Hybrid heating systems and comprehensive commissioning process
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Author
Date
2023-10-09
Department
Major/Subject
Sustainable Energy in Buildings and Built Environment
Mcode
ENG3068
Degree programme
Master's Programme in Advanced Energy Solutions (AAE)
Language
en
Pages
74+6
Series
Abstract
To achieve the emission targets, reducing energy consumption and using environmentally friendly heating and cooling methods are emphasized. Use of hybrid heating systems and energy recycling systems based on several heat sources have grown rapidly. Hybrid systems are complex, and it has often been noticed that there are shortcomings in the operation. One possible reason for this is a deficient commissioning process. This study focuses on the commissioning process of hybrid systems, whose purpose is to ensure correct hybrid system operation in accordance with the owner’s project requirements and energy savings. In the literature review, information on the commissioning process is sought from the international and Finnish guidelines. The work also includes visits to case buildings equipped with hybrid heating system and interviews. Key personnel of the case buildings are interviewed using a checklist, which contains the most important commissioning tasks found in the literature review related to hybrid systems. Based on the observations, development and suggestions for Finnish commissioning process improvement are made. According to the literature review, commissioning process is one of the most effective ways to reduce a building's energy consumption, and the profitability of commissioning process is further emphasized for complex HVAC systems. However, in Finland, the commissioning process is not standardized and international guidelines are generally not known. It mainly focuses on the testing and handover phases according to RT instructions. Predesign phase and ongoing commissioning during operation should be added to the Finnish RT instructions. Hybrid heating systems are life-cycle investments, and their operation should be continuously monitored to verify correct system operation and energy savings. The contract form of the hybrid heating system implementation and project organization has a direct connection to the result and system operation. Hybrid systems contracted with one proficient contractor operated well and responsibilities were clear.Päästötavoitteiden saavuttaminen energian kulutusta vähentämällä ja ympäristöystävällisiä lämmitys- ja jäähdytysmenetelmiä hyödyntämällä on korostunut entisestään. Tämän seurauksena useita lämmönlähteitä hyödyntävät hybridilämmitysjärjestelmät ja energian kierrätysjärjestelmät ovat yleistyneet nopeasti. Hybridijärjestelmät ovat tekniikaltaan monimutkaisia ja on havaittu, että niiden toiminnassa ilmenee yleisesti puutteita. Syynä tähän voidaan epäillä puutteellista toiminnanvarmistusprosessia. Tämä tutkimus keskittyy hybridijärjestelmien toiminnanvarmistusprosessiin, jonka tarkoituksena on varmistaa hybridijärjestelmän optimaalinen toiminta tilaajan tavoitteiden mukaisesti, hankkeen vaatimukset ja energiansäästötavoitteet huomioiden. Tutkimuksen kirjallisuuskatsaukseen on sisällytetty tietoa oikeaoppisesta toiminnanvarmistusprosessista sekä kansainvälisiin että suomalaisiin ohjeistuksiin ja julkaisuihin perustuen. Tutkimukseen sisältyy vierailuja ja haastatteluja hybridilämmitysjärjestelmiä hyödyntäviin koekohteisiin. Koekohteiden avainhenkilöitä haastatellaan tarkastuslistan avulla, johon on koottu aiheeseen liittyvästä kirjallisuuskatsauksesta havaittuja merkittäviä huomioita hybridijärjestelmien toimintaan liittyen. Työn kautta muodostuneisiin havaintoihin perustuen tehdään ehdotuksia hybridilämmitysjärjestelmien toiminnanvarmistusprosessin parantamiseksi Suomessa. Kirjallisuuskatsauksen mukaan toiminnanvarmistusprosessia voidaan pitää yhtenä merkittävimmistä ja tehokkaimmista tavoista vähentää rakennuksen energiankulutusta. Toiminnanvarmistusprosessin kannattavuus korostuu etenkin monimutkaisten LVI-järjestelmien kohdalla. Tästä huolimatta Suomessa toiminnanvarmistusprosessia ei ole standardoitu eikä kansainväliset ohjeet ole yleisesti käytössä. Tällä hetkellä toiminnanvarmistus keskittyy pääosin RT-korttien ohjeiden mukaisesti käyttöönotto- ja luovutusvaiheeseen. Toiminnanvarmistuksessa tulisi kuitenkin huomioida esisuunnitteluvaihe sekä jatkuva toiminnanvarmistus, ja nämä tulisi lisäksi huomioida myös RT-korttien ohjeistuksissa. Hybridilämmitysjärjestelmät ovat elinkaari-investointeja ja tämän vuoksi niitä tulee seurata oikean toiminnan ja energiansäästön varmistamiseksi koko niiden elinkaaren ajan. Hybridijärjestelmähankkeen toteutusmuodolla ja projektiorganisaatiolla havaittiin olevan suora yhteys hankkeen lopputulokseen ja onnistumiseen. Hybridijärjestelmät, jotka toteutettiin ammattitaitoisen projektiorganisaation ja pääurakoitsijan yhteistyönä, toimivat hyvin ja niissä vastuualueiden havaittiin olevan selkeät.Description
Supervisor
Kosonen, RistoThesis advisor
Kilpeläinen, SimoKeywords
heat pump, hybrid heating system, district heating, HVAC commissioning process, interview