Opas energiansäästöön kattosäteilylämmitys ja jäähdytysjärjestemillä

Transkriptio

1 Opas energiansäästöön kattosäteilylämmitys ja jäähdytysjärjestemillä yli % Energiansäästö

2

3 Säästä Save energy energiaa using säteilylämmöllä. radiant heat. Energia Energy on is arvokastacious. As Energiaresurssien resources become pienentyessä more and more tietoisuus scarce, tästä pre- tärkeästä awareness asiasta of this kasvaa. important Resurssien issue is growing. puutteesta What kertovat is more, the myös magnitude jatkuvasti of ja energy vääjäämättä is also kasvavat indicated energiahinnat. by the constant, inexorable price rises. Energiakustannuksilla Energy costs are also playing on yhä an tärkeämpi ever-increasingly rooli myös kaupan important ja teollisuuden role in trade aloilla and industry tarvitaan ideas yhä for enemmän ideoita lowering näiden these kiinteiden fixed business kustannusten costs are alentamiseksi. more in Kattoon demand. asennettavat Ceiling-mounted lämmitys- heating ja jäähdytysjärjestelmät systems tarjoavat offer käytännöllisen a practical and ja efficient tehokkaan solution. ratkaisun. and cooling Säteilyn Using the periaatteella principle of toimivat radiant kattosäteilyjärjestelmät heat, radiant ceiling lämmittävät systems heat ja and jäähdyttävät cool buildings rakennuksia in a manner sekä that miellyttävästi is both että cosy tehokkaasti. and efficient. Niitä They voidaan can be käyttää used in aina any metriä room up korkeissa to m huoneissa high, from tuotantohalleista, production halls, varastoista, houses, kouluista schools, ja hospitals toimistoista and offices näyttelytiloihin. to exhibition Jokai- ware - sen rooms rakennuksen and showrooms. tarpeisiin Individually tapauskohtaisesti manufactured suunnitellut and tailored ja valmistetut to the requirements kattoon asennettavat of each property, lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmät ceiling-mounted heating auttavat and alentamaan cooling systems yrityksen can energiakustannuksia make a significant contribution merkittävästi. to lowering Tämä esite a com kertoo - miten. pany s energy costs. This brochure tells you how. Energiatehokkuus Energy efficiency 4 4 Energiatehokkuuteen Factors affecting vaikuttavat tekijät 6 Esimerkkilaskelma energy efficiency 6 2 Tuotekuvaus Sample calculation 2 4 Product overview 4

4 Energiansäästöpotentiaali Energiatehokkuus efficiency Energy Niin Whether asuinrakennuksis- for residential sa, buildings, toimistoissa offices or ja busi - näyttelytiloissa ness rooms or industrial kuin teollisuusvalitulla used influ - or sports halls, tai the urheilu- heat halleissakin transfer system lämmönjakojärjestelmäl- space but also ences not only the well- lä being on suuri of themerkitys sekä the freedom koettuun to design mukavuu- the teen, space että and its suunnitteluun, energy con - tilankäyttöön sumption; it is indepenja energiankulutukseen dent from heat generation riippu- matta and heat lämmönlähteestä distribution. On ja thelämmitysverkostosta. one hand, task Toisaalta of heatinglämmityspinto- surfaces is to jen distribute tehtävänä the heat on gener - luovuttaa ated as quickly tuottamaansa and evenly lämpöä as possible mahdollisimman throughout nopeasti the room, ja and tasaisesti on the other koko hand the huoneeseen, heating andja cool - toisaalta ing systemlämmitys- must be able ja jäähdytysjärjestelmän to react quickly to changes täytyy in the load kyetä of heating reagoimaan and nopeasti cooling required. lämmitys- ja jäähdytyskuorman muutoksiin. Käytettävä lämmönjakojärjestelmä määrittelee hyvin pitkälle siitä saatavan hyödyn. Tämä tarkoittaa, että aina kun on mahdollista, lämpö pitäisi jakaa siten, että sitä voidaan käyttää oikeassa paikassa täsmälleen oikeaan aikaan. Toisin sanottuna: Rakennuksen lämmityksessä tai jäähdytyksessä suurin energiansäästömahdollisuus on siinä vaiheessa, kun lämmönjakojärjestelmää valitaan. Lämmönjakojärjestelmän energiatehokkuutekijät teen vaikuttavat Lämmönjakojärjestelmä määrittää olennaisesti sen, kuinka mukavaksi rakennus koetaan ja kuinka paljon energiaa säästyy. Seuraavilla sivuilla esitellään, miten valitsemalla oikeanlainen järjestelmä voidaan säästää jopa % energiaa. 4

