Lämpötilan säätö vesikeskuslämmitysjärjestelmissä: Lämpö- ja virtaustekninen analyysi

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.