Lämmitysverkostojen tarkastelulla parannusta sisäolosuhteisiin ja energian käyttöön TAMKin päätalossa
Ruoho, Kimmo (2014)
Ruoho, Kimmo
Tampereen ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201403072935
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201403072935
Tiivistelmä
Opinnäytetyössä selvitettiin Tampereen ammattikorkeakoulun Kuntokadun kampuksen päätalon lämpöverkostojen ja ilmanvaihdon lämmityspiirin tilaa. Opinnäytetyön yhteydessä tehtiin verkostojen perussäätö sekä pumppujen säädöt. Myös lämmityksen säätökäyrät ja ilmanvaihdon lämmityspattereiden säätökäyrät tutkittiin ja muutettiin vastaamaan alkuperäisiä asetuksia. Säätökäyrät eivät vastanneet suunnitelmia. Pattereiden termostaattisista venttiileistä suureen osaan oli asetettu väärä esisäätöarvo. Verkostojen virtaamat eivät olleet suunnitelman mukaisia, ja kaksi patteriverkostoa oli kytketty ristiin.
Rakennuksen energiankäyttöä simuloitiin Ilmatieteen laitoksen nykyilmaston testivuoden tietojen perusteella. Simuloinnilla saatiin tietoa säätö- ja muutostöiden vaikutuksista rakennuksen energiankäyttöön. Ilmanvaihtokoneiden tuloilman lämmityskäyrien säädöllä saavutettiin simuloinnin perusteella 30 MWh:n vuotuinen energian säästö. Patteriverkostojen paluuveden lämpötilaa ei tunnettu, joten simuloinnin perusteella näyttäisi siltä, että rakennus käyttää säädön jälkeen energiaa enemmän kuin ennen perussäätöä. Simulointi ei kuitenkaan ottanut huomioon ulkoisten lämpökuormien vaikutusta eikä termostaattisten patteriventtiilien huonelämpötilan rajoitusta. Huonelämpötilojen mittausten perusteella perussäädöllä saavutettiin 100 MWh:n vuotuinen energian säästö.
Työssä tutkittiin myös lämmityspatterien lämmönluovutuskykyyn vaikuttavia tekijöitä. Patterit oli mitoitettu 80/60-verkostoon. Rakennusautomaation säätö toimii kuitenkin 70/40-verkoston mukaisilla toiminta-arvoilla. Suurimmat patterin lämmönluovutuskykyyn vaikuttuvat tekijät ovat patterin keskimääräinen lämpötila sekä lämmönluovutukseen käytettävissä oleva pinta-ala. Keskimääräisen lämpötilan pudottaminen mitoituslämpötilasta käytettyyn lämpötilaan pienentää lämmönluovutuskykyä yli 40 %.
Säätötyön tuloksena tuloilma on viileämpää, jolloin se sekoittuu paremmin huoneilmaan kuin aikaisemmin. Luokka- ja työhuoneisiin saatiin aikaisempaa tasaisemmat lämpötilat, ja käytävienkin lämpötilat alenivat.
Lämmitysverkostojen energiatehokkuutta voitaisiin edelleen parantaa esimerkiksi vaihtamalla lämmitysverkostojen pumput taajuusmuuttajakäyttöisiin ja muuttamalla verkosto toimimaan vakiopaine-ero-ohjattuna. Lisäksi olisi hyödyllistä tutkia, ovatko nykyiset patterit selvästi ylimitoitettuja, jolloin patteriverkoston virtaamia voitaisiin pienentää.
Rakennuksen energiankäyttöä simuloitiin Ilmatieteen laitoksen nykyilmaston testivuoden tietojen perusteella. Simuloinnilla saatiin tietoa säätö- ja muutostöiden vaikutuksista rakennuksen energiankäyttöön. Ilmanvaihtokoneiden tuloilman lämmityskäyrien säädöllä saavutettiin simuloinnin perusteella 30 MWh:n vuotuinen energian säästö. Patteriverkostojen paluuveden lämpötilaa ei tunnettu, joten simuloinnin perusteella näyttäisi siltä, että rakennus käyttää säädön jälkeen energiaa enemmän kuin ennen perussäätöä. Simulointi ei kuitenkaan ottanut huomioon ulkoisten lämpökuormien vaikutusta eikä termostaattisten patteriventtiilien huonelämpötilan rajoitusta. Huonelämpötilojen mittausten perusteella perussäädöllä saavutettiin 100 MWh:n vuotuinen energian säästö.
Työssä tutkittiin myös lämmityspatterien lämmönluovutuskykyyn vaikuttavia tekijöitä. Patterit oli mitoitettu 80/60-verkostoon. Rakennusautomaation säätö toimii kuitenkin 70/40-verkoston mukaisilla toiminta-arvoilla. Suurimmat patterin lämmönluovutuskykyyn vaikuttuvat tekijät ovat patterin keskimääräinen lämpötila sekä lämmönluovutukseen käytettävissä oleva pinta-ala. Keskimääräisen lämpötilan pudottaminen mitoituslämpötilasta käytettyyn lämpötilaan pienentää lämmönluovutuskykyä yli 40 %.
Säätötyön tuloksena tuloilma on viileämpää, jolloin se sekoittuu paremmin huoneilmaan kuin aikaisemmin. Luokka- ja työhuoneisiin saatiin aikaisempaa tasaisemmat lämpötilat, ja käytävienkin lämpötilat alenivat.
Lämmitysverkostojen energiatehokkuutta voitaisiin edelleen parantaa esimerkiksi vaihtamalla lämmitysverkostojen pumput taajuusmuuttajakäyttöisiin ja muuttamalla verkosto toimimaan vakiopaine-ero-ohjattuna. Lisäksi olisi hyödyllistä tutkia, ovatko nykyiset patterit selvästi ylimitoitettuja, jolloin patteriverkoston virtaamia voitaisiin pienentää.