Tehnosüsteemide energiatõhusus

Esitys aiheesta: "Tehnosüsteemide energiatõhusus"— Esityksen transkriptio:

1 Tehnosüsteemide energiatõhusus
Õhuvahetus, siseõhk & küte Tehnosüsteemide paigaldamine Tehnosüsteemide seadistamine ja kasutuselevõtt

2 Tehnosüsteemide energiatõhusust mõjutavad
Seadmete valik, süsteemid ja nende kokkusobivus Kanalite ja torustike kulgemine ja isolatsioon Kanalite, läbiviikude ja ruumide tihedus Restide, filtrite ja ventiilide puhtus Süsteemide seaded ja juhtimisautomaatika Kasutamine ja hooldus Tegelikult on veel mõjutaiad

3 Õhuvahetus ja sisekliima

4 Õhuvahetus (ventilatsioon)
Õhuvahetus on üks olulisemaid energiakulutajaid Õhuvahetusega tuuakse värket välisõhku ruumidesse ja eemaldatakse ruumidest saasteaineid, näiteks: Süsihappegaas, niiskus, tolm, toksiinid, allergeenid, toidulõhnad Uutest ehitusmaterjalidest ja sisustusest eralduvad ained Ebapiisav õhuvahetus põhjustab: Umbsust, lõhnu Süsihappegaasi konsentratsiooni kasvu, mis omakorda põhjustab peavalu ja väsimust Niiskuse kondenseerumist, mis omakorda põhjustab niiskuskahjustusi Mikroobidele soodsad kasvutingimusi Õhk peab saama liikuda eri ruumide vahel Juhul kui igas ruumides pole sissepuhet või väljatõmmet, on vajalikud uksepilud või uste avatuna hoidmine Asunnon ilman tulee vaihtua vähintään kerran kahdessa tunnissa, kun siellä oleskellaan Toksiini on esimerkiksi mikrobien synnyttämä myrkky

5 Kvaliteetne siseõhk Piisavalt sissepuhke- või kompensatsiooniõhku
Ruumiõhu temperatuurisoovitus on 20–22 oC, alla 18 ja üle 23 kraadised temperatuurid võivad põhjustada tervisehäireid Määrustepärane õhu liikumise kiirus ruumides on 0,2 m/s, soovitav 0,1 m/s Kvaliteetses siseõhus on süsihappegaasi alla 900 ppm (süsihappegaas on hea õhu kvaliteedi üldindikaator) Pildil õhu kvaliteedi mõõteriist Teet: Üle 23 kraadi ei põhjusta tervisehäireid. 900 ppm on liiga väike, uues Eesti määruses tõenäoliselt 1200 ppm Mõõteriistaga võib mõõta Süsihappegaasi Õhutemperatuuri ja niiskust Õhurõhku Lisavarustusega muuhulgas õhuvoolusi ja kiirust Mõõtjas on loger Hind olenevalt varustusest €

6 Õhuvahetuse määrad Ehitusmäärustiku järgi peab kogu hoones õhk vahetuma pool korda tunnis (õhuvahetuse kordarv 0,5). Tühjas hoones peab õhuvahetuse kordarv olema vähemalt 0,2. Inimese kohta vajatakse värsket õhku 6 liitrit sekundis ehk 21 m3/h (vajaduspõhine reguleerimine) Värske õhk antakse magamis- ja elutubadesse magamistoad 0,5 l/s/m2 elutuba 0,5 l/s/m2. Õhk eemaldatakse ruumidest, kus on palju niiskust ja muud õhusaastet köök 8–25 l/s vannituba 10–15 l/s majandusruum 8–15 l/s WC 7–10 l/s saun 2 l/s/m2 garderoob, laod 3 l/s. Teet:Jutt käib korterelamute kohta. Eestis on teised arvud õhuvooluhulkade kohta (Toiduvalmistus 25 l/s)

7 Loomulik õhuvahetus Teet: see toimib nii ainult siis, kui välisõhu temp on madalam ruumi omast Loomulikul õhuvahetusel soe õhk väljub lõõri kaudu ja värske kompensatsiooniõhk võetakse asemele seinas olevate klappide kaudu

