Ominaissähköteho FINVAC Ominaissähköteho. - rakentamismääräysten mukaan - ekosuunnitteluasetuksen mukaan. Pekka Mäkinen

Transkriptio

1 Ominaissähköteho FINVAC 2017 Ominaissähköteho - rakentamismääräysten mukaan - ekosuunnitteluasetuksen mukaan Pekka Mäkinen

2 Puhaltimien ominaissähköteho Kansallinen SFP-määrittely Rakentamismääräysten mukaan Puhaltimen ominaissähköteho, Specific Fan Power Koko ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho SFP on rakennuksen koko ilmanvaihtojärjestelmän kaikkien puhaltimien yhteenlaskettu sähköverkosta ottama sähköteho [kw] jaettuna ilmanvaihtojärjestelmän koko mitoitusjäteilmavirralla tai mitoitusulkoilmavirralla [m3/s] (suurempi näistä) 2

3 Puhaltimien ominaissähköteho Kansallinen SFP-määrittely Rakentamismääräysten mukaan Puhaltimen ominaissähköteho, Specific Fan Power Koko ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho SFP on rakennuksen koko ilmanvaihtojärjestelmän kaikkien puhaltimien yhteenlaskettu sähköverkosta ottama sähköteho [kw] jaettuna ilmanvaihtojärjestelmän koko mitoitusjäteilmavirralla tai mitoitusulkoilmavirralla [m3/s] (suurempi näistä) määrittelee rajan ilmanvaihdon sähkönkulutukseen koko ilmanvaihtojärjestelmälle yksiselitteinen menetelmä tilaajalle ja suunnittelijalle antaa rajat sähkönkulutukselle tarkoituksena ohjata hyviin ja energiataloudellisiin laitevalintoihin sekä mitoituksiin SFP maksimi 2,5 kw/m3,s (2003) SFP maksimi 2,0 kw/m 3,s (2012) SFP maksimi 1,8 kw/m 3,s (2018) 3

4 Puhaltimien ominaissähköteho Puhaltimen ominaissähköteho, Specific Fan Power SFP-luku kuvaa, paljonko sähkötehoa ilmanvaihto tarvitsee yhden ilmakuution siirtämiseen sekunnissa. SFP-luku kertoo tavallaan 'ilmanvaihdon sähkönkäytön hyötysuhteen' eli mitä pienempi luku on, sitä pienemmällä sähköteholla ilman kuljettaminen tapahtuu. SFP on käytännössä ilmanvaihtojärjestelmän kokonaispainehäviö jaettuna kokonaishyötysuhteella. Siihen voidaan vaikuttaa kanaviston painehäviötä, ilmankäsittelykoneen painehäviötä liitäntähäviöineen ja puhaltimen kokonaishyötysuhdetta muuttamalla. 4

5 Puhaltimien ominaissähköteho Kansallinen SFP-määrittely Rakentamismääräysten mukaan SFP-luku koskee lopputulosta, ilmanvaihtojärjestelmään asennettua ilmankäsittelykonetta sekä kanavajärjestelmää. Ominaissähkötehon määrittely ottaa huomioon ilmankäsittelykoneen toiminnan kokonaisuutena, paikalleen asennettuna. Tällöin se ohjaa sekä ilmankäsittelykoneen valintaa sekä kanaviston suunnittelua. 5

6 Puhaltimien ominaissähköteho Koko ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähkötehon laskenta Ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho määritetään laskemalla yhteen kaikkien puhaltimien ottoteho ja jakamalla se ilmavirtojen summalla. Silloin voidaan sallia, että jonkin yksittäisen koneen tai puhaltimen ominaissähköteho SFP onkin sallittua arvoa korkeampi, jos vastaavasti muut koneet tai puhaltimet vievät tuloksen alle vaaditun rajan. Tulokoneen puhallin Ilmavirta Sähköteho Poistokoneen puhallin Ilmavirta Sähköteho Tämän koneen SFP m 3 /s kw m 3 /s kw kw/m 3 /s TK-1 1,20 1,70 PK-1 1,10 1,20 2,42 TK-2 2,00 2,30 PK-2 1,90 2,00 2,15 TK-3 4,50 3,80 PK-3 4,60 3,60 1,61 TK-4 0,70 0,90 PK-4 0,70 0,80 2,43 Yhteensä 8,40 8,70 8,30 7,60 Tuloilmavirta yhteensä [m 3 /s] 8,40 Poistoilmavirta yhteensä [m 3 /s] 8,30 Sähkötehot yhteensä [kw] 16,30 SFP [kw/m 3 /s] 1,94 Käytännössä ominaissähkötehoa on tulkittu siten, että jokaisen yksittäisen koneen on oltava alle raja-arvon. 6

