Tuloilman lämmitys auringolla projektianalyysi Clean Energy (CE) Projektianalyysi kurssi Teollisuusrakennuksen tuloilman lämmitys aurinkoenergialla, Quebec, Kanada Kuva: Conserval Engineering © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

Tavoitteet Tarkastella tuloilman aurinkolämmitys- järjestelmien perusteita Kuvata tuloilman aurinkolämmitys- järjestelmien projektianalyysin avainkohtia Esitellä RETScreen® tuloilman aurinkolämmitysmalli

Mitä tuloilman aurinkolämmitys järjestelmät tuottavat Lämmintä tuloilmaa Lämmintä prosessi-ilmaa …mutta myös… paremman sääsuojauksen vähäisempi lämpövuoto seinien läpi pienemmät lämpötilaerot parempi ilman laatu vähemmän alipaineongelmia Koulu, Yellowknife, Kanada Aurinkokeräin Kuva: Arctic Energy Alliance Kuva: Enermodal Engineering

Tuloilman aurinkolämmitysjärjestelmän periaate Tumma rei’itetty absorptiolevy kerää auringon säteilyn Puhallin kuljettaa lämmön kerääjän ja katoksen läpi Lämpötilansäätö Säätöpellit Lisälämmitys Ilma jaetaan rakennuksen eri osiin Seinien lämmönhukka otetaan talteen Ilma on tasalaatuista ja -lämpöistä Kesäajan ohituspelti 3 4 7 2 TUULETIN ILMAN JAKOKANAVAT 6 SEINIEN KAUTTA HÄVIÄVÄ LÄMPÖ PALAUTUU TULOILMAN MUKANA ULKOILMA LÄMPENEE KULKISESSAAN ABSORPTIOLEVYN KAUTTA ILMAREIKÄ 5 1 ALIPAINEINEN ILMATILA ILMARAKO AURINKOSÄTEILYN ABSORPTOLEVY PROFILOITU LEVY TUULENSUOJANA

Liike- ja asuinrakennusten tuloilman aurinkolämmitysjärjestelmät Kahdenlaisia järjestelmiä Erillisilmanvaihto (asunnot & koulut) Lämmitys, jäähdytys & ilmanvaihto 10-20% raittiilla ilmalla Tuloilman aurinkolämmitys kytketään tavanomaisiin puhaltimiin ja kanavistoon Perinteistä lämmitystä käytetään tarvittaessa Ei kylmävetoa Lämmön talteenotto mahdollistaa suuremman raittiin ilman osuuden käytön

Teollisuusrakennusten tuloilman aurinkolämmitysjärjestelmät Ilmanvaihtoon tehtaissa, varastoissa, jne. Rei’itetty kanavisto jakelee ilman katon rajasta Lämpötilan säätö: sekoitetaan raitista ja kierrätettyä ilmaa, lisätään lämmitettyä ilmaa tarvittaessa Tasalaatuista: kylmä ilma sekoittuu katosta tulevan kanssa ja laskeutuu alemmas

Prosessi-ilman aurinkolämmitys Kerääjä asennetaan mille tahansa sopivalle pinnalle Kerääjän tuotto kanavoidaan prosessiin Lämpötilaa voidaan säätää Tavanomaisella lämmityslaitteella Ohituspellillä Sadon kuivatus Tarvitaan alhaisia lämpötiloja jotta vältetään vauriot Teollisten prosessien tuloilman esilämmitys Teenkuivatusvaja, Länsi-Jaava, Indonesia Kuva: Conserval Engineering

Aurinkoenergiavarat vs. Ilmanvaihdon tarve Iqaluit, Kanada, 64ºN Lanzhou, Kiina, 36ºN 6 6 4 4 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Moskova, Venäjä, 55ºN Jakarta, Indonesia, 6ºS 6 Auringon vuorokautiset huipputehotunnit keräinpinnalla 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Buffalo, USA, 43ºN Keskilämpötilan <10ºC kuukaudet on varjostettu Pystysuora, päiväntasaajaan suunnatut pinnat paitsi Jakarta (vaakasuora) Käyttetty osa kuukaudesta 6 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Tuloilman aurinkolämmityksen kustannuksia ja säästöjä 1 m2 keräinala Asennuskustannukset: Keräin: 100$ - 250$/m2 Ilmanvaihtojärjestelmä: 0$ - 100$/m2 Yhteensä: 100$ - 350$/m2 miinus tavanomaisen seinäpinnan kust. Energiaa saadaan: 1 - 3 GJ/vuosi Sähkö 0,05$/kWh 0,12$/kWh Diesel 0,30$/L 0,70$/L Vuosisäästöt kun 2 GJ tuotto Kaasu 0,17$/m3 0,45$/m3 0$ 20$ 40$ 60$

