Lämpötilan säätö vesikeskuslämmitysjärjestelmissä: Lämpö- ja virtaustekninen analyysi

Ari Laitinen, Reijo Kohonen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Lämmitysjärjestelmän tehtävänä on ylläpitää termisesti viihtyisät lämpöolot rakennuksessa oleskeluaikana. Toimivalla säädöllä voidaan hyvä terminen viihtyisyys saada aikaan myös energiataloudellisesti. Tällöin sisäiset ja ulkoiset lämpökuormat hyödynnetään tehokkaasti. Säätöjarjestelmän toimintaedellytykset luodaan prosessin mitoituksella. Vesikeskuslämmitysjärjestelmän suunnitteluun ja rakentamiseen säädettävyyden kannalta esitetään joukko suosituksia, joihin päädyttiin tietokonelaskelmien ja laboratoriokokeiden perusteella. Olennaista on putkiston mitoituksella varmistaa säätöventtiilien vaikutusasteen pysyminen riittävän suurena kaikissa käyttöolosuhteisssa. Keinoja tähän ovat verkon jakaminen säätöryhmiin, ylivirtaus- ja paine-erosäätimien käyttö sekä väljä putkimitoitus. Nykyisessä vesipatterilämmityksessä lämpötila on tyydyttävästi säädettävissä tilakohtaisesti termostaattisilla patteriventtiileillä edellyttäen, että verkoston suunnittelussa tähän on varauduttu ja että termostaattiventtiilit täyttävät esitetyt toiminta-arvot. Termostaatin ominaisuuksilla (hystereesillä, auktoriteetilla ja suhdealueella) on selvä vaikutus säätötulokseen ts. sisäisten ja ulkoisten lämpökuormien hyödyntämiseen. Laskelmat osoittavat myös, että termostaattinen patteriventtiili pystyy korjaamaan vähäiset suunnittelun ja rakentamisen laiminlyönnit. Tämä ei kuitenkaan merkitse sitä, ettei verkoston perussäätöä tarvitsisi tehdä. Laskelmien mukaan lämpökuormien hyödyntämisaste oli noin 30 % termostaattisia patteriventtiileitä käytettäessä. Raskaan ja kevyen rakenteen energiankulutukset olivat lähes yhtä suuret niin termostaattiventtiilin kanssa kuin ilman sekä ylimitoitetussa että tarkasti mitoitetussa järjestelmässä. Sen sijaan massiivisuus tasaa lämpökuormien vaikutusta, erityisesti säteilylämpökuormien vaikutusta. Tarve huonekohtaisesta ja yksilöllisestä säätömahdollisuudesta yhdistettynä komponenttirakentamiskonseptiin merkitsee vesikeskuslämmityksen sekä järjestelmäteknistä että komponenttien kehitystarvetta. Tutkimuksessa kehitetyt laskennalliset valmiudet (verkoston simulointiohjelmisto BUILNET ja komponenttimallit), joita käytettiin perinteisen vesikeskuslämmiysjärjestelmän ominaisuuksien selvittämisessä, soveltuvat myös tulevaisuuden rakennusten lämmönlähteen, lämmönjaon ja säätötavan suhteen joustavan vesikeskuslämmitysjärjestelmän kehitystyöhön.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages118
ISBN (Print)951-38-3118-3
Publication statusPublished - 1988
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita
Number846
ISSN0358-5085

Keywords

  • temperature control
  • control systems
  • heating systems
  • hot water heating
  • thermostats
  • radiator heating
  • energy consumption

