MAKING MODERN LIVING POSSIBLE
Vesikiertoisen lattialämmityksen perusteet
DANFOSS HEATING SOLUTIONS Käsikirja
Käsikirja Vesikiertoisen lattialämmityksen perusteet
2
VGDYA220 © Danfoss 03/2011
Käsikirja Vesikiertoisen lattialämmityksen perusteet
Vesikiertoisen
lattialämmityksen
perusteet
Miksi valitsisin
lattialämmityksen?
Lattian alle asennettava lämmitys on viime
vuosina jatkuvasti kasvattanut suosiotaan, sillä se
tuo sekä asuinrakennuksiin että julkisiin tiloihin
monia mahdollisuuksia, joita perinteiset lämmitysmenetelmät eivät tarjoa.
Lattian alle asennettavaan lämmitykseen liittyy
kuitenkin myös joitakin haasteita. Siksi onkin
tärkeää valita lattian rakenteeseen ja lämmityksen
säätömenetelmään sopiva ratkaisu, jotta mahdollisuuksista saisi kaiken irti.
Useimmissa maissa lattialämmitys on uudisrakennusten suosituin lämmitysmuoto.
Tämä pätee erityisesti asuinrakennuksiin, mutta
Rumia, puhdistusta vaativia lämpöpattereita ei tarvita.
Huonekalut voi sijoittaa haluttuun paikkaan lämpöpattereista riippumatta.
Danfossin laaja lattialämmityksen kokonaisratkaisujen valikoima perustuu kahteen pääperiaatteeseen:
• Danfossin lattialämmitysratkaisujen asentaminen on helppoa, nopeaa ja turvallista.
• Danfossin lattialämmitysratkaisut takaavat
käyttäjilleen optimaalisen lämmitysmukavuuden mahdollisimman pienellä energiankulutuksella.
myös toimistoihin ja muihin julkisiin tiloihin valitaan yhä useammin lattialämmitys.
Lattialämmitys tuo käyttäjälleen monia etuja:
Lattialämmitys on mukava, sillä se pitää jalat lämpiminä ja pään hieman viileämpänä.
Useimmat kokevat mukavimmaksi juuri tällaisen lämpötilaeron jalkojen ja pään
välillä.
Nykyään puu- ja laattalattiat ovat suositumpia lattiapäällysteitä kuin matot.
Lattialämmitys tuottaakin eniten lisämukavuutta kyseisenlaisten ”kylmien”
materiaalien yhteydessä.
Koska lattialämmitys tuottaa lämpöä koko huoneeseen, vastaavia lämpötilaeroja
kuin lämpöpatterin ja huoneen kauimmaisen nurkan välillä ei synny.
Sisäilman laatuun kiinnitetään koko ajan enemmän huomiota. Yhä useammat
kärsivät astmasta tai allergioista, joten on tärkeää, että kodin voi siivota
perusteellisesti. Lattialämmitys helpottaa siivoamista huomattavasti.
Lattialämmityksen suuren lämmityspinta-alan ansiosta ilma myös sekoittuu
vähemmän, ja huoneeseen muodostuu vähemmän pölyä.
Märkä kylpyhuoneen lattia on kaikille tuttu harmi. Lattialämmitystä käytettäessä vesi
höyrystyy pois nopeasti, joten lattia on taas pian kuiva ja lämmin.
Lattialämmityksen ansiosta huoneen lämpötilaa voi laskea 1–2 °C, mikä säästää
energiaa 6–12 %.
VGDYA220 © Danfoss 03/2011
3
Käsikirja Vesikiertoisen lattialämmityksen perusteet
Missä lattialämmitystä
voi käyttää?
Energiankulutus
Kun lattialämmitys on asianmukaisesti suunniteltu
ja asennettu ja esimerkiksi lattian rakenne, päällyste
ja materiaalit on otettu huomioon, se soveltuu periaatteessa mihin tahansa tilaan.
•
Se soveltuu kaikkien lattiapäällysteiden, laatan,
puun (massiivipuu/parketti), linoleumin ja mattojen yhteyteen, kunhan luovutettava lämpömäärä valitaan pintamateriaalin mukaan.
• Se sopii kaikkiin uudisrakennuksiin.
