Lämmöntalteenottopotentiaali Pohjois-Suomen asuinrakennuskannassa
Toroskainen, Eetu (2025)
Diplomityö
2025
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025043034516
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025043034516
Tiivistelmä
Suomen asuinrakennuskannassa ennen vuotta 2003 rakennetuissa rakennuksissa on todettu merkittävä potentiaali energiatehokkuuden parantamiseksi. Tässä tutkielmassa selvitettiin, kuinka paljon Pohjois-Suomen 1960–2000-luvuilla rakennetuissa asuinrakennuksissa on jäljellä hyödynnettävissä ylijäämälämpöä ja miten lämmön hyödyntäminen vaikuttaa rakennuskannan energiankulutukseen.
Lämmöntalteenoton hyödyntämisestä laadittiin skenaariotarkastelu, jossa arvioitiin poistoilman ja jäteveden lämmöntalteenottojärjestelmien vaikutusta rakennuskannan energiankulutukseen ja energiankäytöstä aiheutuviin kustannuksiin sekä hiilidioksidipäästöihin. Rakennuskantaa kuvaavien rakennusten energiankulutukset mallinnettiin dynaamisella simulointiohjelmistolla ja simulointien tuloksia sovellettiin rakennuskannan energiankulutuksen arvioinnissa. Tarkasteltaviksi teknisiksi ratkaisuiksi valittiin poistoilmalämpöpumppu, koneellinen tulo-poistoilmanvaihto lämmöntalteenotolla sekä passiivinen jäteveden lämmöntalteenottojärjestelmä.
Tuloksena saatiin kuukausitason jakauma tarkasteltujen rakennusten ostoenergiankulutuksen, energiakustannusten ja hiilidioksidipäästöjen muutoksista eri lämmöntalteenottomenetelmillä. Poistoilmalämpöpumpulla ja ilmanvaihdon lämmöntalteenotolla ostoenergiankulutuksessa saavutettiin alueellisesti kymmenien prosenttiyksiköiden vähenemä. Rakennustason jäteveden passiivisella lämmöntalteenotolla ei saavutettu rakennuskannan tasolla merkittävää vähenemää, minkä vuoksi tulevia tarkasteluja tulisi kohdistaa vaihtoehtoisiin ratkaisuihin. A significant potential for energy efficiency improvement has been identified in the Finnish building stock constructed before 2003. The objective of this thesis was to investigate the heat recovery potential of residential buildings built between 1960 and 2009, located in northern Finland.
The heat recovery potential was studied by conducting a scenario analysis that examined the effect of utilizing heat recovery from exhaust air and wastewater on the energy consumption of the building stock. In addition, the impact of changed energy consumption on energy costs and greenhouse gas emissions was studied. The energy consumption profiles of typical buildings within the building stock were modeled using a dynamic energy simulation program. The simulation results were then applied to the studied building stock. The technological applications studied were exhaust air heat pumps, supply and exhaust ventilation with heat recovery, and passive wastewater heat recovery.
The analysis provided a monthly distribution of changes in purchased energy consumption, energy costs and carbon dioxide emissions for the building stock studied. Significant regional reductions of tens of percentage points in purchased energy consumption were achieved using exhaust air heat pumps and ventilation heat recovery systems. However, passive wastewater heat recovery at building level did not result in a significant reduction across the building stock, suggesting that future assessments should focus on alternative solutions.
Lämmöntalteenoton hyödyntämisestä laadittiin skenaariotarkastelu, jossa arvioitiin poistoilman ja jäteveden lämmöntalteenottojärjestelmien vaikutusta rakennuskannan energiankulutukseen ja energiankäytöstä aiheutuviin kustannuksiin sekä hiilidioksidipäästöihin. Rakennuskantaa kuvaavien rakennusten energiankulutukset mallinnettiin dynaamisella simulointiohjelmistolla ja simulointien tuloksia sovellettiin rakennuskannan energiankulutuksen arvioinnissa. Tarkasteltaviksi teknisiksi ratkaisuiksi valittiin poistoilmalämpöpumppu, koneellinen tulo-poistoilmanvaihto lämmöntalteenotolla sekä passiivinen jäteveden lämmöntalteenottojärjestelmä.
Tuloksena saatiin kuukausitason jakauma tarkasteltujen rakennusten ostoenergiankulutuksen, energiakustannusten ja hiilidioksidipäästöjen muutoksista eri lämmöntalteenottomenetelmillä. Poistoilmalämpöpumpulla ja ilmanvaihdon lämmöntalteenotolla ostoenergiankulutuksessa saavutettiin alueellisesti kymmenien prosenttiyksiköiden vähenemä. Rakennustason jäteveden passiivisella lämmöntalteenotolla ei saavutettu rakennuskannan tasolla merkittävää vähenemää, minkä vuoksi tulevia tarkasteluja tulisi kohdistaa vaihtoehtoisiin ratkaisuihin.
The heat recovery potential was studied by conducting a scenario analysis that examined the effect of utilizing heat recovery from exhaust air and wastewater on the energy consumption of the building stock. In addition, the impact of changed energy consumption on energy costs and greenhouse gas emissions was studied. The energy consumption profiles of typical buildings within the building stock were modeled using a dynamic energy simulation program. The simulation results were then applied to the studied building stock. The technological applications studied were exhaust air heat pumps, supply and exhaust ventilation with heat recovery, and passive wastewater heat recovery.
The analysis provided a monthly distribution of changes in purchased energy consumption, energy costs and carbon dioxide emissions for the building stock studied. Significant regional reductions of tens of percentage points in purchased energy consumption were achieved using exhaust air heat pumps and ventilation heat recovery systems. However, passive wastewater heat recovery at building level did not result in a significant reduction across the building stock, suggesting that future assessments should focus on alternative solutions.