Huonelämpötilan säätö

Translated title of the contribution: Controllability of room air temperature

Päivi Laitila, Katri Katajisto, Sami Karjalainen, Kenneth Lassila

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksen tavoitteena on selvittää huonetilan ja sen lämmitys- ja ilmastointijärjestelmän muodostaman kokonaisuuden toimintaa ja huonelämpötilan säädettävyyttä eri toimintatiloissa. Huonelämpötilan säätöpiiriä tarkastellaan aluksi yksikköprosessina, jotta prosessin tunnusomaiset piirteet saadaan selville mahdollisimman hyvin. Prosessille tehdään askelvastekokeita, selvitetään säätolain valintaa ja viritystä sekä suljetun säätöpiirin toimintaa erilaisissa muutostilanteissa. Tutkimus pohjautuu pääosin toimistorakennukselle tehtyihin simulointilaskelmiin, joita on tehty käyttäen TRNSYS-, HVAESIM+- ja PIPNET-simulointiohjelmistoja. Raportissa esitetään myös mittaustuloksia huonelämpötilan säädettävyydestä koekohteessa. Tehtäessä esim. tuloilman lämpötilaan porrasmainen muutos näkyy muutoksen vaikutus huonelämpötilan vasteessa huomattavasti vaimentuneena, ja uuden huonelämpötilan tasapainotilan saavuttaminen kestää useita tunteja. Prosessin aikavakio on 30 min - 100 min. Säätötekninen tasapainotila saavutetaan noin 4 tunnissa. Säädön vaikeusaste on huomattavasti alle 0,1 kaikissa huonelämpötilan säädön tapauksissa. Askelvastekokeiden perusteella Zieglerin ja Meholsin kokemusperäisillä kaavoilla viritetty säädin soveltuu huonelämpötilan säätöön. Tutkimuksessa tarkastellaan myös keskitettyä ja huonekohtaista huonelämpötilan säätöä. Keskitetty huonelämpötilan säätö ei johda riittävän hyvään säätötulokseen, joten pyrittäessä yksilölliseen säätöön, tulee säädön olla huone- tai vyöhykekohtaista. Simulointien perusteella lämmityksen ja ilmastoinnin yhdistetty säätö on optimaalisesti vaikea toteuttaa varsinkin silloin, kun ulkoiset lämpökuormat vaihtelevat paljon. Koekohteessa tehtyjen mittausten perusteella ei lämmityksen ja ilmastoinnin säätöjärjestelmien yhteensovittamisesta havaittu olevan hyötyä. Tähän vaikuttaa se, että koekohteessa oli suuret sisäiset lämpökuormat, ja patteriverkostolla oli pieni vaikutusmahdollisuus.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages152
ISBN (Print)951-38-3915-X
Publication statusPublished - 1991
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita
Volume1194
ISSN0358-5085

Fingerprint

ambient temperature
air temperature
Olla

Keywords

  • buildings
  • temperature
  • air conditioning
  • equipment
  • heating
  • behavior
  • utilization
  • office buildings
  • analyzing
  • dynamic properties
  • controllability
  • controllers
  • adjusting
  • simulation
  • computer programs
  • measure and integration