7 Ekosuunnitteluasetus koskien ilmankäsittelykoneita Voimaantulo: Vaihe Vaihe

8 Vaatimukset Ei-asuinrakennusten ilmanvaihtokoneille Regulation (EU) NO 1253/2014 Kaikissa ilmanvaihtokoneissa pitää olla taajuusmuuttaja tai moninopeusohjaus Kaksi-ilmavirtaisissa ilmanvaihtokoneissa tulee olla lämmön talteenotto Lämmön talteenotossa tulee olla terminen ohitusmahdollisuus Lämmön talteenotolle määrätty minimi hyötysuhde nestekiertoiselle järjestelmälle: Tammikuu 2016: 63% Tammikuu 2018: 68% Lämmön talteenotolle määrätty minimi hyötysuhde muunlaiselle järjestelmälle: Tammikuu 2016: 67% Tammikuu 2018: 73% Ilmanvaihtokoneille otetaan käyttöön sisäinen ominaissähköteho, SFP int. Tämä on mitta sähköteholle joka tarvitaan voittamaan ilmanvaihtokoneen sisäinen painehäviö Vaikutukset Käytännön tilanne Suomalaisessa rakentamisessa. Huippuimurit osin ilman taajuusmuuttajaa. Käytännön tilanne Suomalaisessa rakentamisessa Käytännön tilanne Suomalaisessa rakentamisessa Pyörivä LTO: pyörimisnopeussäätö Levy-LTO: ohituspelti Nestekiertoinen: nestevirran säätö Suurehko vaikutus nestekiertoiseen talteenottoon. Tyypillinen lämpötilahyötysuhde ennen asetusta 50-55% Pyörivä lämmönsiirrin: ei muutosta. Levylämmönsiirrin: uusia korkeamman hyötysuhteen lämmönsiirtimiä markkinoille. Uusi tekijä joka pitää ottaa huomioon ilmanvaihtokonetta valittaessa 8

9 Ekosuunnitteluasetus, SFP int -vaatimus KOMISSION ASETUS (EU) No 1253/2014 Asetuksessa määritellään uusi arvo, sisäinen ominaissähköteho SFP int Ominaissähköteho määritellään ilmanvaihtokoneen viitekokoonpanolle, kuva ohessa Koskee vain ilmanvaihtokonetta, ei oteta mitään kantaa ilmanvaihtojärjestelmään ja sen ominaisuuksiin SFP int on laskennallinen arvo, jolla halutaan vaikuttaa ilmanvaihtokoneen sisäiseen painehäviöön sekä puhaltimen hyötysuhteeseen Ilmanvaihtokoneen viitekokoonpano Puhdas M5 suodatin poistoilmassa Puhdas F7 suodatin tuloilmassa Lämmöntalteenottolaite Ei ulkoista paineenkorotusta SFP int hyötysuhdebonus lasketaan tasailmavirroilla 9

10 Ekosuunnitteluasetus, SFP int -vaatimus 1 tammikuuta 2016 ja 2018 Nestekiertoisella lämmöntalteenottojärjestelmällä varustetut ilmanvaihtokoneet SFP int maksimi = 1,4 kw/(m 3 /s) v SFP int maksimi = 1,3 kw/(m 3 /s) v Muut kuin nestekiertoisella talteenotolla varustetut (pyörivä lämmönsiirrin, levylämmönsiirrin) ilmanvaihtokoneet SFP int maksimi = 0,9 kw/(m 3 /s) v SFP int maksimi = 0,8 kw/(m 3 /s) v