Cite this

Laitinen, A., & Kohonen, R. (1988). Lämpötilan säätö vesikeskuslämmitysjärjestelmissä: Lämpö- ja virtaustekninen analyysi. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, No. 846
Laitinen, Ari ; Kohonen, Reijo. / Lämpötilan säätö vesikeskuslämmitysjärjestelmissä : Lämpö- ja virtaustekninen analyysi. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1988. 118 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 846).
@book{f0e29d5d757b4e708e6aefbeeb667688,
title = "L{\"a}mp{\"o}tilan s{\"a}{\"a}t{\"o} vesikeskusl{\"a}mmitysj{\"a}rjestelmiss{\"a}: L{\"a}mp{\"o}- ja virtaustekninen analyysi",
abstract = "L{\"a}mmitysj{\"a}rjestelm{\"a}n teht{\"a}v{\"a}n{\"a} on yll{\"a}pit{\"a}{\"a} termisesti viihtyis{\"a}t l{\"a}mp{\"o}olot rakennuksessa oleskeluaikana. Toimivalla s{\"a}{\"a}d{\"o}ll{\"a} voidaan hyv{\"a} terminen viihtyisyys saada aikaan my{\"o}s energiataloudellisesti. T{\"a}ll{\"o}in sis{\"a}iset ja ulkoiset l{\"a}mp{\"o}kuormat hy{\"o}dynnet{\"a}{\"a}n tehokkaasti. S{\"a}{\"a}t{\"o}jarjestelm{\"a}n toimintaedellytykset luodaan prosessin mitoituksella. Vesikeskusl{\"a}mmitysj{\"a}rjestelm{\"a}n suunnitteluun ja rakentamiseen s{\"a}{\"a}dett{\"a}vyyden kannalta esitet{\"a}{\"a}n joukko suosituksia, joihin p{\"a}{\"a}dyttiin tietokonelaskelmien ja laboratoriokokeiden perusteella. Olennaista on putkiston mitoituksella varmistaa s{\"a}{\"a}t{\"o}venttiilien vaikutusasteen pysyminen riitt{\"a}v{\"a}n suurena kaikissa k{\"a}ytt{\"o}olosuhteisssa. Keinoja t{\"a}h{\"a}n ovat verkon jakaminen s{\"a}{\"a}t{\"o}ryhmiin, ylivirtaus- ja paine-eros{\"a}{\"a}timien k{\"a}ytt{\"o} sek{\"a} v{\"a}lj{\"a} putkimitoitus. Nykyisess{\"a} vesipatteril{\"a}mmityksess{\"a} l{\"a}mp{\"o}tila on tyydytt{\"a}v{\"a}sti s{\"a}{\"a}dett{\"a}viss{\"a} tilakohtaisesti termostaattisilla patteriventtiileill{\"a} edellytt{\"a}en, ett{\"a} verkoston suunnittelussa t{\"a}h{\"a}n on varauduttu ja ett{\"a} termostaattiventtiilit t{\"a}ytt{\"a}v{\"a}t esitetyt toiminta-arvot. Termostaatin ominaisuuksilla (hystereesill{\"a}, auktoriteetilla ja suhdealueella) on selv{\"a} vaikutus s{\"a}{\"a}t{\"o}tulokseen ts. sis{\"a}isten ja ulkoisten l{\"a}mp{\"o}kuormien hy{\"o}dynt{\"a}miseen. Laskelmat osoittavat my{\"o}s, ett{\"a} termostaattinen patteriventtiili pystyy korjaamaan v{\"a}h{\"a}iset suunnittelun ja rakentamisen laiminly{\"o}nnit. T{\"a}m{\"a} ei kuitenkaan merkitse sit{\"a}, ettei verkoston peruss{\"a}{\"a}t{\"o}{\"a} tarvitsisi tehd{\"a}. Laskelmien mukaan l{\"a}mp{\"o}kuormien hy{\"o}dynt{\"a}misaste oli noin 30 {\%} termostaattisia patteriventtiileit{\"a} k{\"a}ytett{\"a}ess{\"a}. Raskaan ja kevyen rakenteen energiankulutukset olivat l{\"a}hes yht{\"a} suuret niin termostaattiventtiilin kanssa kuin ilman sek{\"a} ylimitoitetussa ett{\"a} tarkasti mitoitetussa j{\"a}rjestelm{\"a}ss{\"a}. Sen sijaan massiivisuus tasaa l{\"a}mp{\"o}kuormien vaikutusta, erityisesti s{\"a}teilyl{\"a}mp{\"o}kuormien vaikutusta. Tarve huonekohtaisesta ja yksil{\"o}llisest{\"a} s{\"a}{\"a}t{\"o}mahdollisuudesta yhdistettyn{\"a} komponenttirakentamiskonseptiin merkitsee vesikeskusl{\"a}mmityksen sek{\"a} j{\"a}rjestelm{\"a}teknist{\"a} ett{\"a} komponenttien kehitystarvetta. Tutkimuksessa kehitetyt laskennalliset valmiudet (verkoston simulointiohjelmisto BUILNET ja komponenttimallit), joita k{\"a}ytettiin perinteisen vesikeskusl{\"a}mmiysj{\"a}rjestelm{\"a}n ominaisuuksien selvitt{\"a}misess{\"a}, soveltuvat my{\"o}s tulevaisuuden rakennusten l{\"a}mm{\"o}nl{\"a}hteen, l{\"a}mm{\"o}njaon ja s{\"a}{\"a}t{\"o}tavan suhteen joustavan vesikeskusl{\"a}mmitysj{\"a}rjestelm{\"a}n kehitysty{\"o}h{\"o}n.",
keywords = "temperature control, control systems, heating systems, hot water heating, thermostats, radiator heating, energy consumption",
author = "Ari Laitinen and Reijo Kohonen",
year = "1988",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3118-3",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "846",
address = "Finland",

