Sairaalan lämmitysjärjestelmien valinta : talotekniikan elinkaarikustannukset lämmitysjärjestelmissä

Abstract

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, mitkä sairaalan lämmitysratkaisut ovat pitkällä aikavälillä taloudellisesti järkevimpiä ja toimintavarmimpia. Työssä käytettiin sekä kirjallisuuskatsausta että laskennallisia simulointeja. Simuloinneissa tarkasteltiin Varsinais-Suomen hyvinvointialueen Kompassisairaalan ja T2-sairaalan lisäosan ilmanvaihdon lämmitysjärjestelmiä.

Tutkimuksen tulosten perusteella ilmanvaihdon lämmitys on sairaaloiden suurin yksittäinen energiankulutuksen osa, ja sen ratkaisut vaikuttavat eniten kokonaiskustannuksiin sairaalan lämmityksessä. Kirjallisuustutkimuksessa havaittiin, että lämpöpumppujen ja maalämpöpumppujen energiakustannukset olivat elinkaaritarkasteluissa edullisemmat kuin kaukolämpöratkaisut.

Simulaatiossa kompassisairaalassa poistoilmalämpöpumpulla toimiva hybridijärjestelmä osoittautui pitkällä aikavälillä edullisimmaksi ratkaisuksi, koska sen korkeammat investointikulut kompensoituvat alhaisemmilla käyttökuluilla. T2-sairaalan lisäosassa edullisin oli myös poistoilmaan liitettävä lämpöpumppu. T2-sairaalan lisäosaan on rakenteilla myös lämpöpumpulla tehostetun laudevirran energiakierto lämmönlähteenä. Tämä järjestelmä oli myös huomioitu simulaatiossa. Simulaatioiden herkkyystarkastelut osoittivat, että lämpöpumput pysyvät kannattavina myös energian hinnan ja hyötysuhteen muuttuessa.

Tutkimus tuottaa Varhan rakennuttajille käytännön tietoa hybridirakentamisesta talotekniikassa ja tukee lämpöpumppujen laajempaa hyödyntämistä sairaaloissa. Tulokset osoittavat, että ratkaisuilla voidaan vähentää ostoenergian tarvetta, pienentää päästöjä ja parantaa kustannustehokkuutta pitkällä aikavälillä.

The aim of the study was to find out which hospital heating solutions are the most economically sound and reliable in the long term. Both literature review and computational simulations were used in the work. The simulations examined the ventilation heating systems of Compass Hospital and T2 Hospital in the Southwest Finland Welfare Area.

Based on the results of the study, ventilation heating is the single largest part of energy consumption in hospitals, and its solutions have the greatest impact on the total cost of heating a hospital. The literature study found that the energy costs of heat pumps and ground source heat pumps were cheaper in life cycle assessments than district heating solutions.

In the simulation, a hybrid system powered by an exhaust air heat pump proved to be the most cost-effective solution in the long run, because its higher investment costs are compensated by lower operating costs. In the add-on to the T2 hospital, the cheapest was also the heat pump connected to the exhaust air. The T2 Hospital add-on is also under construction for the energy cycle of the heat pump-enhanced bench flow as a heat source for the energy cycle. This system was also taken into account in the simulation. Sensitivity reviews of the simulations showed that heat pumps remain profitable even when energy prices and efficiency change.

The study provides Varha's developers with practical information on hybrid construction in building technology and supports the wider use of heat pumps in hospitals. The results show that solutions can reduce the need for purchasing energy, reduce emissions and improve cost-effectiveness in the long run.