Kaukolämpölaitteiden toimintakoe

Transkriptio

1 Kaukolämpölaitteiden toimintakoe Suositus K16/2003

2 Suomen Kaukolämpö ry 2003 ISSN Viite: Sky-kansio 1/5

3 Kaukolämpölaitteiden toimintakoe

4

5 Suomen Kaukolämpö ry Suositus K16/2003 Lämmönkäyttötoimikunta Kaukolämpölaitteiden toimintakoe Asiakkaan kokema lämmön laatu on tärkein yksittäinen kaukolämmön laatumielikuvaan vaikuttava tekijä. Suomalaisessa kaukolämpöjärjestelmässä tuotannon ja jakelun toimivuus ja luotettavuus ovat erittäin korkealla tasolla. Asiakkaan kokema laatu määräytyy usein heikoimmin toimivan osan laadun mukaisena. Asiakkaalle välittyvä lämmönmyyjän toiminnan laadun mielikuva ei välttämättä johdu lämmönmyyjän vaan asiakkaan omien laitteiden toiminnasta. Yksittäisen asiakaan kokemaan laatuun eniten vaikuttaa lämmönjakokeskuksen ja siihen liittyvien laitteiden toiminta. Tästä syystä lämmönjakokeskuksen toimivuus on kaukolämmön laadun kannalta ensiarvoisen tärkeää. Kaukolämmön lämmönjakokeskusten toimintakoeohje on tarkoitettu kaikkien kaukolämpöalalla toimivien käyttöön ohjeeksi siitä, miten kaukolämmön lämmönjakokeskuksen suunnitelmien, määräysten ja ohjeiden mukainen toiminta voidaan testata. Testausmenettelyä voidaan käyttää sekä uusien että käytössä olevien lämmönjakokeskusten toiminnan tarkastamiseen. Kukin lämmönmyyjä voi itse päättää, miten ja missä laajuudessa lämmönjakokeskusten toimintaa testataan samoin kuin kuka varsinaisen testauksen suorittaa. Testaustarvetta esiintyy esim.: varmistettaessa auktorisoidun lämpöurakoitsijan omavalvonnan laatujärjestelmää selvitettäessä asiakkaan lämmönjakokeskuksen toimintaan kohdistuvia reklamaatioita asiakkaan ja laitetoimittajan/lämpöurakoitsijan välisissä riitatilanteissa lämmönjakokeskuksen vastaanottotarkastuksen yhteydessä. Tässä suosituksessa käsitellään lämmönjakokeskuksen tai sen osan testaamista käyttöolosuhteissa. Kun laitteisto testataan käyttöolosuhteissa, voidaan varmistua laitteiston ja sen osien toimivuus kussakin yksittäisessä tapauksessa. Ongelman ratkaisussa pitää myös ottaa huomioon, miten todellinen syy saadaan esille ja ratkaistua. Suositus on hyväksytty Lämmönkäyttötoimikunta Puheenjohtaja Tuomo Toivanen Hyvinkään Lämpövoima Oy Jäsenet Lauri Koskinen Joensuun Energia Oy Veli-Matti Mäkelä Mikkelin Ammattikorkeakoulu Timo Neira Helsingin Energia Timo Pesonen Tampereen Sähkölaitos Markku Saarenheimo Rauman Energia Oy Henry Virtanen Lahti Energia Oy Sihteeri Mirja Tiitinen Suomen Kaukolämpö ry

6

7 SISÄLLYSLUETTELO 1 Määritelmiä Laadunvarmistus kaukolämmityslaitteiden asennuksessa ja käyttöönotossa Laadunvarmistuksen periaate Laadunvarmistuksen toteuttaminen Säädön toimintavaatimukset Kaukolämmityslaitteiden toimintakoe Säätöjärjestelmän toimintakoe Lämmönsiirtimien toimintakoe Lämmönjakokeskuksen testaus käyttöolosuhteissa Normaalit käyttöolosuhteet Säätölaitteiden toiminnan testaaminen Lämmönsiirtimien toiminnan testaaminen Testaus ja testausmenetelmät Testausmenetelmille asetettavat yleiset tavoitteet Testauksen luotettavuus Mittausjärjestelyt Tarvittavat laitteet Mittauslaitteiston tarkkuus Tiedonkeruulaitteisto Lähdeluettelo... 13

