Whitepaper
Käytännön ohjeita energiatehokkaan lämmitysjärjestelmän
toteutukseen asuinkerrosja rivitaloihin
Opi
miten toteuttaa valituksista vapaa ja energiatehokas lämmitys 2- putkijärjestelmään
www.danfoss.fi
Energiatehokkaan lämmitysjärjestelmän toteutus
Sisältö |
1. |
Tämän oppaan tarkoitus |
|
2. |
Johdanto |
|
3. |
Käytännössä useimmin vastaan tulevat ongelmat |
|
4. |
Mitä asioita pitää hallita? |
|
5. |
Miten nämä pitää hallita? |
|
6. |
Tuotteet |
|
7. |
Arvioitu energiansäästö |
|
8. |
Johtopäätökset |
1. Tämän oppaan tarkoitus |
Tämän oppaan tarkoitus on tukea suunnittelemaan ja toteuttamaan valituksista va- |
||||||
|
paa ja energiatehokas lämmitysjärjestelmä asuinkerrosja rivitalojen 2-putkijärjest- |
||||||
|
elmään. Ohjeet soveltuvat niin lämmitysjärjestelmän päivittämiseen, remontointiin |
||||||
|
kuin uudisrakennuksiin. Opas selittää järjestelmän toimintaan vaikuttavat asiat ja |
||||||
|
tarjoaa käytännön suosituksia. |
||||||
|
Oppaassa tuodaan esille automaattisen tasapainotuksen ratkaisut, joilla var- |
||||||
|
mistetaan tasainen huonelämpötila koko kiinteistössä muuttuvissa olosuhteissa ja |
||||||
|
samalla pienennetään energiaja huoltokuluja. Automaattinen tasapainotusratkaisu |
||||||
|
mahdollistaa myös ajansäästöä lämmitysjärjestelmän käyttöönotossa. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Huolellinen |
Oikeiden kompo- |
Tietoon perustuva |
||||||||
suunnittelu |
nenttien valinta |
|
toteutus |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hydraulinen |
Huonesäätimet |
Taajuusmuuttaja- |
tasapaino |
|
ohjatut pumput |
Vähän energiaa käyttävä lämmitysjärjestelmä
2 | © Danfoss | 2019
Energiatehokkaan lämmitysjärjestelmän toteutus
2. Johdanto |
Energiansäästö rakennuksissa on välttämätöntä |
|
Rakennusten lämmitysenergia kuluttaa 26 % koko Suomen energiankäytöstä. Kun |
|
osuus on näin merkittävä, on selvää, että lämmitysjärjestelmien tehokas toiminta |
|
on tärkeä teema lämmitysjärjestelmiä päivitettäessä, remonteissa ja |
|
uudisrakentamisessa. Verrattuna suuria investointeja vaativiin ratkaisuihin kuten |
|
ikkunoiden uusimiseen tai rakennusten lisäeristykseen, lämmitysjärjestelmän |
|
automaattisen hydraulisen tasapainon sekä nopeasti reagoivan, tarkan |
|
huonelämpötilan säädön tuomat mahdollisuudet ovat nykyään tunnustettu |
|
olevan kustannustehokas ja nopea tapa vähentää rakennusten energiankulutusta. |
Yksittäisten ongelmien ratkaisu ei riitä
Energiasäästötavoitteen lisäksi monet lämmitysalan ammattilaiset kohtaavat haasteita hyvin toimivan lämmityksen suunnittelussa 2-putkijärjestelmään.
Asukkaiden valittaessa yli-/ alilämmöstä, ääniongelmista tai muista lämmitysjärjestelmän puutteista, yritetään niitä ratkaista esim. säätämällä lämpökäyrää, pumpun nostokorkeutta tai asentamalla linjasäätöventtiilit. Usein valituksia ei pystytä kokonaisuudessaan ratkaisemaan tai
ratkaisut käyttävät tarpeettoman paljon energiaa ja ovat siten ristiriidassa energiansäästötavoitteiden kanssa.
© Danfoss | 2019 | 3
Energiatehokkaan lämmitysjärjestelmän toteutus
Uusi ajattelutapa rakennusten lämmitysjärjestelmiin
Jotta valitukset voidaan ratkaista ja samalla vähentää energiankulutusta, tarvitaan uudenlaista ajattelutapaa lämmitysjärjestelmiin. Hyvä suunnitelma, oikeat tuotevalinnat ja toteutuksen laatu vaativat usein vain pienen lisäinvestoinnin, mutta ne tuottavat pitkäaikaisesti hyvin toimivan järjestelmän. Tämä on tärkeää rakennusten omistajille, jotka haluavat investointiensa tukevan kestävää kehitystä. Suunniteltu virtaama ja lämpötila pitää taata sekä täydellä että osakuormalla, jotta saavutetaan tehokkuus ja tarjotaan paras mahdollinen asumismukavuus.