• Se sopii remonttikohteisiin. Jos asennuskorkeus
on rajallinen, Danfossin tuotevalikoimasta kannattaa valita vaikkapa SpeedUp™ tai SpeedUp
Eco™, joiden asennuskorkeus on erittäin matala.
Lattialämmityksen energiankulutuksesta on
puhuttu paljon ja pitkään. Lattialämmityksen on
väitetty kasvattavan lämmityskustannuksia
perinteisempiin lämpöpatteriratkaisuihin
verrattuna.
Kun lattialämmitysjärjestelmiä alettiin ottaa
käyttöön, niitä asennettiin entisenlaisiin rakenteisiin; lattialämmitysputket vain vedettiin tavallisen
talon lattian rakenteisiin. Kun lattialämmitysputket upotetaan lattiaan, alaspäinen lämpöhäviö
kasvaa automaattisesti, mikä lisää lämmityskustannuksia.
•
Yksittäisiä huoneita remontoitaessa lattialämmityksen liittäminen olemassa olevaan lämmitysjärjestelmään ja varustaminen automaattisella
säätöventtiilillä voi olla hyvä ja taloudellinen
ratkaisu.
•
Jos lattialämmitys asennetaan koko rakennukseen, Danfossin CF2:n kaltaisesta langattomasta
säätöjärjestelmästä on paljon hyötyä, sillä se ei
vaadi johdottamista.
•
Lattialämmitys soveltuu käytettäväksi kaikkien
lisälämmönlähteiden yhteydessä. Luovutettava
lämpömäärä on kuitenkin aina säädettävä niin,
ettei lattian pintalämpötila ylitä suositusarvoa
(esim. puulattian toimittajan suositusta).
Asian laita on kuitenkin muuttunut. Nykyiset
lattiarakenteet on eristetty paljon aiempaa
paremmin, ja lattialämmityksen asentamiselle on
hyvät edellytykset. Siksi lämpöhäviö on nykyään
yleensä yhtä suuri lattialämmityksellä ja perinteisemmillä menetelmillä lämmitetyissä taloissa.
Lattialämmityksen ja muiden lämmitysvaihtoehtoihin energiankulutuksen vertailuun kuitenkin
vaikuttavat muut seikat, kuten käyttötottumukset
ja mukavuudenhalu. Useimmat kokevat miellyttävänä sen, että pään tasalla on viileämpää kuin
jalkojen.
Lattialämmityksen ansiosta huonelämpötilaa voi
tästä syystä ongelmitta laskea 1–2 °C perinteisten
lämpöpatterien vaatimaan lämpötilaan verrattuna, jolloin energiaa säästyy 6–12 %.
Käyttömukavuus ja tottumukset
4
Toiset taas tuntevat olonsa mukavasti, kun jalat
ovat oikein lämpimät. Tällöin lattia voi olla niin
lämmin, että huoneen lämpötila nousee epämiellyttävän korkeaksi – esimerkiksi laatoitetussa
kylpyhuoneessa.
Mainitut käyttötottumukset vaikuttavat energiankulutukseen päinvastaisin tavoin. Niistä huomataankin, että lattialämmityksen vaikutuksesta
energiankulutukseen ei voi antaa yksiselitteistä
vastausta, sillä kunkin käyttäjän toiminnalla on
siihen erittäin suuri vaikutus.
Voidaan kuitenkin todeta, että muihin lämmitysjärjestelmiin verrattuna lattialämmitys oikein
käytettynä säästää energiaa ja parantaa käyttäjän
kokemaa mukavuutta.
VGDYA220 © Danfoss 03/2011
Käsikirja Vesikiertoisen lattialämmityksen perusteet
Huoneiden lämpötila
Huoneen koettu lämpötila syntyy kahdesta
eri tekijästä: ilman lämpötilasta ja ympäristön
säteilystä eli huoneen lämmityselementtien
lämpösäteilystä. Monessa mielessä voi olla eduksi,
että lämpösäteily muodostaa suuren osan ”kokonaislämpötilasta” eli niin sanotusta operatiivisesta
lämpötilasta. Jos suuri osa operatiivisesta lämpötilasta syntyy ilman lämpötilasta, huoneilmassa
tapahtuu paljon konvektiota eli ilman sekoittumista. Jos ilman sekoittuminen on runsasta, siihen
muodostuu harmillisia pyörteitä, ilman pölypitoisuus kasvaa ja ilmanlaatu heikkenee. Konvektion
ja lämpösäteilyn käyttäytymistä lattialämmityksen
ja lämpöpatterien yhteydessä kuvataan alla.
