Danfoss Energiatehokkaan lämmitysjärjestelmän toteutus Application guide [fi]
Whitepaper
Käytännön ohjeita
energiatehokkaan
lämmitysjärjestelmän
toteutukseen
asuinkerros- ja rivitaloihin
Opi
miten toteuttaa
valituksista vapaa ja
energiatehokas
lämmitys 2putkijärjestelmään
www.danfoss.fi
Energiatehokkaan lämmitysjärjestelmän toteutus
Sisältö
1. Tämän oppaan tarkoitus Tämän oppaan tarkoitus on tukea suunnittelemaan ja toteuttamaan valituksista va-
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
paa ja energiatehokas lämmitysjärjestelmä asuinkerros- ja rivitalojen 2-putkijärjestelmään. 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 varmistetaan tasainen huonelämpötila koko kiinteistössä muuttuvissa olosuhteissa ja
samalla pienennetään energia- ja huoltokuluja. Automaattinen tasapainotusratkaisu
mahdollistaa myös ajansäästöä lämmitysjärjestelmän käyttöönotossa.
2 | © Danfoss | 2019
Huolellinen
suunnittelu
Hydraulinen
tasapaino
Oikeiden kompo-
nenttien valinta
Huonesäätimet Taajuusmuuttaja-
Tietoon perustuva
toteutus
ohjatut pumput
Vähän energiaa käyttävä lämmitysjärjestelmä
Energiatehokkaan lämmitysjärjestelmän toteutusEnergiatehokkaan 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 toteutusEnergiatehokkaan lämmitysjärjestelmän toteutus
3. Käytännössä useimmiten
vastaantulevat ongelmat
Lämmitysjärjestelmien ongelmat ovat hyvin yleisiä - valtaosa asuinrakennusten
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
lämmitysjärjestelmässä
3.2 Liian alhainen huonelämpötila
Epätasapainossa oleva järjestelmä aiheuttaa korkeita virtauksia putkistossa.
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 lämpö- ja painehäviötä.
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
3.4 Miten jakaa
lämmityskustannukset
oikeudenmukaisesti?
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.
Tasapainotetulla järjestelmällä varmistetaan lämmityskulujen tasapuolinen
jakautuminen kaikkien asukkaiden kesken. Perussäätämättömissä rakennuksissa
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 varustettu lämmityskustannusten kohdistajilla. Tässä on neljä suositusta:
• Jokainen lämmityspatteri tulee varustaa loppukäyttäjän hallitsemalla säätölaitteella kuten patteritermostaatilla.
• Menoveden lämpötilaa ohjataan oikein säädetyllä elektronisella ulkolämpötilakompensoidulla 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 toteutusEnergiatehokkaan lämmitysjärjestelmän toteutus
3.5 Puutteellinen tietämys
termostaattien käytöstä
Patteritermostaatti on suunniteltu päästämään automaattisesti oikea määrä
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? 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.
4.1 Määrittele vaadittava
patterikapasiteetti
huonekohtaisesti
4.2 Määrittele suunniteltu
virtaama jokaiseen patteriin
(qv)
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 tulo- ja 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 =
ρ • c • (T
P
patteri
meno
- T
paluu
[m3/s]
)
qv Suunniteltu virtaama [m3/s]
P
Patterin teho [W]
patteri
ρ Veden tiheys 1000 [kg/m3]
c Veden ominaislämpökapasiteetti 4190 [J/(kg.K)]
T
Menoveden lämpötila [°C]
meno
T
Paluuveden lämpötila [°C]
paluu
Yksinkertaistettu kaava (ole tietoinen mukautetuista mittayksiköistä !):
qv Suunniteltu virtaama [m3/h]
P
Patterin teho [kW]
patteri
ΔT Meno- ja paluulämpötilan ero [K]
qv =
0,86 • P
ΔT
patteri
[m3/h]
8 | © Danfoss | 2019
T
ow
tulo
v
q
P
radiator
patteri
T
return
paluu
v
q
Mitä voimme oppia ylläolevasta kaavasta?
• Suunniteltu virtaama on enimmäkseen riippuvainen huoneen lämmöntarpeesta, joka tuotetaan lämpöpatterilla sekä meno- ja paluulämpötilan (ΔT) erosta.
• Järjestelmä, joka suunnitellaan pienellä ΔT tuottaa korkeat virtaamat.
Huomaa: Korkeammat virtaukset tuottavat korkeammat painehäviöt putkistossa
ja tarpeen suuremmalle pumppukapasiteetille.
Loading...