Tuloilman aurinkolämmitys projektin näkökohtia Kustannustehokkain uudis- ja peruskorjauskohteissa Seinäpinnoitteiden säästöt Varmista että olemassa olevaan ilmanvaihtojärjestelmään voidaan helposti liittää tuloilman aurinkolämmitys Useimmat tummat värit imevät auringon säteilyä tehokkaasti Arkkitehtuuriset näkökohdat voivat olla tärkeitä Tuloilman aurinkolämmitys järjestelmän komponentit Runsas käyttö tuo kustannustehokkuutta Voidaan asentaa ikkunoiden ja ovien ympärille Olemassa olevia tuulettimia ja kanavia voidaan käyttää Alhaiset ylläpitokustannukset Poistoilmapuhallin Ilman jakelukanava Kiertoilman ohituspelti Räystäs Etupelti Kesäajan ohituspelti Puhallin Rei’itetty absorptiolevy Kuva: NRCan

Esimerkki: Kanada ja USA Tuloilman lämmitysjärjestelmät Ilman laadun parantaminen alhaisilla kustannuksilla Koot vaihtelevat muutamasta m2 aina 10 000 m2 Kanavien tulisi sijaita eteläseinustalla Takaisinmaksuajat tavallisesti 2 – 5 vuotta Asuinrakennus, Ontario, Kanada Teollisissa järjestelmissä takaisinmaksuajat yleensä lyhyimmät Ruskea kerääjä teollisuusraken- nuksessa, Connecticut, USA Siirrettävä luokkahuone, Ontario, Kanada Kuva: Conserval Engineering Kuva: Conserval Engineering

Esimerkki: Indonesia Prosessilämpöjärjestelmät Yleensä tasaisen virtaaman järjestelmiä, joissa yksinkertaiset säätölaitteet Käytetään ympärivuotisen sadon kuivaamiseen Toimivin kun aurinkoisin aika on samaan aikaan kuin sadonkorjuu Teenkuvausvaja, Länsi-Jaava, Indonesia Kuva: Conserval Engineering

RETScreen® Tuloilman aurinkolämmitys projektianalyysi Maailman laajuinen energiantuotannon, elinkaarikustannusten ja kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisen analysointi Tuloilma Prosessilämpö Lämmöntalteenotto Tasalaatuisuus Vain 12 syöttötietoa RETScreen® verrattuna 8 760 muihin tuntiperustaisiin malleihin verrattuna Malli ei sovellu: Kehittyneisiin HRV -järjestelmiin Ei-Solarwall® -tekniikkaan Painovoimaisiin ilmanvaihtojärjestelmiin

RETScreen® Tuloilman aurinkolämmitys energialaskenta Auringon energia Teolliset järjestelmät 3 iteraatiota Keräimen hyötysuhde Lämpötilan nousu ja tuottokerroin Aurinkoenergia Talteenotto Tasalaatuisuus Katso e-Käsikirja Clean Energy (CE) Projektianalyysi: RETScreen® Suunnittelu ja esimerkit Tuloilman aurinkolämmitys projektianalyysi osio Kokonaisäästö Asuin- ja liike- rakennukset Kokonaisäästö teollisuus- rakennukset Kokonaisäästö: prosessilämpö

Esimerkki RETScreen® Tuloilman aurinkolämmitysmallin varmentamisesta

Johtopäätökset Tuloilman aurinkolämmitys tuottaa lämpöä ilmanvaihtoon- ja prosessi- ilmaan Kohteissa kautta maailman voidaan hyödyntää aurinkolämpöä kun tarvitaan tuloilman lämmitystä Tuloilman aurinkolämmitysjärjestelmä toimii tuulensuojana ja liitetään tavanomaiseen ilmanvaihtojärjestelmään Tuloilman aurinkolämpöjärjestelmille RETScreen® laskee energiantuoton, hyötysuhteen, ja lämpötilan nousun seinien lämpöhäviöiden talteenoton Tasalämpöisyyden aiheuttamat säästöt lämpöhäviöissä RETScreen® on vuosiperustainen analyysi jonka kuukausittaisen tuoton laskenta on likimain yhtä tarkka kuin tuntiperustaiset simulaatiomallit RETScreen® tarjoaa merkittäviä säästöjä esiselvityskustannuksiin

Kysymyksiä? www.retscreen.net Tuloilman aurinkolämmitys projektianalyysi osio RETScreen® International Clean projektianalyysi kurssi Lisätietoja RETScreen www-sivustolta: www.retscreen.net