Lämpöpattereita käytettäessä ilman lämpötilan
tai konvektion osuus on noin 70 % operatiivisesta
lämpötilasta. Se onkin loogista ottaen huomioon,
että lämpöpatterin pinta-ala on melko pieni lämmitettävän huoneen kokoon nähden.
Lattialämmitys sitä vastoin tuottaa lämpöä
erittäin laajalla alalla, jolloin lämpö jakautuu
huoneeseen tasaisesti. Lämmityssuhde onkin
käänteinen edelliseen verrattuna: 70 % operatiivisesta lämpötilasta syntyy lämpösäteilystä.
23 ˚C
C
R
21 ˚C
R
C
19 ˚C
Kuva 1: Lämpöpatterit: 70 % konvektiosta ja 30 %
lämpösäteilystä.
19 ˚C
21 ˚C
R
R
23 ˚C
R
Kuva 2: Lattialämmitys: 30 % konvektiosta ja 70 %
lämpösäteilystä
Lattian optimaalinen
lämpötila
Eri ihmisillä on erilainen käsitys mukavasta
lämpötilasta. Siksi lattiallekaan ei voi määritellä
optimaalista lämpötila, joka sopisi kaikille.
Voidaan vain antaa lattian pintalämpötilaa
koskevia suosituksia, jotta lämpötila miellyttäisi
mahdollisimman monia.
Lattialämmityksen yleisesti suositeltavat lämpötila-alueet ovat 19–24 °C asuintiloissa ja 24–29
°C kylpyhuoneissa. Useimmat kokevat nämä
lämpötila-alueet miellyttävinä.
Kuva 3: Kunkin lämpötila-alueen kokeeepämiellyttäväksi aina noin 10 % ihmisistä.
VGDYA220 © Danfoss 03/2011
5
Käsikirja Vesikiertoisen lattialämmityksen perusteet
Lämpötilan
jakautuminen
huoneessa
Täysin saman lämpötilan ylläpitäminen kaikkialla
huoneessa ei käytännössä ole mahdollista.
Lämmin ilma nousee ylöspäin, joten ilmaa virtaa
aina lämmönlähteestä kattoa kohti.
Lämpötilaero ei kuitenkaan saa olla kovin suuri.
Suositeltava pystysuuntainen lämpötilaero on
noin 2 °C lattian ja pään tason välillä, sillä useimmat haluavat pitää ”pään kylmänä mutta jalat
lämpiminä”.
Kuva 5: Lämpötilan pystysuuntainen jakautuminen:
1. Ihanteellinen lämmitys
2. Lattialämmitys
3. Kattolämmitys
4. Lämpöpatterit
Kuten kuvasta käy ilmi, lämpötila jakautuu
lattialämmityksessä lähes ihanteellisesti. Siksi
keskimääräistä lämpötilaa voi lattialämmityksessä
usein alentaa mukavuudesta tinkimättä, mikä
puolestaan vähentää energiankulutusta.
Kuva 4: Lämpötilaero ei saisi olla suurempi kuin
3°C, sillä silloin keho ”hämmentyy” ja miellyttävyyden tuntu vähenee.
Lämpöhäviö
Äkillistä lämpöhäviötä voi esiintyä erityisesti
vanhoissa rakennuksissa ja julkisissa tiloissa, joissa
on suuret tai korkeat ikkunat. Lämpöhäviö johtuu
siitä, että eristys ei toimi jossakin kohtaa rakennusta – esimerkiksi ikkunan kohdalla.
Tällöin huonetilan katon ja lattian pinnan välille
muodostuu suuri lämpötilaero. Lämpötilaeron
vaikutuksesta ilma jäähtyy merkittävästi katonrajassa, ja viileä ilma – lämmintä ilmaa raskaampana
– ”putoaa” kohti lattiaa melko suurella nopeudella.