8 Loomulik õhuvahetus Loomulik õhuvahetus oli üldkasutatav kuni 1960-ndate aastateni Soe õhk on külmast õhust kergem, seetõttu tõuseb see ülespoole. Siseruumi ja välisõhu vahel tekib õhutiheduse erinevuse tõttu rõhuvahe. Talvel on siseõhu ja välisõhu temperatuuride vahe suur, mistõttu ka rõhuvahe on suur ja õhuvahetus toimib paremini kui soojal aastaajal. Soojal aastaajal tõhustab näiteks õlikütte korstna soojendav mõju loomulikku õhuvahetust (tavaliselt on telliskorstnas suitsulõõri kõrval ventilatsioonilõõr). Kompensatsiooniõhu saamiseks tuleb paigaldada klapp. Loomuliku õhuvahetuse puhul tuleb süsihappegaasi taseme hoidmiseks lubatud piirides pidevalt tuulutada ka akende kaudu. Klappide sulgemine tõmbetuule pärast on levinud probleem. Põhihoolduseks on klappide regulaarne puhastamine. Kompensatsiooniõhk tuleb juhtida magamistubadesse. Uksepilusi vajatakse eriti loomuliku õhuvahetuse korral. Teet: ka sundventilatsiooni korral on pilusid vaja

9 Näide 150 m2 eramu loomulikust õhuvahetusest
Õhu kvaliteet: Välistemperatuur -25 oC Mõlemal korrusel 2 isikut Süsihappegaasi konsentratsioon on rahuldav ainult ülakorrusel Kompensatsiooniõhk allkorrusel: 3 värske õhu klappi 1 tuulutusaken piluga (1cm) Väljatõmme: Alakorruse pesemisruumis 1 väljatõmbeventiil. Ülakorruse magamistubades aken irvakil ja akna kohal ventiil Elamistervishoiu juhise järgi siseõhk ei täida tervisekaitseseaduse nõudeid, kui süsihappegaasi konsentratsioon ületab 2 700 mg/m3 ehk 1 500 ppm. Juba sellest madalam konsentratsioon võib põhjustada väsimust, peavalu ja töövõime langust. Rahuldava õhukvaliteedi piiriks peetakse 1200 ppm. Kvaliteetses siseõhus on maksimaaselt 900 ppm süsihappegaasi (S2-klass)

10 Mehaaniline väljatõmbeventilatsioon
Üldlevinud aastatel 1960–90. Õhk tõmmatakse välja ventilaatoriga Reguleerimine tavaliselt pliidikumust. Eeldab küllaldast kompensatsiooni- ja siirdeõhu liikumise tagamist. Ventiilide sulgemine tuuletõmbuse tõttu on levinud probleem. Ventilaatori tööd tuleb jälgida. Ventiile tuleb regulaarselt puhastada. Mehaaniline väljatõmbeventilatsioon Väljatõmbe-ventilaator Magamistuba Välis- õhk Siirdeõhk Vanni-tuba Elutuba Väljatõmbe-õhk Köök Tulekolde kaudu võib hakata tulema kompensatsiooniõhku. Tulekolde kasutamine aga parandab õhuvahetust. Rõhutingimused? Pilt: Sisäilmayhdistys

11 Mehaaniline sissepuhke- ja väljatõmbe ventilatsioon
Õhk tuuakse ja eemaldatakse ventilaatoriga. Täpselt reguleeritav, ilmastik ei mõjuta õhuvahetust. Sissepuhkeõhk filtreeritakse ja vajadusel eelsoojendatakse. Soojustagastusega viiakse soojusenergia väljatõmbeõhust tagasi sissepuhkeõhku. Hoone projekteeritakse üldiselt välisõhu suhtes 0–10 Pa alarõhuliseks, et hoida tarindeid niiskuskahjustuste eest. Hoone välispiirded peavad olema tingimata õhutihedad. Vanades hoonetes võib liigne alarõhk imeda mikroobe siseõhku. Mehaaniline sissepuhke- ja väljatõmbe- ventilatsioon Ventilaator, soojustagasti Väljatõmbe-ventilaator Välisõhk Magamistuba Vanni-tuba Pliidi- kubu Kaminasiiber Elutuba Köök Teet: Alarõhk 0-10 Pa pole tänapäeval soovitatav Välisõhk Sissepuhkeõhk (eelsoojendatud) Siirdeõhk Väljatõmbeõhk Pilt: Sisäilmayhdistys