11 Ekosuunnitteluasetus, SFP int -vaatimus Ilmanvaihtokomponenttien sisäinen ominaissähköteho (SFP int_limit ), joka ilmaistaan W/(m 3 /s), saa olla enintään: Nestekiertoisella lämmöntalteenottojärjestelmällä varustettujen kaksi-ilmavirtaisten ilmanvaihtokoneiden tapauksessa 2016: E 300 * q nom /2 F, jos q nom < 2 m 3 /s, ja E F, jos q nom 2 m 3 /s 2018: E 300 * q nom /2 F, jos q nom < 2 m 3 /s, ja E F, jos q nom 2 m 3 /s, Muunlaisella lämmöntalteenottojärjestelmällä varustettujen kaksi-ilmavirtaisten ilmanvaihtokoneiden tapauksessa 2016: E 300 * q nom /2 F, jos q nom < 2 m 3 /s, ja E F, jos q nom 2 m 3 /s 2018: E 300 * q nom /2 F, jos q nom < 2 m 3 /s, ja E F, jos q nom 2 m 3 /s, Yksi-ilmavirtaisissa ilmanvaihtokoneissa, jotka käytetään suodattimen kanssa 2016: : 230 Lisää 11

12 Ekosuunnitteluasetus, SFP int -vaatimus Korjauskertoimet SFPint arvoon HYÖTYSUHDEBONUS Jos lämpötilahyötysuhde on korkeampi kuin annettu minimitaso, sallitaan silloin korkeampi SFPint arvo Nestekiertoinen lämmöntalteenotto (2018 mukaan) Hyötysuhdebonus E = (ηt _nrvu 0,68) * 3 000, jos lämpötilahyötysuhde ηt _nrvu on vähintään 68 %, muussa tapauksessa E = 0 Muuntyyppinen lämmöntalteenotto (2018 mukaan) Hyötysuhdebonus E = (ηt _nrvu 0,73) * 3 000, jos lämpötilahyötysuhde ηt _nrvu on vähintään 73 %, muussa tapauksessa E = 0 SUODATINKORJAUKSET Jos laitteesta puuttuu toinen tai molemmat suodattimet (viitekokoonpanoon verrattuna), on sovellettava seuraavia suodattimia koskevia korjauksia: 1 päivästä tammikuuta 2016 F = 0, jos ilmanvaihtokone on täysin viitekokoonpanon mukainen F = 160, jos keskitason suodatin puuttuu F = 200, jos hienosuodatin puuttuu F = 360, jos sekä keskitason suodatin että hienosuodatin puuttuvat 12

13 Ekosuunnitteluasetus, SFP int -vaatimus 13

14 SFP:lle kaksi erillistä vaatimusta Kansallinen vaatimus Rakentamismääräysten mukaan SFP maksimi 2,0 kw/m 3,s Koskee koko ilmanvaihtojärjestelmää kanavistoineen, ei yksittäistä IV-konetta Kanaviston painehäviö lasketaan mukaan --- Ekosuunnitteluasetuksen mukaan SFP int lukuarvot edelläesitetyn mukaan Koskee pelkkää ilmanvaihtokonetta, ei ilmanvaihtojärjestelmää SFP int arvossa on mukana ainoastaan viitekokoonpanon mukaiset osat Ei kanaviston painehäviötä, ei muita komponentteja Puhaltimen paineenkorotus SFP-laskennassa 630 Pa Kanava 250 Pa Puhaltimen paineenkorotus SFP-laskennassa 190 Pa Kanava 0 Pa 14

15 SFP:lle kaksi erillistä vaatimusta Kansallinen vaatimus Rakentamismääräysten mukaan SFP maksimi 2,0 kw/m 3,s Koskee koko ilmanvaihtojärjestelmää kanavistoineen, ei yksittäistä IV-konetta Kanaviston painehäviö lasketaan mukaan Ekosuunnitteluasetuksen mukaan SFP int lukuarvot edelläesitetyn mukaan Koskee pelkkää ilmanvaihtokonetta, ei ilmanvaihtojärjestelmää SFP int arvossa on mukana ainoastaan viitekokoonpanon mukaiset osat Ei kanaviston painehäviötä, ei muita komponentteja Puhaltimen paineenkorotus SFP-laskennassa 630 Pa Kanava 250 Pa Puhaltimen paineenkorotus SFP-laskennassa 190 Pa Kanava 0 Pa 15

16 SFP int SFP int lasketaan käyttäen puhaltimen hyötysuhteena asennuskohteen toimintapisteen hyötysuhdetta. Ei siis pelkän suodattimen ja talteenoton painehäviöllä. 16