5 Säästöpotentiaali Suositusvaatimukset Kulutus? 0 Lämmönluovuttimet Lämpöverkosto Lämmöntuottotto Kulutus ja säästöpotentiaali lämmönluovuttimissa, lämpöverkostossa ja lämmöntuotossa. Lähde: Prof. a. D. Dr. Ing. Heinz Bach Ihmisen kokema lämpötila 2 Pieni lämpötilan kerrostuminen 3 Reaktioaika ja säädettävyys 4 Järjestelmän lämpötilat Energiatehokkuus 5

6 Ihmisen kokema lämpötila Koska kattosäteilylämmitys- ja -jäähdytysjärjestelmät toimivat säteilyn periaatteella, jolloin tilan pintalämpötilat ovat korkeammat, sisäilman lämpötila voidaan pitää alhaisempana lämmityksessä ja korkeampana jäähdytyksessä, ja silti se voidaan kokea miellyttäväksi. Sekä lämmityksen että jäähdytyksen energiakustannukset alenevat alhaisemman(lämmitys) tai korkeamman(jäähdytys) sisäilman lämpötilan vuoksi. Human Koettu lämpötila perception of sisäilman temperature lämpötilan is ja the pintojen, arithmetic kuten mean seinien, of katon the indoor ja lattian air temperature lämpötilojen aritmeettinen and the surface keskiarvo. temperature, e.g. of the walls, ceiling and floor. Ilman lämpötila 9 C Pintalämpötila 23 C Koettu lämpötila 2 C Korkeamman pintalämpötilan ansiosta merkittävästi alhaisempi ilman lämpötila riittää kattosäteilylämmitystä käytettäessä takaamaan, että ihmiset kokevat lämpötilan miellyttävänä. 6

7 2 Kattopaneeleilla 7 Pieni lämpötilan kerrostuminen Pintalämpötila 2 C Ilman lämpötila 5 C Koettu lämpötila 8 C Katon korkeus (m) Ilmalämmitysjärjestelmää käytettäessä lämmitetty ilma kohoaa aina ylöspäin, säteilylämmityspaneelit tuovat lämpöä aina silloin kun lämpösäteily joutuu kosketuksiin kiinteiden esineiden (lattiat, seinät, ihmiset) kanssa. Seurauksena on pienempi lämpötilan kerrostuminen koko huonetilassa aina katonrajaan saakka, ja energiankulutus pienenee. Ilmalämmitysjärjestelmällä Pintalämpötila 5 C Ilman lämpötila 2 C Koettu lämpötila 8 C Ilman lämpötila ( C) Kattosäteilypaneelien lämpötilagradientti Katon korkeus (m) Vaikka koettu lämpötila pysyy samana, sisäilman todellista lämpötilaa voidaan pitää 3 C alhaisempana (lämmityksessä) tai korkeampana (jäähdytyksessä). Seurauksena on pienempi lämpötilaero sisäilman ja ulkoilman lämpötilojen välillä, mikä vähentää lämpöhäviöitä merkittävästi Ilman lämpötila ( C) Ilmanlämmitysjärjestelmän lämpötilagradientti Katon korkeus (m) Ilman lämpötila ( C) Energiansäästöpotentiaali Energiatehokkuuteen vaikuttavat tekijät 7

8 3 Testisarja Reaktioaika ja säädettävyys Rakennukset eristetään nykyään entistä paremmin, ja siten ne tarvitsevat aiempaa vähemmän energiaa. Jopa pienet muutokset lämpökuormassa voivat johtaa suuriin lämpötilan vaihteluihin. Tämän seurauksena käyttäjät puuttuvat järjestelmään ja pyrkivät poistamaan ylimääräistä lämpöä huoneesta esimerkiksi tuulettamalla. Johtopäätös: tarvitaan sellaisia järjestelmiä, jotka reagoivat nopeasti lämpökuorman tai sisäilman lämpötilan muutoksiin järjestelmiä, joilla on nopea reaktioaika ja hyvä säädettävyys. Eri järjestelmien eroavaisuuksien simuloimiseksi testattiin kattosäteilypaneeleita, lattialämmitystä ja aktiivista kattorakennelämmitystä. Kaikki järjestelmät jäähdytettiin 7 C pintalämpötilaan. Tämän jälkeen järjestelmiin syötettiin samanlämpöistä vettä samalla virtaamalla, kunnes ne saavuttivat noin C pintalämpötilan. Esimerkki: Kokoustila lämmitetään talvella C lämpötilaan. Kokouksen osallistujat luovuttavat huoneeseen tullessaan ruumiinlämpöään. Tämä, sekä valaistuksen, projektoreiden, tietokoneiden yms. luovuttama lisälämpö nostaa huoneen lämpötilaa. Säteilyjäähdytys/- lämmitys reagoi välittömästi lämpötilavaihteluihin ja näin arvokasta energiaa säästyy. 8