12 Soojustagastus (LTO) Väljatõmbeõhust on võimalik märgatav osa soojusenergiat suunata suunata sissepuhkeõhku soojustagasti abil. Väljatõmbeõhu soojusega soojendatakse sissepuhkeõhku või suunatakse see soojus väljatõmbesoojuspumba abil tarbevette. Soojustagastus eeldab õhutihedat hoonet. Tänapäevaste soojustagastite kasutegur on umbes 80 %. Näide Siiber -5 Väljatõmbe-õhk toast +22 Värske õhk Ümbersuunatav õhk Teet: Näitel peaks olema teised arvud Siiber +12 +13 Sissepuhke- õhk tuppa Heitõhk [eksergia.fi]

13 Küte

14 Soojustootmisviisid Uuenevate energialiikide ja hübriidsüsteemide kasutamine kasvab kiiresti
Fassaadil on akende kohal päikesepaneelid. Pilvisel päeval saadi energiat 386 W. Teet: 386 W kas energia või võimsus

15 Soojuspumbad Õhksoojuspumpasid oli Soomes 2014 aasta lõpuks umbes ja need toodavad energiat 5 TWh aastas. Aasta 2020 lõpuks loodetakse, et paigaldatakse veel soojuspumpa. Eluhoonetes on kasutusel õlikatelt ja muud vesiküttesüsteemi ning otsest elektriküttesüsteemi. Soojuspumbad sobivad hästi nendega paralleelselt töötama või neid asendama. Korrusmajade väljatõmbesüsteeme on Väljatõmbesoojuspump on nendele hea energiasäästuseade. Paremal juhul vähenevad küttekulud 40–50 %. Energiafirma ei tohi tõsta energia hinda sel põhjusel, et korteriühistu on hankinud soojuspumba. Soojuspumpade kompressorid on töökindlad, kuid paigaldus-, reguleerimis- ja kasutusvead võivad nullida soojuspumba tõhususe. Kasutajad vajavad selgeid kirjalikke juhised ning kasutajakoolitust.

16 Soojuspumpade omadused
Õhksoojuspumba kasutustegur COP näitab kui tõhusalt kulutatud elektrienergia saab muuta soojusenergiaks. See COP-arv mõõdetakse alati temperatuuril +7 kraadi. Näiteks arv 4 tähendab, et ühe elektrivõrgust võetud kilowatiga toodetakse 4 kW soojusvõimsust. Kütteperioodi soojustegur SCOP arvutatakse (neljale erinevale) kütteperioodile. Euroopa on lisaks jagatud kolme eraldi kliimavöötmesse. Põhjatsoon on arvutatud Helsingi kliima järgi. Seda arvu ei anta mitte alati soojuspumba andmetes. EER tähendab külmategurit. Hea külmategur EER on üle 3,5 SEER tähendab jahtuse aastast külmategurit, mis ei ole Soomes kuigi oluline võrdlusarv. Rootsi uurimuste järgi on maasoojuspumpade SCOP-arvud 2010–aastatel olnud põrandaküttega majades 3,5 - 5 ja radiaatorküttega majades 3,0 - 4,1. Õhk-vesi soojuspumpade SCOP-arvud on olnud Lõuna-Rootsis radiaatorküttega majades 1,8-3,0 ja õhksoojuspumpade SCOP-arvud 2,8-3,4 (keskmine temperatuur 6,1 oC) Põhja-Rootsis on õhksoojuspumpade SCOP-arvud olnud 1,7-2,6 (keskmine temperatuur +1,3 oC) Teet: See COP-arv mõõdetakse alati temperatuuril +7 kraadi. Pole alati 7 kraadi. 7 on tavaliselt õhk tüüpi SPl