4 | © Danfoss | 2019
|
Energiatehokkaan lämmitysjärjestelmän toteutus |
|
|
3. Käytännössä useimmiten |
Lämmitysjärjestelmien ongelmat ovat hyvin yleisiä - valtaosa asuinrakennusten |
vastaantulevat ongelmat |
lämmitysjärjestelmistä toimii puutteellisesti. Lämmitysjärjestelmän ääniongelmat, |
|
hidas reagointi, huoneistojen lämpötilaerot, yli-/alilämmitys ja liian suuri |
|
energiankulutus ovat tyypillisiä valituksen aiheita. Useimmat näistä valituksen |
|
aiheista voidaan kohdentaa tosiasiaan, että 80 % lämmitysjärjestelmistä on |
|
puutteellinen hydraulinen tasapainotus. |
3.1 |
Virtausäänet |
Epätasapainossa oleva järjestelmä aiheuttaa korkeita virtauksia putkistossa. |
|
lämmitysjärjestelmässä |
Monissa tapauksissa tämä koskee tilanteita, joissa virtaus putkien ja venttiilien läpi |
|
|
on niin kova, että se aiheuttaa turbulensseja ja selkeästi kuuluvia virtausääniä. |
|
|
Asukkaiden valitusten lisäksi se aiheuttaa tarpeetonta lämpöja painehäviötä. |
3.2 |
Liian alhainen huonelämpötila |
Monissa järjestelmissä virtaus pattereiden läpi on 3-4 kertaa (!) suurempi kuin on |
|
|
tarpeellista asianmukaisen toiminnan kannalta. Tämän seurauksena putkiston |
painehäviö kasvaa dramaattisesti, mikä johtaa siihen, että "kriittisille", lämmönlähteestä kauimmaisille pattereille ei riitä riittävästi painetta. Tämän johdosta
osa asukkaista kokee, että lämpöpatterit ovat tiettyinä vuorokaudenaikoina täysin tai osittain kylmät lämmitystarpeesta huolimatta. Usein näitä valituksia yritetään ratkaista lisäämällä pumpun nostokorkeutta, asentamalla suurempi kiertovesipumppu tai nostamalla menoveden lämpötilaa (muuttamalla lämpökäyrää), jotka tietysti johtavat lisääntyneeseen energiankulutukseen.
© Danfoss | 2019 | 5
Energiatehokkaan lämmitysjärjestelmän toteutus
3.3 Suuret energiakustannukset |
Moneen lämmitysjärjestelmään on asetettava korkeampi menoveden lämpötila, |
|
jotta taattaisiin mukava sisäilmasto kaikille. Tämän johdosta järjestelmän |
|
energiakustannukset kasvavat: lämpökattilat ja kaukolämpöjärjestelmät eivät toimi |
|
energiatehokkaasti (epätasapainoinen järjestelmä aiheuttaa ylivirtauksia) ja |
|
lämmönlähteiden paluulämpötila on liian suuri. Lisäksi putkiston lämpöhäviöt |
|
kasvavat. Järjestelmissä, joissa on puutteellinen virtauksien tasapainotus, |
|
täytyy pitää korkeampaa lämpötilaa, jotta saavuttettaisiin haluttu sisälämpötila |
|
myös kauimmaisissa asunnoissa. |
3.4 Miten jakaa |
Tasapainotetulla järjestelmällä varmistetaan lämmityskulujen tasapuolinen |
lämmityskustannukset |
jakautuminen kaikkien asukkaiden kesken. Perussäätämättömissä rakennuksissa |
oikeudenmukaisesti? |
ylilämpötilat maksetaan yhteisesti. Kustannuksista eivät vastaa pelkästään ne, joiden |
|
asuntoja lämmitetään liikaa. Monet eivät tunne European DIN EN 834 normia, jossa |
|
muiden asioiden lisäksi kuvataan lämmitysjärjestelmän ominaisuuksia, joka on va- |
|
rustettu lämmityskustannusten kohdistajilla. Tässä on neljä suositusta: |
|
• Jokainen lämmityspatteri tulee varustaa loppukäyttäjän hallitsemalla säätölait- |
|
teella kuten patteritermostaatilla. |
|
• Menoveden lämpötilaa ohjataan oikein säädetyllä elektronisella ulkolämpötila- |
|
kompensoidulla säätölaitteella. |
|
• Lämmitysjärjestelmät tulee tasapainottaa hydraulisesti, jotta päästään |
|
kohteen olosuhteisiin suunniteltuihin virtausarvoihin ja minimoimaan virheet |
|
lämpökustannusten tasapuolisessa jakautumisessa. |
|
• Lämpöpatterin teho/koko tulee määritellä niin, että varmistutaan lämmityksen |
|
riittävyydestä. |
6 | © Danfoss | 2019
Energiatehokkaan lämmitysjärjestelmän toteutus
3.5 Puutteellinen tietämys |
Patteritermostaatti on suunniteltu päästämään automaattisesti oikea määrä |
termostaattien käytöstä |
lämmitettyä vettä lämpöpatteriin, jotta huonelämpötila saadaan halutuksi. Monet |
|
asukkaat eivät tiedä miten patteritermostaatti toimii ja missä olosuhteissa se toimii |
|
parhaiten. Tarjoamalla oikeaa tietoa asukkaille ja valitsemalla oikeanlainen |
|
patteritermostaatti ovat asioita, joita usein aliarvioidaan. |
Danfoss Eco on helppo asentaa, helppo käyttää ja säästää jopa 30 % lämmityksen energiakulutuksessa. Se on helppo tapa siirtyä älykkääseen patterilämmitykseen.