Ilmiö voi tuntua epämiellyttävältä ja aiheuttaa
vetoa. Ongelma pyritään poistamaan yleensä
sijoittamalla lämmönlähde paikkaan, jossa lämpöhäviön todennäköisyys on suuri, ja ylöspäinen
ilmavirtaus kumoaa ilmiön.
Lattialämmitystä käytettäessä ratkaisu ei toimi, sillä koko lattiapinta luovuttaa lämpöä. Ongelmaan
on kuitenkin olemassa monia eri ratkaisuja:
• Tehokkaasti eristettyjen matalaenergiaikkunoiden asentaminen.
• Lattialämmitysputkien asentaminen tavallista
tiheämpään tehon nostamiseksi tarvittavissa
kohdin (ylittämättä kuitenkaan ilmoitettuja
pinnan enimmäislämpötiloja).
• Lattialämmityksen syöttöputken asentaminen
ongelma-alueelle.
• Ikkunarakenteiden optimointi, esim. kylmän
ilmavirtauksen katkaiseminen ulokkein.
• Konvektorien asennus lisälämmönlähteiksi.
Kuva 6: Veto ja lämpöhäviö ikkunoiden kautta.
6
VGDYA220 © Danfoss 03/2011
Käsikirja Vesikiertoisen lattialämmityksen perusteet
Lattialämmitysjärjestelmän mitoitus
Lattialämmitys on matalalämpöinen lämmitysjärjestelmä, joten ensisijaisen lämmönlähteen
tuottama lämpötila on yleensä alennettava 30–40
°C:een esim. Danfoss Compact Mixing Shunt
-sekoitusventtiilillä.
Kuva 7: Tyypillinen lattialämmityksen toisiopuolen (matalan lämpötilan puolen) säätöjärjestelmä.
Danfoss tarjoaa monipuolista palvelua asentajan
avuksi lattialämmitysjärjestelmän mitoituksessa, asennuksessa ja käyttöönotossa (asiakkaan
toimittamien tietojen pohjalta):
Kokonaisuuden mitoittamiseen käytetään
laskentaohjelmaa, sillä esim. syöttölämpötilan
laskeminen on monimutkainen prosessi, joka
edellyttää tarkkoja tietoja lämmön siirtymisestä
lattian eri materiaaleissa jne.
• Piirustukset ja putkikaaviot.
• Tuotekoulutukset.
• Mitoitus ja osaluettelot.
• Laaja tekninen dokumentaatio.
• Tekninen ja myynnin jälkeinen tuki.
• Suora tuki paikan päällä.
VGDYA220 © Danfoss 03/2011
7
Käsikirja Vesikiertoisen lattialämmityksen perusteet
Kaikille lämmönlähteille
Huonekohtainen
lämpötilan säätö
Lattialämmitysjärjstelmä toimii alhaisella lämpötilalla; sen tyypillinen syöttölämpötila on 30–40
°C. Lattialämmitysjärjestelmät voivatkin saada
lämpönsä monista eri lähteistä, kuten aurinkopaneeleista tai lämpöpumpuista.
Lämpöpumppujen teho vaihtelee vaadittavan
syöttölämpötilan mukaan erittäin paljon. Jos
lämpöpumpun tuottaman veden lämpötilaa on
mahdollista alentaa, pumpun teho nousee merkittävästi, kuten taulukosta käy ilmi.
Esimerkissä lattialämmitysjärjestelmän tavoiteltava syöttölämpötila on 35 °C ja perinteinen lämmitysjärjestelmä vaatii 55 °C:n syöttölämpötilan.
Lämpöpumpun tehokertoimet (COP) ovat tällöin
5,0 tai 3,2, taulukon mukaisesti.
Asuin- ja työskentelytilojen lämpötilalla on suuri
merkitys hyvinvoinnille. Ne eivät saa olla liian
lämpimiä tai viileitä, ja lämpötilaa on voitava
säätää vaatetuksen ja toiminnan mukaan.
Esimerkiksi toimistotyöntekijät käyttävät yleensä
kevyttä vaatetusta, ja heidän ruumiinlämpönsä
on alhaisempi kuin tavaroita pakkaavien
varastotyöntekijöiden. Siksi toimistotiloissa
tarvitaan enemmän lämpöä.