Cite this

Laitila, P., Katajisto, K., Karjalainen, S., & Lassila, K. (1991). Huonelämpötilan säätö. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, Vol.. 1194
Laitila, Päivi ; Katajisto, Katri ; Karjalainen, Sami ; Lassila, Kenneth. / Huonelämpötilan säätö. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1991. 152 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, Vol. 1194).
@book{e025ea100a184bb09bc5d2dd2d26468a,
title = "Huonel{\"a}mp{\"o}tilan s{\"a}{\"a}t{\"o}",
abstract = "Tutkimuksen tavoitteena on selvitt{\"a}{\"a} huonetilan ja sen l{\"a}mmitys- ja ilmastointij{\"a}rjestelm{\"a}n muodostaman kokonaisuuden toimintaa ja huonel{\"a}mp{\"o}tilan s{\"a}{\"a}dett{\"a}vyytt{\"a} eri toimintatiloissa. Huonel{\"a}mp{\"o}tilan s{\"a}{\"a}t{\"o}piiri{\"a} tarkastellaan aluksi yksikk{\"o}prosessina, jotta prosessin tunnusomaiset piirteet saadaan selville mahdollisimman hyvin. Prosessille tehd{\"a}{\"a}n askelvastekokeita, selvitet{\"a}{\"a}n s{\"a}{\"a}tolain valintaa ja virityst{\"a} sek{\"a} suljetun s{\"a}{\"a}t{\"o}piirin toimintaa erilaisissa muutostilanteissa. Tutkimus pohjautuu p{\"a}{\"a}osin toimistorakennukselle tehtyihin simulointilaskelmiin, joita on tehty k{\"a}ytt{\"a}en TRNSYS-, HVAESIM+- ja PIPNET-simulointiohjelmistoja. Raportissa esitet{\"a}{\"a}n my{\"o}s mittaustuloksia huonel{\"a}mp{\"o}tilan s{\"a}{\"a}dett{\"a}vyydest{\"a} koekohteessa. Teht{\"a}ess{\"a} esim. tuloilman l{\"a}mp{\"o}tilaan porrasmainen muutos n{\"a}kyy muutoksen vaikutus huonel{\"a}mp{\"o}tilan vasteessa huomattavasti vaimentuneena, ja uuden huonel{\"a}mp{\"o}tilan tasapainotilan saavuttaminen kest{\"a}{\"a} useita tunteja. Prosessin aikavakio on 30 min - 100 min. S{\"a}{\"a}t{\"o}tekninen tasapainotila saavutetaan noin 4 tunnissa. S{\"a}{\"a}d{\"o}n vaikeusaste on huomattavasti alle 0,1 kaikissa huonel{\"a}mp{\"o}tilan s{\"a}{\"a}d{\"o}n tapauksissa. Askelvastekokeiden perusteella Zieglerin ja Meholsin kokemusper{\"a}isill{\"a} kaavoilla viritetty s{\"a}{\"a}din soveltuu huonel{\"a}mp{\"o}tilan s{\"a}{\"a}t{\"o}{\"o}n. Tutkimuksessa tarkastellaan my{\"o}s keskitetty{\"a} ja huonekohtaista huonel{\"a}mp{\"o}tilan s{\"a}{\"a}t{\"o}{\"a}. Keskitetty huonel{\"a}mp{\"o}tilan s{\"a}{\"a}t{\"o} ei johda riitt{\"a}v{\"a}n hyv{\"a}{\"a}n s{\"a}{\"a}t{\"o}tulokseen, joten pyritt{\"a}ess{\"a} yksil{\"o}lliseen s{\"a}{\"a}t{\"o}{\"o}n, tulee s{\"a}{\"a}d{\"o}n olla huone- tai vy{\"o}hykekohtaista. Simulointien perusteella l{\"a}mmityksen ja ilmastoinnin yhdistetty s{\"a}{\"a}t{\"o} on optimaalisesti vaikea toteuttaa varsinkin silloin, kun ulkoiset l{\"a}mp{\"o}kuormat vaihtelevat paljon. Koekohteessa tehtyjen mittausten perusteella ei l{\"a}mmityksen ja ilmastoinnin s{\"a}{\"a}t{\"o}j{\"a}rjestelmien yhteensovittamisesta havaittu olevan hy{\"o}ty{\"a}. T{\"a}h{\"a}n vaikuttaa se, ett{\"a} koekohteessa oli suuret sis{\"a}iset l{\"a}mp{\"o}kuormat, ja patteriverkostolla oli pieni vaikutusmahdollisuus.",
keywords = "buildings, temperature, air conditioning, equipment, heating, behavior, utilization, office buildings, analyzing, dynamic properties, controllability, controllers, adjusting, simulation, computer programs, measure and integration",
author = "P{\"a}ivi Laitila and Katri Katajisto and Sami Karjalainen and Kenneth Lassila",
year = "1991",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3915-X",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
address = "Finland",

}

Laitila, P, Katajisto, K, Karjalainen, S & Lassila, K 1991, Huonelämpötilan säätö. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, vol. 1194, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Huonelämpötilan säätö. / Laitila, Päivi; Katajisto, Katri; Karjalainen, Sami; Lassila, Kenneth.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1991. 152 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, Vol. 1194).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Huonelämpötilan säätö