17 Soojuspumpade võrdlus ja valik
Soojuspumbad sobivad hästi peamiseks kütteviisiks uutes majades ja lisasoojusallikaks vanades majades. Soojuspumba valikul tuleb muuhulgas arvestada: SCOP, kliimat ja hankehinda. Olemasolevat kütteviisi – vanade üheplaadiliste radiaatorite puhul ei saavutata parimat kasutustegurit õhk-vesi või maasoojuspumbaga. Põrandakütte madalam temperatuur tõstab pumpade kasutusteguri väärtust. Õhksoojuspumbaga saab puhastada ruumi siseõhku ja reguleerida ruumiõhu temperatuuri paindlikult ja kiiresti. Samal ajal vajab siseosa regulaarset puhastamist. Põrandaküttega ühendatud õhk-vesi ja maasoojuspump on lihtsalt ja meeldivalt kasutatavad. Teet: Õhksoojuspumbaga saab puhastada ruumi siseõhku ja reguleerida ruumiõhu temperatuuri paindlikult ja kiiresti. Samal ajal vajab siseosa regulaarset puhastamist. Ruumiõhu puhastamine on pigem bluff

18 Hübriidsüsteemid Hübriid tähendab erinevate soojustootmisviiside kooskasutamist. Soojuspumpade puhul kasutatakse tihti hübriidsüsteeme. Hübriidsüsteemides võetakse energia esmalt soojuspumpadest ja kui soojuspumba tootlikkusest ei jätku, võetakse soojust muudest allikatest. Üldiselt soojuspumba väike aladimensioneerimine annab majanduslikult parema lõpptulemuse. Siis kasutatakse suurema pakase puhul lisakütteks kaminat või elekterkütet. See säästab näiteks maasoojuspumba soojuskaevu sügavuses. Hankimisel tuleb võrrelda eri valikuvariante ja veenduda, et pakkumised oleksid võrdluskõlblikud. Õhksoojuspumba siseosa paigaldatakse võimalikult suurde ja takistusteta ruumi Muud küttekehad seadistatakse madalamale temperatuurile siseosa mõjupiirkonnas. Ruumis, kus õhksoojuspump asub, hoitakse kõrgemat temperatuuri, kui muudes ruumides. Siis kulgeb õhk ka teistesse ruumidesse. Kolme soojusallka koostöö optimaalne reguleerimine on eriti keeruline. Reguleeringute õigsust tuleb kontrollide nii külmal, kui soojal aastaajal. Õhksoojuspumba paigutamisel tuleb arvestada: Mitmekorruselistes hoonetes tuleb arvestada kütte ja jahutuse erineva suunamisega. Soe õhk tõuseb üles ja külm õhk vajub alla. Kütte seisukoht on määravam. Välisseina vibratsioon võib põhjustada müra levikut siseruumides. Soojuspump tuleb paigaldada kas betoonsokli külge või betoonalusele.

19 Päikeseküte aastast 1985 Päikekollektorite puhul tuleb arvestada suurte temperatuuri kõikumistega Soojusliikumised kinnitites, vuukides ja läbiviikudes Soojusliikumised torudes Vedeliku keemine ja aurumine Ülekuumenemine ja kahjutule oht Isolatsioonid ja tihendamised.

20 Soojusjaotus Soojusjaotuse eelseadmisel tuleb arvestada, et nurgatoad ja alumised korrused vajavad enam kütmist. Ka soojuskoormusi, nagu päikesekiirgust ja tarindite soojusinertsist tingitud viivitust tuleb arvestada. Madalaenergiamajades mõjutab sisemiste soojuskoormuste kõikumine küttevajadust palju ja kiiresti. Välistemeratuuri kõikumine mõjutab vähem ja aeglaselt. Radiaatorkütet on kerge reguleerida, kuid see nõuab suhteliselt kõrgemat soojuskandja temperatuuri. Põrandaküttel saadakse madalal soojuskandja temperatuuril palju soojusvõimsust ja soojatunnet, kuid süsteemi inertsus võib põhjustada ülekütmist. Küttetorude ja sooja tarbevee ringlustorustiku soojusisoleerimine on tähtis soojuskadude ja teiselt poolt nendest tingitud soojuskoormuste tõttu. Arvestada tuleb ka temperatuuriga, soojusliku mugavusega, õhu kiirusega, tõmbetuulega. Tõmbetuule ja ”külmakiiguse” likvideerimisel võib kütet reguleerida vähemaks. Temperatuuri vähendamine 1 kraadi võrra vähendab soojusenergia vajadust umbes 5 %. Teet: meil sääst 6…8%/kraad Ülemisel pildil Ideepargi soojusvaheti. Teet: pildil on tegelikult põrandkütte torustik