}

Laitinen, A & Kohonen, R 1988, Lämpötilan säätö vesikeskuslämmitysjärjestelmissä: Lämpö- ja virtaustekninen analyysi. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, no. 846, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Lämpötilan säätö vesikeskuslämmitysjärjestelmissä : Lämpö- ja virtaustekninen analyysi. / Laitinen, Ari; Kohonen, Reijo.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1988. 118 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 846).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Lämpötilan säätö vesikeskuslämmitysjärjestelmissä

T2 - Lämpö- ja virtaustekninen analyysi

AU - Laitinen, Ari

AU - Kohonen, Reijo

PY - 1988

Y1 - 1988

N2 - Lämmitysjärjestelmän tehtävänä on ylläpitää termisesti viihtyisät lämpöolot rakennuksessa oleskeluaikana. Toimivalla säädöllä voidaan hyvä terminen viihtyisyys saada aikaan myös energiataloudellisesti. Tällöin sisäiset ja ulkoiset lämpökuormat hyödynnetään tehokkaasti. Säätöjarjestelmän toimintaedellytykset luodaan prosessin mitoituksella. Vesikeskuslämmitysjärjestelmän suunnitteluun ja rakentamiseen säädettävyyden kannalta esitetään joukko suosituksia, joihin päädyttiin tietokonelaskelmien ja laboratoriokokeiden perusteella. Olennaista on putkiston mitoituksella varmistaa säätöventtiilien vaikutusasteen pysyminen riittävän suurena kaikissa käyttöolosuhteisssa. Keinoja tähän ovat verkon jakaminen säätöryhmiin, ylivirtaus- ja paine-erosäätimien käyttö sekä väljä putkimitoitus. Nykyisessä vesipatterilämmityksessä lämpötila on tyydyttävästi säädettävissä tilakohtaisesti termostaattisilla patteriventtiileillä edellyttäen, että verkoston suunnittelussa tähän on varauduttu ja että termostaattiventtiilit täyttävät esitetyt toiminta-arvot. Termostaatin ominaisuuksilla (hystereesillä, auktoriteetilla ja suhdealueella) on selvä vaikutus säätötulokseen ts. sisäisten ja ulkoisten lämpökuormien hyödyntämiseen. Laskelmat osoittavat myös, että termostaattinen patteriventtiili pystyy korjaamaan vähäiset suunnittelun ja rakentamisen laiminlyönnit. Tämä ei kuitenkaan merkitse sitä, ettei verkoston perussäätöä tarvitsisi tehdä. Laskelmien mukaan lämpökuormien hyödyntämisaste oli noin 30 % termostaattisia patteriventtiileitä käytettäessä. Raskaan ja kevyen rakenteen energiankulutukset olivat lähes yhtä suuret niin termostaattiventtiilin kanssa kuin ilman sekä ylimitoitetussa että tarkasti mitoitetussa järjestelmässä. Sen sijaan massiivisuus tasaa lämpökuormien vaikutusta, erityisesti säteilylämpökuormien vaikutusta. Tarve huonekohtaisesta ja yksilöllisestä säätömahdollisuudesta yhdistettynä komponenttirakentamiskonseptiin merkitsee vesikeskuslämmityksen sekä järjestelmäteknistä että komponenttien kehitystarvetta. Tutkimuksessa kehitetyt laskennalliset valmiudet (verkoston simulointiohjelmisto BUILNET ja komponenttimallit), joita käytettiin perinteisen vesikeskuslämmiysjärjestelmän ominaisuuksien selvittämisessä, soveltuvat myös tulevaisuuden rakennusten lämmönlähteen, lämmönjaon ja säätötavan suhteen joustavan vesikeskuslämmitysjärjestelmän kehitystyöhön.