17 SFP int Ilmankäsittelykoneiden mitoitus ja valinta tehdään aina mitoitusohjelman avulla. Ohjelma laskee muiden teknisten tietojen ohella myös ekosuunnitteluasetuksen mukaisen vaatimustenmukaisuuden: lämmön talteenoton hyötysuhteen ja SFP int arvon 17

18 SFP int Calculation Parameters Description Supply Extract Air Air Unit Heat Exchanger Pressure Drop Pa Heat Exchanger Efficiency (Balanced flow) % Filter Pressure Drop (clean) 88,348 46,222 Pa Filter Area 0,9 0,9 m2 Air Flow 2,5 2,5 m3/s Fan System Effect Pa Fan Total Efficiency 59,8 58,3 % Calculation Result Description Value SFPint 842 Limit Limit

19 SFP int Koneelle laskettu SFPint ei täytä EU:n komission ekosuunnitteluasetuksen 1253/2014 vaatimusta. Konetta ei saa toimittaa jälkeen EU-alueelle. Mikäli ilmankäsittelykoneen määräystenmukaisuus ei toteudu, antaa ohjelma varoituksen ja keskeyttää laskennan. 19

20 SFP int 20

21 Ekosuunnitteluasetus, lämmöntalteenoton hyötysuhdevaatimus 1 tammikuuta 2016 ja 2018 Nestekiertoisen lämmöntalteenottojärjestelmän lämpötilahyötysuhteen η t on oltava vähintään: η t 63 % vuonna 2016 η t 68 % vuonna 2018 Muun kuin nestekiertoisen lämmöntalteenottojärjestelmän (pyörivä lämmönsiirrin, levylämmönsiirrin) lämpötilahyötysuhteen η t on oltava vähintään η t 67 % vuonna 2016 η t 73 % vuonna

22 Mitä asetus koskee? Koskee ilmanvaihtokonetta, joka on tarkoitettu korvaamaan käytetty ilma ulkoilmalla rakennuksessa tai rakennuksen osassa Ovatko jotkin käyttökohteet asetuksen ulkopuolella? Saneerauskohteet? Teollisuus? Lyhyet käyntiajat? Puolilämpimät tilat? Käyttökohteella ei ole vaikutusta, vaan markkinoille saatettavan ilmanvaihtokoneen pitää täyttää vaatimukset. 22

23 Mitä asetus koskee? Koskee ilmanvaihtokonetta, joka on tarkoitettu korvaamaan käytetty ilma ulkoilmalla rakennuksessa tai rakennuksen osassa Ovatko jotkin käyttökohteet asetuksen ulkopuolella? Saneerauskohteet? Teollisuus? Lyhyet käyntiajat? Puolilämpimät tilat? Käyttökohteella ei ole vaikutusta, vaan markkinoille saatettavan ilmanvaihtokoneen pitää täyttää vaatimukset. Asetuksessa mainitaan vain seuraavat poikkeukset: Jos laitteen sähköteho on alle 30W per puhallin Pelkkä puhallin sellaisenaan (silloin sovelletaan eri asetusta) ATEX käyttöön tulevat laitteet Laitteet joita käytetään hätäkäytössä lyhyitä aikoja Ilman lämpötila yli 100 C tai alle -40 C Moottorin käyttöjännite yli 1000 V Myrkylliset, syttyvät tai syövyttävät ympäristöt Laitteet, joita käytetään prosessissa, ei siis varsinaiseen ilmanvaihtoon Asetus koskee kaikkia markkinoille saatettavia ilmanvaihtokoneita, sekä uudisrakentamista että saneeraamista 23

24 Asetuksen kattavuus Markkinoille saattaminen 2016 alkaen Euroopan unionin jäsenmaiden markkinoille saatettavien ilmanvaihtokoneiden pitää täyttää Ekosuunnitteluasetuksen vaatimukset Markkinoille saattaja Tyypillisesti valmistaja/maahantuoja/myyjä Mikä on ilmanvaihtokone? Kun ilmanvaihtokone toimitetaan yhtenä selkeänä kokonaisuutena, jossa on suodattimet, lämmön talteenotto ja puhaltimet, on asia yksinkertainen. Valmistaja/myyjä on markkinoille saattaja ja vastaa vaatimustenmukaisuudesta. 24

25 Kiitokset Pekka Mäkinen Fläkt Woods Oy 25