21 Tehnosüsteemide paigaldamine

22 Paigaldus Kanalite ja torude paigaldamisel tuleb jälgida, et:
Kanalimõõdud ja üleminekud tehakse projektijärgsetesse kohtadesse Rõhukaod minimiseeritakse mh. tarbetute põlvede ja kohttakistuste vältimisega Kanali- ja torusoojusisolatsiooni paigal- damiseks ja muudele paigaldistele jäetakse piisavalt ruumi Ventkanalid, veetorud, kaabli- redelid, isolatsioonid, valgustid,… Pumbad, seadeklapid, mürasummutid Mõõteriistad, termostaadid, andurid,…

23 Paigalduse asetuses tuleb kokku leppida
Ehitusplatsil on tehnosüsteemide paigaldajate koostöö vältimatu. Paigaldusliinide põhimõtted tuleb eelnevalt kokku leppida vähemalt koridorides ja šahtides, ruumi tuleb varuda ka soojusisolatsioonile. Koostööd vajatakse ka projekteerijatega. Näiteks võib projekteerijatelt küsida lõikeid soojussõlme ja ventkambri lähedastest koridoridest.

24 Pööningupaigaldised ja soojusisolatsioon
Külmades ruumides tuleb sisepuhke õhukanalid hoolikalt soojusisoleerida. Kanalite alt peab kontrollima, et soojustuse vajumine ei sünnitakse külma õhu kotte. Näiteks sõrestiku vahele paigaldatakse plaatvill, kanalid paigaldatakse sõrestiku lähedale ja peale puhutakse puistevilla. Vajadusel puistevill topitakse. Kui võimalik, siis soojemad torud paigaldatakse soojustuse soojemale poolele ja külmad torud soojustuse külmemale poolele. Kondenseerumisvastast isolatsiooni vajavad näiteks: Sissepuhkekanalid soojades ruumides Kanalisatsiooni tuulutustoru soojades ruumides Külmaveetoru soojades ruumides Väljatõmbekanalid külmades ruumides. Läbiviigud välispiiretest tuleb teha eriti hoolikalt koostöös ehitustehniliste töödega.

25 Kanali soojusisolatsioon
Liitekohad paigaldatakse nihkes mitmekihilise isoleerimise korral. Põikliited sobitatakse kandjate kohale. Pealmine liitekoht on alati allpool, kui võimalik. Alumiiniumpinnaga soojusisolatsiooni liitekohad teibitakse alumiiniumteibiga. Lõpuks tagatakse soojusisolatsiooni vastupidavus keerates terastraat ümber kanali iga 250 mm tagant.

26 Vajaduspõhine elektrienergia kasutamine
Valitakse sellised elektriseadmed ja süsteemid, mille kasutamist saab juhtida vajaduspõhiselt Õhksoojuspumpade ja ventagregaatide õhuhulka ja temperatuuri võib alandada äraoleku ajaks. Ka öösel võib temperatuur olla madalam. Põrandakütet võib lisaks termostaatidele taimeriga juhtida täiesti või osaliselt pingetuks, siis kui kütmist vajatakse vähem. Pesupesemist ja nõudepesu võib ajastada öiseks ajaks. See vähendab energiafirma kulusi ja võib mõjutada elektrienergia kokkuleppehinda. Tänapäeval tarbijagi ostab elektrit tunnitariifiga Autosoojenduse juhtimine programmkella ja välistemperatuuri järgi, elektriautode laadimine programmkellaga odava elektri ajal. Üldruumide ja välisvalgustuse juhtimine taimeri ja hämarusreleega ning liikumisanduriga. Lähteväärtused seatakse energiat säästvateks, kuid valgustatavusvajadusega arvestatakse. Elektrikerise ja elektriboilerite soojendamist võib teostada kordamööda. Soositakse A+++ märgistusega seadmete hankimist. Pilt 1. Pilt Kuopakse liginullenergiamaja elektrikeskusest. Õpilaselamus on ruumipõhine elekrienergia kulu mõõtmine Pildid 2 ja 3. Eramu elektrienergiakeskus, kus on kahekanaline kellaaeg-juhtimine. Kellaga juhitakse köögi põrandakütet ja õuevalgustust. Pilt 3. Köögi põrandakütte termostaat. Kõrvaldatud kasutusest, kuna viivitus põhjustab kas liiga külma või liiga sooja põranda.