AB - Lämmitysjärjestelmän tehtävänä on ylläpitää termisesti viihtyisät lämpöolot rakennuksessa oleskeluaikana. Toimivalla säädöllä voidaan hyvä terminen viihtyisyys saada aikaan myös energiataloudellisesti. Tällöin sisäiset ja ulkoiset lämpökuormat hyödynnetään tehokkaasti. Säätöjarjestelmän toimintaedellytykset luodaan prosessin mitoituksella. Vesikeskuslämmitysjärjestelmän suunnitteluun ja rakentamiseen säädettävyyden kannalta esitetään joukko suosituksia, joihin päädyttiin tietokonelaskelmien ja laboratoriokokeiden perusteella. Olennaista on putkiston mitoituksella varmistaa säätöventtiilien vaikutusasteen pysyminen riittävän suurena kaikissa käyttöolosuhteisssa. Keinoja tähän ovat verkon jakaminen säätöryhmiin, ylivirtaus- ja paine-erosäätimien käyttö sekä väljä putkimitoitus. Nykyisessä vesipatterilämmityksessä lämpötila on tyydyttävästi säädettävissä tilakohtaisesti termostaattisilla patteriventtiileillä edellyttäen, että verkoston suunnittelussa tähän on varauduttu ja että termostaattiventtiilit täyttävät esitetyt toiminta-arvot. Termostaatin ominaisuuksilla (hystereesillä, auktoriteetilla ja suhdealueella) on selvä vaikutus säätötulokseen ts. sisäisten ja ulkoisten lämpökuormien hyödyntämiseen. Laskelmat osoittavat myös, että termostaattinen patteriventtiili pystyy korjaamaan vähäiset suunnittelun ja rakentamisen laiminlyönnit. Tämä ei kuitenkaan merkitse sitä, ettei verkoston perussäätöä tarvitsisi tehdä. Laskelmien mukaan lämpökuormien hyödyntämisaste oli noin 30 % termostaattisia patteriventtiileitä käytettäessä. Raskaan ja kevyen rakenteen energiankulutukset olivat lähes yhtä suuret niin termostaattiventtiilin kanssa kuin ilman sekä ylimitoitetussa että tarkasti mitoitetussa järjestelmässä. Sen sijaan massiivisuus tasaa lämpökuormien vaikutusta, erityisesti säteilylämpökuormien vaikutusta. Tarve huonekohtaisesta ja yksilöllisestä säätömahdollisuudesta yhdistettynä komponenttirakentamiskonseptiin merkitsee vesikeskuslämmityksen sekä järjestelmäteknistä että komponenttien kehitystarvetta. Tutkimuksessa kehitetyt laskennalliset valmiudet (verkoston simulointiohjelmisto BUILNET ja komponenttimallit), joita käytettiin perinteisen vesikeskuslämmiysjärjestelmän ominaisuuksien selvittämisessä, soveltuvat myös tulevaisuuden rakennusten lämmönlähteen, lämmönjaon ja säätötavan suhteen joustavan vesikeskuslämmitysjärjestelmän kehitystyöhön.

KW - temperature control

KW - control systems

KW - heating systems

KW - hot water heating

KW - thermostats

KW - radiator heating

KW - energy consumption

M3 - Report

SN - 951-38-3118-3

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita

BT - Lämpötilan säätö vesikeskuslämmitysjärjestelmissä

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Laitinen A, Kohonen R. Lämpötilan säätö vesikeskuslämmitysjärjestelmissä: Lämpö- ja virtaustekninen analyysi. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1988. 118 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 846).