© Danfoss | 2019 | 7
Energiatehokkaan lämmitysjärjestelmän toteutus
4. Mitä asioita pitää hallita?
4.1Määrittele vaadittava patterikapasiteetti huonekohtaisesti
4.2Määrittele suunniteltu virtaama jokaiseen patteriin (qv)
Lämmitysjärjestelmän monet tekniset näkökohdat vaikuttavat järjestelmän tehokkuuteen. Fysiikan lakeihin perustuen alla olevat aiheet selventävät
sen, että kaikki näkökohdat on valmisteltava ja toteutettava asianmukaisesti, jotta saavutetaan halutut tulokset energiansäästöinä ja valituksista vapaana järjestelmänä.
Paikallisten sääolosuhteiden, talon rakenteen ja laskentaperiaatteiden mukaan määritellään lämpöhäviöt ja lämmityksen tehontarve huonekohtaisesti. Usein tähän käytetään laskentaohjelmaa ja näin saadut tulokset ovat lähtökohtana lämmitysjärjestelmän suunnittelulle
Ensimmäinen askel tehokkaan järjestelmän luomiseksi hydraulisella tasapainotuksella on rajoittaa virtausta jokaiseen patteriin. Tarvittava virtaama (suunniteltu virtaama) riippuu valitusta tuloja paluulämpötilasta sekä huoneen tehon tarpeesta. Remontointikohteissa huoneen lämmityksen tarve ja siten lämpöpatterin teho voidaan päätellä tyypin ja mittojen perusteella. Vaikka monia laskentatyökaluja ja suunnitteluohjelmia on olemassa, on yhä tärkeää tietää muuttujat, joista suunniteltu virtaus riippuu. Nämä on eritelty alla olevissa kaavioissa, joilla
lasketaan suunniteltu virtaama:
Koko kaava: |
|
qv |
Suunniteltu virtaama [m3/s] |
|
|
Ppatteri |
|
Ppatteri |
Patterin teho [W] |
qv = |
3 |
ρ |
Veden tiheys 1000 [kg/m3] |
|
|
[m /s] |
c |
Veden ominaislämpökapasiteetti 4190 [J/(kg.K)] |
|
|
ρ • c • (Tmeno - Tpaluu) |
|||
|
Tmeno |
Menoveden lämpötila [°C] |
||
|
|
|
||
|
|
|
Tpaluu |
Paluuveden lämpötila [°C] |
Yksinkertaistettu kaava (ole tietoinen mukautetuista mittayksiköistä !):
|
0,86 • Ppatteri |
3 |
qv |
Suunniteltu virtaama [m3/h] |
|
|
|||
|
|
Ppatteri |
Patterin teho [kW] |
|
qv = |
T |
[m /h] |
ΔT |
Menoja paluulämpötilan ero [K] |
|
Ttuloow
qv
Pradiatorpatteri
Tpaluureturn
qv
Mitä voimme oppia ylläolevasta kaavasta?
•Suunniteltu virtaama on enimmäkseen riippuvainen huoneen lämmöntarpeesta, joka tuotetaan lämpöpatterilla sekä menoja paluulämpötilan (ΔT) erosta.
•Järjestelmä, joka suunnitellaan pienellä ΔT tuottaa korkeat virtaamat.
Huomaa: Korkeammat virtaukset tuottavat korkeammat painehäviöt putkistossa ja tarpeen suuremmalle pumppukapasiteetille.
8 | © Danfoss | 2019