Life cycle costs in heating, ventilation and air-conditioning systems with drive

Energy consumption and energy efficiency have become an issue. Energy consumption is rising all over the world and because of that, and the climate change, energy is becoming more and more expensive. Buildings are major consumers of energy, and inside the buildings the major consumers are heating, ventilation and air-conditioning systems. They usually run at constant speed without efficient control. In most cases HVAC equipment is also oversized. Traditionally heating, ventilation and air-conditioning systems have been sized to meet conditions that rarely occur. The theory part in this thesis represents the basics of life cycle costs and calculations for the whole life cycle of a system. It also represents HVAC systems, equipment, systems controls and ways to save energy in these systems. The empirical part of this thesis represents life cycle cost calculations for HVAC systems. With these calculations it is possible to compute costs for the whole life cycle for the wanted variables. Life cycle costs make it possible to compare which variable causes most of the costs from the whole life point of view. Life cycle costs were studied through two real life cases which were focused on two different kinds of HVAC systems. In both of these cases the renovations were already made, so that the comparison between the old and the new, now existing system would be easier. The study indicates that energy can be saved in HVAC systems by using variable speed drive as a control method.

Energiankulutuksesta ja energiatehokkuudesta on tullut yhä tärkeämpiä asioita. Energiankulutuksen kasvun sekä ilmastonmuutoksen vuoksi energian hinta nousee jatkuvasti. Rakennukset, ja rakennusten sisällä LVI-järjestelmät, ovat yksi suurimmista energiankuluttajista. LVI-järjestelmät käyvät yleensä jatkuvasti maksimiteholla ilman tehokasta säätöä. Monissa tapauksissa kojeet ovat myös ylimitoitettuja. Perinteisesti LVI-järjestelmät on mitoitettu vastaamaan olosuhteita, joita esiintyy harvoin. Teoriaosassa käsitellään elinkaarikustannuksia ja elinkaarikustannuslaskentaa koko järjestelmän elinkaaren ajalta. Samassa osassa tarkastellaan myös LVI-järjestelmiä, kojeita, säätömenetelmiä ja tapoja säästää energiaa LVI-järjestelmissä. Empiriaosassa käsitellään elinkaarikustannuslaskentaa LVI-järjestelmissä. Elinkaarikustannusten avulla voidaan vertailla mitkä osat aiheuttavat eniten kustannuksia koko elinkaaren aikana. Elinkaarikustannuksia on tutkittu kanden todellisen tapauksen kautta. Tapauksissa on keskitytty kahteen erilaiseen LVI-järjestelmään. Molemmissa tapauksissa järjestelmän saneeraukset on jo tehty elinkaarikustannusten vertailun helpottamiseksi. Tutkimus osoittaa, että taajuuskäyttöisellä LVI-järjestelmällä voidaan säästää energiaa.