Danfoss Energiatehokkaan lämmitysjärjestelmän toteutus Application guide [fi]

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