9 Säteilypaneelit Lattialämmitys Aktiivinen kattorakennelämmitys 45.0 C 45.0 C 45.0 C Aloituslämpötila? 7.0 C? 7.5 C? 7.5 C 5.0 C 5.0 C 5.0 C 45.0 C 45.0 C 45.0 C min. jälkeen? 39.5 C? 7.7 C? 8.5 C 5.0 C 5.0 C 5.0 C 45.0 C 45.0 C 2 tunnin jälkeen?.0 C?.4 C 5.0 C 5.0 C 45.0 C 8 tunnin jälkeen? 33.6 C 5.0 C Aloitus minuuttia Säteilypaneelit 2 tuntia Lattialämmitys Aika 8 tuntia Aktiivinen kattorakenne lämmitys Tulos: Säteilypaneeleilla saavutettiin haluttu pintalämpötila vain yhdessä minuutissa. Säteilypaneeli osoittautui kaikkein nopeimmaksi järjestelmäksi reagoimaan lämpötilavaihteluihin. Energiatehokkuuteen vaikuttavat tekijät 9

10 4 Järjestelmän lämpötilat Ulkolämpötila 5 C Menovesi C Ulkolämpötila 5 C Menovesi C Ulkolämpötila 5 C Menovesi 50 C COP todellinen Energian kulutus % 4.5 % % Lämmityksen tulevaisuus on matalalämpötilajärjestelmissä. Ne kuluttavat vähemmän energiaa, ja käyttämänsä energian ne kuluttavat tehokkaasti. Lämmönjakojärjestelmät, jotka toimivat säteilyn periaatteella ja joilla on alhainen lämmön varastointikyky, soveltuvat erinomaisesti matalille lämpötiloille. Zehnder kattosäteilylämmitys- ja -jäähdytysjärjestelmät ovat tästä erinomainen esimerkki. Erityisesti käytettäessä lämpöpumppua on tärkeää, että lämmitysjärjestelmän menoveden lämpötila on alhainen. Esimerkiksi käytettäessä lämmönjakojärjestelmää, joka toimii 50 C menoveden lämpötilalla, kulutetaan noin 90% enemmän energiaa verrattuna C menoveden lämpötilalla toimivaan järjestelmään. COP C 0 C 5 C 0 C 5 C Lämmönlähteen lämpötila Tv C, Tv C, Tv 50 C Lämpökerroin COP on lämpöpumpun antaman lämpötehon (kw) ja sähkön ottoehon (kw) välinen suhde 0

11 Ihmisen kokema lämpötila 2 Pieni lämpötilan kerrostuminen 3 Reaktioaika ja säädettävyys 4 Järjestelmän lämpötilat yli % Energiansäästö Yli % energiansäästö Zehnder kattosäteilylämmitys ja jäähdytysjärjestelmillä Energiatehokkuuteen vaikuttavat tekijät

12 Esimerkkilaskelmia Olosuhteet Hallin korkeus m, molempien järjestelmien huonelämpötilan säätö PI säätimillä, normaali ilman jako ja poisto Yli % energiansäästömahdollisuus voidaan esittää ja määrittää tarkemmin DIN V 8599 mukaisesti. Zehnder ZBN Ilmanlämmitysjärjestelmä f hydr f int f Radiant? L? C? B,00,00 0,85 0,89 0,97,00,00,00,00 0,63 0,97,00 Esimerkkinä käytetään kattosäteilypaneelien ja ilmalämmityksen vertailua. Perustiedot Laskukaava DIN V 8599 mukaisesti = 4 - ( L + C + B ) Q h,ce,mth = f Radiant f int f hydr - Q h,mth Q h,ce,mth lämmönluovutuksen aiheuttama lisäkulutus kuukaudessa, kwh/mth Q h,mth f hydr f int kuukausittainen lämmöntarve, kwh/mth hydraulisen tasapainon vakio käytönaikainen vakio f Radiant säteilytehokkuuden vakio L C B lämmönsiirron kokonaiskerroin huoneessa osakerroin pystysuuntaiselle lämpötilagradientille osakerroin huonelämpötilan säädölle osakerroin ulkoisten rakenteiden kautta tapahtuville häviöille Säästö 44,5 % 44,5 % 00% Energiankulutus 0% 0% Zehnder ZBN Muut järjestelmät, esim. ilmalämmittimet 2

