan olevan 12 vuotta. Laskennallisessa tarkastelussa havaittiin käytetyillä lähtötiedoilla olevan merkittävä vaikutus lopputulokseen, jonka vuoksi PILP-järjestelmän kannattavuus kiinteistölle tulee aina tarkastella tapauskohtaisesti.

In Finland 25 % of the total energy consumption is used for heating buildings. Majority of apartment blocks in Finland are built in 1960 – 1970 century and energy efficiency in those buildings is rather weak. Apartment blocks built in that era use mainly mechanical exhaust air ventilation system and 35 – 40 % of the buildings heat loss is due to the ventilation system, when warm air from the inside is blown away through the ventilation system. With exhaust air heat recovery systems this warm air is possible to collect and use it with a heat pump in the building’s heating system and warm water system. The objective of this thesis was to create a calculation model to determine cost-effectiveness of heat recovery system from exhaust air in apartment blocks that takes into account a relevant amount of data and is accurate enough but also easy to use. Calculation model is based on two different method, simulation of the building’s energy consumption is based on the National Building Code of Finland D5 with some adaptions and calculation of the energy produced by heat pump is based on research of VTT Technology “Renewable energy production of Finnish heat pumps”. Calculation is made for every hour during one year. Profitability of the exhaust air heat recovery system investment is estimated by the savings in energy costs in a year when the need of district heating has decreased. Investment is evaluated by payback period and net present value during the observation period. Sensitivity analysis is made for changes in electricity and district heating prices. Calculation model was used to model the energy consumption in an example building built in 1960 and then calculating the amount of energy produced by the heat pump from the heat recovery of exhaust air. As a result of the calculation the energy consumption in the example building can be reduced 46 % by using the exhaust air heat recovery system. Heat recovery system and heat pump increase the electricity consumption by 62 %. Payback period for the investment with the used variables is 12 years. The results are dependent on the used input data and have a significant effect on the accuracy of the calculation.
Description
Supervisor
Siren, Kai
Thesis advisor
Hyttinen, Markus
Keywords
poistoilmalämpöpumppu, poistoilman lämmöntalteenotto, PILP-järjestelmä, energiatehokkuustoimenpide
Other note
Citation