AU - Laitila, Päivi

AU - Katajisto, Katri

AU - Karjalainen, Sami

AU - Lassila, Kenneth

PY - 1991

Y1 - 1991

N2 - Tutkimuksen tavoitteena on selvittää huonetilan ja sen lämmitys- ja ilmastointijärjestelmän muodostaman kokonaisuuden toimintaa ja huonelämpötilan säädettävyyttä eri toimintatiloissa. Huonelämpötilan säätöpiiriä tarkastellaan aluksi yksikköprosessina, jotta prosessin tunnusomaiset piirteet saadaan selville mahdollisimman hyvin. Prosessille tehdään askelvastekokeita, selvitetään säätolain valintaa ja viritystä sekä suljetun säätöpiirin toimintaa erilaisissa muutostilanteissa. Tutkimus pohjautuu pääosin toimistorakennukselle tehtyihin simulointilaskelmiin, joita on tehty käyttäen TRNSYS-, HVAESIM+- ja PIPNET-simulointiohjelmistoja. Raportissa esitetään myös mittaustuloksia huonelämpötilan säädettävyydestä koekohteessa. Tehtäessä esim. tuloilman lämpötilaan porrasmainen muutos näkyy muutoksen vaikutus huonelämpötilan vasteessa huomattavasti vaimentuneena, ja uuden huonelämpötilan tasapainotilan saavuttaminen kestää useita tunteja. Prosessin aikavakio on 30 min - 100 min. Säätötekninen tasapainotila saavutetaan noin 4 tunnissa. Säädön vaikeusaste on huomattavasti alle 0,1 kaikissa huonelämpötilan säädön tapauksissa. Askelvastekokeiden perusteella Zieglerin ja Meholsin kokemusperäisillä kaavoilla viritetty säädin soveltuu huonelämpötilan säätöön. Tutkimuksessa tarkastellaan myös keskitettyä ja huonekohtaista huonelämpötilan säätöä. Keskitetty huonelämpötilan säätö ei johda riittävän hyvään säätötulokseen, joten pyrittäessä yksilölliseen säätöön, tulee säädön olla huone- tai vyöhykekohtaista. Simulointien perusteella lämmityksen ja ilmastoinnin yhdistetty säätö on optimaalisesti vaikea toteuttaa varsinkin silloin, kun ulkoiset lämpökuormat vaihtelevat paljon. Koekohteessa tehtyjen mittausten perusteella ei lämmityksen ja ilmastoinnin säätöjärjestelmien yhteensovittamisesta havaittu olevan hyötyä. Tähän vaikuttaa se, että koekohteessa oli suuret sisäiset lämpökuormat, ja patteriverkostolla oli pieni vaikutusmahdollisuus.

AB - Tutkimuksen tavoitteena on selvittää huonetilan ja sen lämmitys- ja ilmastointijärjestelmän muodostaman kokonaisuuden toimintaa ja huonelämpötilan säädettävyyttä eri toimintatiloissa. Huonelämpötilan säätöpiiriä tarkastellaan aluksi yksikköprosessina, jotta prosessin tunnusomaiset piirteet saadaan selville mahdollisimman hyvin. Prosessille tehdään askelvastekokeita, selvitetään säätolain valintaa ja viritystä sekä suljetun säätöpiirin toimintaa erilaisissa muutostilanteissa. Tutkimus pohjautuu pääosin toimistorakennukselle tehtyihin simulointilaskelmiin, joita on tehty käyttäen TRNSYS-, HVAESIM+- ja PIPNET-simulointiohjelmistoja. Raportissa esitetään myös mittaustuloksia huonelämpötilan säädettävyydestä koekohteessa. Tehtäessä esim. tuloilman lämpötilaan porrasmainen muutos näkyy muutoksen vaikutus huonelämpötilan vasteessa huomattavasti vaimentuneena, ja uuden huonelämpötilan tasapainotilan saavuttaminen kestää useita tunteja. Prosessin aikavakio on 30 min - 100 min. Säätötekninen tasapainotila saavutetaan noin 4 tunnissa. Säädön vaikeusaste on huomattavasti alle 0,1 kaikissa huonelämpötilan säädön tapauksissa. Askelvastekokeiden perusteella Zieglerin ja Meholsin kokemusperäisillä kaavoilla viritetty säädin soveltuu huonelämpötilan säätöön. Tutkimuksessa tarkastellaan myös keskitettyä ja huonekohtaista huonelämpötilan säätöä. Keskitetty huonelämpötilan säätö ei johda riittävän hyvään säätötulokseen, joten pyrittäessä yksilölliseen säätöön, tulee säädön olla huone- tai vyöhykekohtaista. Simulointien perusteella lämmityksen ja ilmastoinnin yhdistetty säätö on optimaalisesti vaikea toteuttaa varsinkin silloin, kun ulkoiset lämpökuormat vaihtelevat paljon. Koekohteessa tehtyjen mittausten perusteella ei lämmityksen ja ilmastoinnin säätöjärjestelmien yhteensovittamisesta havaittu olevan hyötyä. Tähän vaikuttaa se, että koekohteessa oli suuret sisäiset lämpökuormat, ja patteriverkostolla oli pieni vaikutusmahdollisuus.

KW - buildings

KW - temperature

KW - air conditioning

KW - equipment

KW - heating

KW - behavior

KW - utilization

KW - office buildings

KW - analyzing

KW - dynamic properties

KW - controllability

KW - controllers

KW - adjusting

KW - simulation

KW - computer programs

KW - measure and integration

M3 - Report

SN - 951-38-3915-X

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita

BT - Huonelämpötilan säätö

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Laitila P, Katajisto K, Karjalainen S, Lassila K. Huonelämpötilan säätö. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1991. 152 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, Vol. 1194).