23 °C
17 °C
17 °C
20 °C
Kuva 8: Tyypillisiä asuinhuoneiden lämpötiloja.
20 °C
Toiminta ja vaatetus vaihtelevat huoneesta toiseen, joten huoneen lämpötilaa on hyvä säätää
Toisin sanoen lämpöpumppu on 56 % tehokkaampi, kun sitä käytetään lattialämmitysjärjestelmän yhteydessä perinteisen lämmitysjärjestelmän
sijaan.
Brine-lämpötila kollektorilta
°C -5 0 5
35 3.9 4.5 5.0
40 3.5 4.0 4.5
45 3.1 3.5 4.0
Rakennuksen
50 2.8 3.2 3.6
syöttölämpötila
55 2.5 2.8 3.2
vastaavasti. Lämpötilan säätämisen perimmäinen tavoite on yhdistää mahdollisimman suuri
mukavuus mahdollisimman pieneen energiankulutukseen. Siksi lämmitysjärjestelmän on varmistettava, että
kaikissa huoneissa vallitsee aina
sopiva lämpötila, joka ei vaihtele
havaittavasti.
Huomioon on otettava monia
seikkoja, kuten huoneessa olevien ihmisten toiminta ja vaatetus,
lämpöhäviö ikkunoiden kautta
sekä lämmönsaanti valoista, tietokoneista ja
muista lämmönlähteistä. Lämpötilan säädön on
toimittava yksilöllisesti ainakin huoneittain tai
alueittain. Lämpötilan huonekohtaisen säädön
merkitystä asuinmukavuudelle ja
energiansäästölle on selvitetty riippumattomin
testein ja simulaatioin. Tulokset vaihtelevat sen
mukaan, millainen talo tai asunto on kyseessä,
millaiset sen rakenteet ja käyttötottumukset ovat
ja mitä testimenetelmää on käytetty. Yleensä
ottaen tutkimukset kuitenkin tukevat yksiselitteisesti sitä, että huonekohtainen lämpötilansäätö
on tärkeää sekä asumismukavuuden että energiansäästön kannalta.
Tutkimusten mukaan energiaa on mahdollista
säästää noin 25 % asuinmukavuudesta tinkimättä.
Kuva 9: Tyypillisiä mukavaksi koettuja lämpötiloja: 1. kylpyhuone, 2. olohuone, 3. makuuhuone.
Olohuoneen kohdalla punainen viiva kuvaa lämpötilaa käytettäessä huonekohtaista lämpötilan säätöä
ja harmaa viiva lämpötilaa ilman säätöä.
8
VGDYA220 © Danfoss 03/2011
Käsikirja Vesikiertoisen lattialämmityksen perusteet
17.0
18.0
19.0
20.0
21.0
22.0
23.0
24.0
25.0
26.0
27.0
Date: 2002-02-07
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Temp Setpoint,
Floor surface temp., Deg-C
Oper. temp Living room[1], Deg-C
TAIRMEAN
17.0
18.0
19.0
20.0
21.0
22.0
23.0
24.0
25.0
26.0
27.0
28.0
Date: 2002-02-07
0
2 4 6 8
10 12
14
16
18
20
22
24
Temp Setpoint,
Floor surface, Deg-C
Oper. temp Living room[1], Deg-C
TAIRMEAN
Lattiarakenne ja järjestelmän suorituskyky
Mahdollisimman hyvän käyttömukavuuden
nimissä lämmitysjärjestelmän tärkein ominaisuus
on kyky luovuttaa juuri oikea määrä lämpöä oikeaan aikaan oikeassa huoneessa. Siksi lattialämmityksen säädinten on voitava säädellä jokaista
huonetta erikseen.
Se ei kuitenkaan vielä riitä, sillä on otettava huomioon myös lämmön luovuttaja, tässä tapauksessa lattia. Tyypillisessä lattialämmitysjärjestelmässä
on betoniin upotetut putket, joten lämmitysjärjestelmään varastoituu erittäin paljon energiaa.
Kuva 10: Tyypillinen raskasrakenteinen lattia betoniin upotetuin putkin.
Kun tällaisessa rakenteessa on saavutettu huoneen haluttu lämpötila ja huonetermostaatti katkaisee lämmityksen eli lämpimän veden syötön
huoneeseen, lattia jatkaa lämmön luovuttamista,
kunnes lattian pintalämpötila saavuttaa huoneen
lämpötilan.
