Vesikiertoisten verkostojen painehäviöiden minimointi ja energiatehokkuuden parantaminen LVI-suunnittelussa

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin Lvi-Säätö Kanninen Oy:n toimeksiannosta, ja sen tavoitteena on tuottaa yrityksen talotekniikkasuunnittelua tukevaa tietoa vesikiertoisten verkostojen energiatehokkaasta mitoituksesta. Työssä tarkasteltiin, miten vesikiertoisten verkostojen painehäviöitä voidaan pienentää suunnitteluratkaisuilla ilman, että niiden toimivuus tai säätöominaisuudet heikkenevät. Tarkastelu keskittyi erityisesti lämpimän käyttöveden kiertoverkostoon, mutta esitetyt periaatteet soveltuvat myös lämmitys- ja jäähdytysverkostoihin.

Työn käytännön osuudessa analysoitiin liikekiinteistöä, jossa verkoston linjasäätö- ja ryhmäventtiileihin oli suunniteltu useita peräkkäisiä painehäviöitä. Poistamalla tarpeettomia kuristuksia ja optimoimalla venttiilien käyttöä verkoston kokonaisnostokorkeutta pystyttiin alentamaan, mikä mahdollisti pumpun toimintapisteen pudottamisen. Laskennallisten tarkastelujen avulla voitiin osoittaa, että jo pienillä muutoksilla saavutetaan energiansäästöjä ja säästöpotentiaali kasvaa suurivirtauksisissa järjestelmissä.

Työn tulokset osoittivat, että painehäviöiden hallinta on keskeinen osa LVI- suunnittelua. Huolellinen venttiilien sijoitus ja mitoitus ei ainoastaan pienennä pumppujen energiankulutusta vaan parantaa myös järjestelmän toimintaa. Opinnäytetyön suunnitteluratkaisut paransivat järjestelmien energiatehokkuutta.

The purpose of this Bachelor´s thesis was to provide information on the energy-efficient dimensioning of water-based networks to support building services engineering design. The goal was to study how pressure losses in these networks could be reduced through design solutions without compromising functionality or control performance. The study focused specifically on domestic hot water circulation, although the principles remained applicable to heating and cooling systems.

The methods used in the project involved an analysis of a commercial property where valves installed in series created several consecutive pressure losses. Unnecessary flow restrictions were removed, and valve operations were optimized to lower the total head of the network. This made it possible to decrease the pump operating point. Computational analysis demonstrated that even minor adjustments led to energy savings and the potential for savings increased in systems with high flow rates.

The results showed that managing pressure losses was an essential part of HVAC design. Careful placement and dimensioning of valves reduced pump energy consumption and improved the overall system operation. This thesis proves that optimized design solutions improve the energy efficiency of building services and provide a practical approach to reducing operating costs in large buildings.