13 Säteilypaneelien energiankulutus = 4 - ( L + C + B ) Q h,ce,mth = f Radiant f int f hydr - Q h,mth = 4 - (0,89 + 0,97 + ) = 0,877 Q h,ce,mth = 0,85 0,877 - Q h,mth =-0,03 Q h,mth Q h,ce,mth = -0,03 Q h,mth =-0, =-kWh kwh - kwh = 9690 kwh > 00 % Ilmalämmittimien energiankulutus = 4 - ( L + C + B ) = = 0, (0,63 + 0,97 + ) Q h,ce,mth = Q h,ce,mth = 0,74 - Q =0,4 Q h,mth h,mth Q h,ce,mth = 0,4 Q h,mth = 0,4 0000=00kWh f Radiant f int f hydr - Q h,mth kwh + 00 kwh = kwh % =44,5% 9690 Tulos: Energiaa säästyy Zehnder säteilypaneeleilla 44.5% yli % Energiansäästö Esimerkkilaskelma 3

14 Tuotteet Zehnder kattosäteilyjärjestelmiä voidaan käyttää käytännössä kaikissa tiloissa, jopa m korkeissa tiloissakin. Nopean reaktioaikansa ja optimaalisen lämpöjakaumansa ansiosta ne toimivat poikkeuksellisen tehokkaasti korkeissakin tiloissa. zehnder zbn Arkkitehtuurinen ratkaisu saatavana monissa eri väreissä Optimaalinen, huoneen geometrian huomioiva lämpöjakauma 7 perusleveyttä, erikoisleveyksiä saatavana tilauksesta Laaja erityisratkaisujen valikoima: kulmamalliset paneelit, rei itetyt paneelit äänieristystä varten, paneelit, joissa aukot valaistusta varten, pallosuojat, korotetut päällyskappaleet jne. Pidemmät yksittäiset paneelit (jopa 7,5 ) tarkoittavat jopa % säästöä asennuskustannuksissa zehnder zip Erityisratkaisut: pallosuojat urheiluhalleihin Keveytensä ansiosta erityisen helppo asentaa, joten soveltuu myös saneerauskohteisiin Yksinkertainen asentaa moduulit kiinnitetään toisiinsa puristustai puserrusliittimillä Helppo varastoida, nopeat toimitukset vakiomittaisten paneelien ansiosta Korroosiosuojaus: erityispintakäsittely kosteisiin tiloihin 4

15 zehnder carboline Optimaalinen säädettävyys, lyhyt reaktioaika Tyylikäs ulkomuoto mukautuu esteettisesti arkkitehtuuriin Helppo asentaa sekä uusiin että olemassaoleviin kattorakenteisiin sekä alakattoon Rei itetty pinta toimii äänieristyksenä Pitkä elinikä korroosiota hylkivien materiaalien ansiosta Antibakteerinen maalaus zehnder como Saatavana monissa eri väreissä Paljon malleja = suunnittelu joustavaa, myös kipsilevykatot Erityisratkaisuja, kuten paneelit, joissa on valaisimia tai projektoreita varten leikatut aukot Malli rei itetty säteilypinta toimii äänieristyksenä Pitkä elinikä korroosiota kestävien materiaalien ansiosta zehnder cos Jäähdytyskaappi, joka on saatavana monissa eri väreissä Saatavana myös värillisellä lasipinnalla Ihanteellinen valmiisiin rakennuksiin Luo miellyttävän huoneilmaston samanaikaisesti jäähdyttämällä ja poistamalla kosteutta Hiljainen, koska tuuletinta ei tarvita toimii painovoimaperiaatteella Alhaisen ilmannopeuden ansiosta ei vedon tunnetta Tuotekuvaus 5

16 RHC-ENERGIE-E, V09, English, modifications reserved Itula Oy Lappeenranta Vantaa Kuopio p f