27 Tehnosüsteemide häälestamine ja kasutuselevõtt

28 Hooneautomaatika ja energiakasutuse juhtimine
Termostaatide ja andurite paigaldamisel tuleb arvestada soojuskoormustega, seadmete ja muu jahutavat või soojendavat mõju, nagu päikesekiirgus, sissepuhkeõhk, jahedad pinnad jne... Seadmete juhtimisaparatuur tähistatakse arusaadavalt ja selgelt. Näiteks taimerid nimetatakse selgekeelselt, aga mitte koodiga. Elektrikeskuse ukse välispoolele märgitakse lülitite andmed ja seespool säilitatakse lülitite kasutusjuhiseid. Kasutajaga koos paigaldatakse kõik juhtimised (seadeväärtused) alati otstarbekohaseks vastavalt konkreetsele objektile. Kütet ja ventilatsiooni võib lisaks programmkellale ja temperatuuriandurile juhtida ka niiskus- ja süsihappegaasi anduritest ning liikumisanduritest ja päikesekiirguse mõõtmisest. Kütte vajaduspõhise reguleerimisega võib vähendada soojusenergia vajadust ja lisada soojuslikku mugavust ─ köetakse neid alasid, kus viibitakse. Ei ole ise päikesevalgust arvestava reguleerimisega kokku puutunud, just kütte ja ventilatsiooni seisukohalt. Valgustuse puhul küll. Päikese mõju on võimalik kompenseerida näiteks küttesüsteemi reguleerimisel.

29 Tehnosüsteemide kasutuselevõtt
Enne hoone kasutuselevõttu tehnosüsteemide toimivust testitakse ja häälestatakse toimimistestiga Õhuhulkade seadistamine Radiaatoriventiilide eelseade Termostaatide ja andurite toimimine Temperatuuride mõõtmine Soojuskoormuste mõju selgitamine Süsteemide koostöö testimine Seire-, alarm- ja raporteerimissüsteemide usaldusväärses toimimises veendumine Funktsionaalskeemidest ja mõõtmisprotokollidest jäetakse koopia ventkambrisse ja soojussõlme. Süsteemide kasutajatele õpetatakse süsteemide õiget kasutamist. Toimimistestile tuleb reserveerida küllaldaselt aega. Ruumid peavad olema suletavad, et mõõtmistulemused oleksid usaldusväärsed. Mõõtmise ajal ei tohi enam teostada suuremaid ehitustöid. Ideepargi üks neljast ventagregaadist ja soojussõlm

30 Tehnosüsteemide koostöö
Kütte ja jahutuse samaaegne kasutamine ning temperatuuri kõikumist nende vahel tuleb vältida – surnud tsoon peab olema küllaldane! Termostaadid ja andurid paigaldatakse kohtadesse, kus ei ole neile kõrvalist välist mõju, ventilatsiooni sissepuhkeõhk välised soojuskoormused nagu päikesekiirgus valgustid seadmete jahutusventilaatorid. Termostaate ei tohi katta muude paigaldistega, kardinatega, mööbliga, ... kuigi kiusatus võib-olla suur.

31 Pidage meeles! Tihedad tarindid, tehnosüsteemide liited ja läbiviigud ning hästi soojusisoleeritud paigaldised on energiatõhusate tehnosüsteemide alus. Hübriidsüsteemide projekteerimine ja häälestamine on tõsine väljakutse. Testida tuleb põhjalikult. Süsteemide tööd tuleb seirata, nagu Õhu kvaliteet, soojus ja niiskus Võimalik süsihappegaas, õhuhulgad, õhu kiirus,… Energiakulutus Hooldus, nagu ventilatsiooni filtrite puhtus. Kasutusharjumustel on suur mõju energiakulutusele, kasutajale tuleb anda kasutusõpetust ja tehnilist nõu. Energiakulutuse vähendamiseks on olemas palju võimalusi ja mõjusid – nendega võib isegi paranda soojuslikku mugavust.

32 Tõlge Liina Henning, Märt Falk & Mihkel Kiviste.
Autorid: Olli Teriö, Juhani Heljo, Jaakko Sorri, Ulrika Uotila, Aki Peltola, Jari Hämäläinen & Heidi Sumkin. Tõlge Liina Henning, Märt Falk & Mihkel Kiviste.