Prosessi voi kestää tuntikausia, ja koko sen ajan
huoneen lämpötila nousee nousemistaan.
Ongelman välttämiseksi on tärkeää, että lämmön
luovuttaja reagoi huoneen lämpötilan äkillisiin
vaihteluihin nopeasti.
Kuva 11: Kevytrakenteinen lattia (Danfoss
SpeedUp™).
Eristeestä ja lämmönjakolevyistä koostuvat
kevytrakenteiset lattiat – esimerkiksi Danfoss
SpeedUp™ ja SpeedUp Eco™ – reagoivat paljon
nopeammin kuin perinteiset, hitaasti reagoivat
betonilattiat ja mahdollistavat huoneiden lämpötilan tarkemman säätämisen.
Esimerkki
Tässä esimerkissä perinteistä ”raskasta” betonilattiaa verrataan Danfossin ”kevyeen” SpeedUp™- lattiaan; molemmat on asennettu tyypilliseen omakotitaloon. Simulointiin on käytetty IDA Indoor
Climate and Energy 3.0 -simulointiohjelmaa.
Käyrät osoittavat todellisen lämpötilan kehittymisen 24 tunnin ajanjaksolla. Siihen sisältyy kaksi
alennusvaihetta, joiden aikana asetuslämpötilaa lasketaan 21 °C:sta 17 °C:een.
Järjestelmien suorituskykyä kuvataan sen mukaan, kuinka tarkasti todellinen huonelämpötila
(sininen viiva) noudattaa asetuslämpötilaa (punainen viiva). Käyrien perusteella on selvää, että
”kevyt” lattia kykenee noudattamaan tavoitelämpötilaa paremmin kuin ”raskas” lattia, joka ei
alennusvaiheen aikana ehdi reagoida mitenkään. Ero näkyy selvästi myös käyrässä, jossa lattian
pintalämpötila (vihreä viiva) nousee ja laskee ”kevyessä” lattiassa hyvin tiuhaan ”raskaaseen”
lattiaan verrattuna.
Kuva 12: ”Raskas” lattiarakenne
VGDYA220 © Danfoss 03/2011
Kuva 13: ”Kevyt” Danfoss SpeedUp™ -lattiarakenne
9
Käsikirja Vesikiertoisen lattialämmityksen perusteet
Yhteenveto
Danfossin lattialämmitysjärjestelmät takaavat
aina optimaalisen asumisviihtyvyyden.
Tarkasti säätävät, langattomat CF2-säätimet
yhdessä nopeasti reagoivien SpeedUplattiapaneelien kanssa tuottavat halutun lämpötilan muutamassa minuutissa tuntien sijaan, joten energiaa
ja rahaa säästyy.
10
VGDYA220 © Danfoss 03/2011
Käsikirja Vesikiertoisen lattialämmityksen perusteet
VGDYA220 © Danfoss 03/2011
11
Käsikirja Vesikiertoisen lattialämmityksen perusteet
Avaimesi optimaaliseen lattialämmitykseen
Lattialämmitys ei ole pelkkiä putkia!
Optimaalinen lattialämmitysratkaisu on
myös tarkkaa lämpötilan säätöä, nopeaa
lämmitystä, mukavuutta ja energiatehokkuutta. Danfoss tarjoaa sinulle optimaalisen
lattialämmitysratkaisun.
12
Danfossin ratkaisut lukeutuvat maailman
parhaisiin ja edistyneimpiin, sillä niissä
vuosien kokemus yhdistyy tuotekehitykseen ja tekniseen osaamiseen. Lattialämmitysratkaisumme ovat nopeita ja helppoja
asentaa. Laajan tuotevalikoimamme ja
VGDYA220 © Danfoss 03/2011
teknisen asiantuntemuksemme ansiosta
saat meiltä, Danfossilta, kaiken tarvitsemasi,
ja asiat hoituvat nopeasti ja huolettomasti.
Mitä vähemmän aikaa asennukseen ja
huoltoon kuluu, sitä enemmän aikaa sinulle
jää liiketoimintasi harjoittamiseen.
Loading...