Tarpeenmukaisen ilmanvaihtojärjestelmän energiansäästöpotentiaali
Krapi, Jarno (2023)
Diplomityö
2023
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023032132686
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023032132686
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia tarpeenmukaisen ilmanvaihtojärjestelmän (DCV-järjestelmän) energiansäästöpotentiaalia laskennalliseen vakioilmavirtaiseen ilmanvaihtojärjestelmään (CAV-järjestelmään) verrattuna. Työssä tutkittiin Helsingissä sijaitsevan lasten päiväkoti Yliskylän DCV-järjestelmän toteutunutta energiankulutusta neljän viikon tarkastelujaksolla ja päivän tarkastelujaksolla. Työssä tutkittiin myös DCV-järjestelmän säätötapojen vaikutusta ilmanvaihdon energiankulutukseen sekä säätötapojen vaikutusta hiilidioksidipitoisuuteen.
Tämän työn laskennassa hyödynnettiin Nuuka -järjestelmään tallennettua DCV-järjestelmän mittausdataa. Mittausdata kerättiin Excel -taulukkolaskentaohjelmaan, jossa laskettiin ilmanvaihtokoneiden puhaltimien sähköenergiankulutus sekä ilmanvaihtokoneen lämmityspatterin lämpöenergiankulutus jokaiselle mittaushetkelle.
Diplomityössä tarkastellun neljän viikon tarkastelujakson perusteella muuttuvapaineohjatulla DCV-järjestelmällä voidaan saavuttaa 46–77 % säästö puhaltimien sähköenergiankulutuksessa ja 29–50 % säästö ilmanvaihtokoneen lämmityspatterin lämpöenergiassa. Päivän tarkastelujaksolla puhaltimien sähköenergiakulutuksen säästöpotentiaali oli 28–76 %. Näiden tulosten perusteella voidaan todeta, että DCV-järjestelmällä voidaan saavuttaa huomattavat säästöt energiankulutuksessa sisäilmaolosuhteista tinkimättä.
DCV-järjestelmän säätötavoissa vertailtiin vakiopainesäätöisen ja muuttuvapainesäätöisen DCV-järjestelmän energiankulutusta. Tarkastelu tehtiin yhden päivän tarkastelujaksolla ja säätötapojen tarkastelu kohdennettiin samalle viikonpäivälle. Tutkimuksen perusteella muuttuvapainesäätöisellä DCV-järjestelmällä voidaan saavuttaa 33 % säästö puhaltimien sähköenergiankulutuksessa vakiopainesäätöiseen järjestelmään verrattuna. Säätötavalla ei todettu olevan vaikutusta tilan hiilidioksidipitoisuuteen. The purpose of this master’s thesis was to study the energy saving potential of the demand controlled ventilation system (DCV). This thesis studied the energy consumption of the DCV system of a kindergarten located in Helsinki over a four-week period and one-day period and compared it to the calculated energy consumption of the constant airflow ventilation (CAV) system. This thesis also studied the effect of the DCV adjustment methods on the energy consumption of the ventilation system and carbon dioxide concentration of the indoor air.
The actual measurement data of the DCV system was obtained from the Nuuka portal. Using the measurement data, the electrical energy consumption of the fans of the ventilation units of the DCV and CAV systems and the thermal energy consumption of the heating coil were calculated.
Based on the four-week review period, the DCV system achieved savings of up to 77 % in electrical energy of fans and up to 50 % in the thermal energy of heating coils. Based on the results of the one-day review, the DCV system achieved savings up to 76 % of the fans energy consumption. Based on this study, the DCV system can achieve considerable savings in electricity and heat energy consumption compared to the CAV system.
The thesis compared two DCV adjustment methods, the constant pressure and variable pressure adjusted DCV systems. The energy consumption data of three consecutive Fridays was assessed. Based on this study, the variable pressure adjusted DCV system can achieve a 33 % energy saving potential of the fans electrical energy consumption compared to the constant pressure adjusted DCV system. The adjustment methods were found to have no effect on the carbon dioxide concentration of the indoor air.
Tämän työn laskennassa hyödynnettiin Nuuka -järjestelmään tallennettua DCV-järjestelmän mittausdataa. Mittausdata kerättiin Excel -taulukkolaskentaohjelmaan, jossa laskettiin ilmanvaihtokoneiden puhaltimien sähköenergiankulutus sekä ilmanvaihtokoneen lämmityspatterin lämpöenergiankulutus jokaiselle mittaushetkelle.
Diplomityössä tarkastellun neljän viikon tarkastelujakson perusteella muuttuvapaineohjatulla DCV-järjestelmällä voidaan saavuttaa 46–77 % säästö puhaltimien sähköenergiankulutuksessa ja 29–50 % säästö ilmanvaihtokoneen lämmityspatterin lämpöenergiassa. Päivän tarkastelujaksolla puhaltimien sähköenergiakulutuksen säästöpotentiaali oli 28–76 %. Näiden tulosten perusteella voidaan todeta, että DCV-järjestelmällä voidaan saavuttaa huomattavat säästöt energiankulutuksessa sisäilmaolosuhteista tinkimättä.
DCV-järjestelmän säätötavoissa vertailtiin vakiopainesäätöisen ja muuttuvapainesäätöisen DCV-järjestelmän energiankulutusta. Tarkastelu tehtiin yhden päivän tarkastelujaksolla ja säätötapojen tarkastelu kohdennettiin samalle viikonpäivälle. Tutkimuksen perusteella muuttuvapainesäätöisellä DCV-järjestelmällä voidaan saavuttaa 33 % säästö puhaltimien sähköenergiankulutuksessa vakiopainesäätöiseen järjestelmään verrattuna. Säätötavalla ei todettu olevan vaikutusta tilan hiilidioksidipitoisuuteen.
The actual measurement data of the DCV system was obtained from the Nuuka portal. Using the measurement data, the electrical energy consumption of the fans of the ventilation units of the DCV and CAV systems and the thermal energy consumption of the heating coil were calculated.
Based on the four-week review period, the DCV system achieved savings of up to 77 % in electrical energy of fans and up to 50 % in the thermal energy of heating coils. Based on the results of the one-day review, the DCV system achieved savings up to 76 % of the fans energy consumption. Based on this study, the DCV system can achieve considerable savings in electricity and heat energy consumption compared to the CAV system.
The thesis compared two DCV adjustment methods, the constant pressure and variable pressure adjusted DCV systems. The energy consumption data of three consecutive Fridays was assessed. Based on this study, the variable pressure adjusted DCV system can achieve a 33 % energy saving potential of the fans electrical energy consumption compared to the constant pressure adjusted DCV system. The adjustment methods were found to have no effect on the carbon dioxide concentration of the indoor air.