8

9 1 1 MÄÄRITELMIÄ Lämmönmyyjä on tässä julkaisussa käytetty nimitys kaukolämmön toimittajasta. Asiakas on tässä julkaisussa nimitys kaukolämmitettävästä rakennuksesta / rakennuksista tai niiden omistajasta/haltijasta. Rakennuksen kaukolämmityslaitteet ovat lämmityslaitekokonaisuus, joka koostuu asiakkaan kaukolämpö- ja lämmityslaitteista. Rakennuksen kaukolämpölaitteet ovat laitteita, joissa kaukolämpövesi virtaa tai jotka säätävät asiakkaan lämmitysjärjestelmän kautta kiertävää kaukolämpöveden virtaa. Rakennuksen lämmityslaitteet ovat laitteita, jotka jakavat lämpöenergian lämmönsiirtimistä käyttökohteisiin. Lämmönjakokeskus on lämmönmyyjän mittauskeskukseen, käyttövesi- ja lämmitysverkostoihin sekä paisuntalaitteisiin liitettävä laitekokonaisuus, joka sisältää lämmönsiirtimet, ensiöpuolen ja mahdollisesti toisiopuolen säätölaitteet, pumppauslaitteet, venttiilit ja varusteet sekä tarvittavan putkiston. Ks. lämmönjakokeskuksen toimitusrajat. Pientalon lämmönjakokeskus sisältää em. lisäksi lämmitysverkon paisuntasäiliön. Mittauskeskus on lämmönmyyjän omistama lämmönmittauslaitteisto, joka mittauslaitteiden lisäksi sisältää liittymisjohdon sulkuventtiilit ja lianerottimet sekä mahdolliset laitteet virtauksen rajoittamiseksi. Asiakkaan putkisto alkaa mittauskeskuksesta. Lämmönjakohuone on rakennuksessa oleva erillinen tila, jossa lämmönjakokeskus sijaitsee. Tekninen laitetila on rakennuksessa oleva erillinen tila, jossa lämmönjakokeskuksen lisäksi voi sijaita muita yhdyskuntatekniikan vaatimia laitteita (esim. vesi-, sähkö- ja tietotekniikkajärjestelmien laitteita) Lämpöurakoitsija on kaukolämmityslaitteiden asennuksia tekevä, lämmönmyyjän hyväksymä yritys. 2 LAADUNVARMISTUS KAUKOLÄMMITYSLAITTEIDEN ASENNUKSESSA JA KÄYTTÖÖNOTOSSA Laadunvalvonnan ja tarkastustoiminnan tavoitteena on taata kaukolämpöasiakkaalle hyvälaatuinen ja turvallinen lämmitysjärjestelmä. Samalla lämmönmyyjä varmistaa kaukolämpöverkon tehokkaan toiminnan. Laadunvarmistukseen ja tarkastuksiin liittyvä, K1:ssä /1/ esitetty menettely perustuu lämmönmyyjän ja asiakkaan kesken tehtyyn yksityisoikeudelliseen sopimukseen (lämpösopimus / lämmönmyyntiehdot).

10 2 2.1 Laadunvarmistuksen periaate Hyvään ja laadukkaaseen lopputulokseen tähtäävässä järjestelmässä on olemassa seuraavat vaiheet suunnitteluvaihe, joka sisältää kaikki toteutuksessa tarvittavat lähtötiedot laitteiden mitoitus ja valinta laitteiden asennus käyttöönotto ja viritys toiminnan tarkastaminen Lämmönmyyjän laadunvarmistus voidaan toteuttaa erilaisilla järjestelmillä perustuen lämmönmyyjän käyttämään laatujärjestelmään. Riippumatta siitä, mitä toimintatapaa laadunvarmistuksessa käytetään, tulee kaikki edellä kuvatut vaiheet käydä läpi. Laadunvarmistuksella kaukolämmityslaitteiden asennuksessa ja käyttöönotossa varmistetaan asiakkaalle toimitettavan lämmön hyvä laatutaso sekä lämmöntoimituksen turvallisuus ja helppokäyttöisyys. Kaikilla toimijoilla on oltava laatu- tai toimintajärjestelmä, jolla toiminnan laatu varmistetaan. Järjestelmän dokumentoinnin tason tai sertifiointitarpeen päättää lämmönmyyjä. Toinen laadunvarmistuksen päätavoite on taata lämmönmyyjän järjestelmän toiminta suunnitellulla ja mahdollisimman tehokkaalla tavalla. Näin taataan kaukolämpöverkoston mahdollisimman hyvä jäähdytys, joka: saa aikaan optimaaliset pumppauskustannukset mahdollistaa verkoston kapasiteetin mahdollisimman tehokkaan käytön sekä pienentää verkoston uusinvestointien tarvetta. parantaa yhteistuotannon hyötyä lisäämällä sähköntuotantoa voimalaitoksella. Tämä säästää järjestelmän kokonaiskustannuksia ja on siten myös asiakkaan edun mukaista. Lämmönmyyjän laadunvalvonnassa noudatetaan julkaisun K1 ohjeita. Laadunvalvonnan pääkohdat ovat suunnitelmien tarkastus käyttöönottotarkastus tiiveyskoe ensiöpuolella asennuksen valvonta lopputarkastus säätöjärjestelmien toiminta lämmönsiirtimien toiminta painehäviöt lämpötilat ja jäähdytykset lämmönjakokeskuksen laitteet ja varusteet hälytys- ja varolaitteiden toiminta käytönaikainen testaus

11 3 Kaikkien em. kohtien tarkastustulokset raportoidaan ja toimitetaan lämmönmyyjälle. Raportoinnissa voidaan käyttää julkaisussa K1 ja suosituksessa K3/95 Kaukolämmityslaitteiden katselmus /2/ olevia pöytäkirjoja ja mallilomakkeita. 2.2 Laadunvarmistuksen toteuttaminen Laadunvarmistus voidaan K1:n mukaan toteuttaa joko lämmönmyyjän suorittamana tarkastustoimintana tai toiminnan aikaisena urakoitsijan tai muun vastuullisen organisaation omavalvontana asennus- ja käyttöönottovaiheen aikana, josta valvonnan toteuttaja antaa vakuutuksen ja toimittaa lämmönmyyjälle asianmukaiset asiakirjat. Omavalvonnan edellytyksenä on, että asennuksenaikaista omatoimista valvontaa suorittavilla urakoitsijoilla ja laitetoimittajilla on lämmönmyyjän hyväksymä laatujärjestelmä. Omavalvonnan toimintaa testataan ja asennustyön laatua valvotaan pistokokein tämän suosituksen mukaisesti. Laadunvarmistusprosessit on kuvattu seuraavassa taulukossa (taulukko 1). Prosessin toimivuudelle on oleellista, että lämmönjakokeskusten toimitusten ja asennusten laadunvalvonta on osa lämmönmyyjän laatujärjestelmää. Lämmönmyyjä voi omassa laatujärjestelmässään määritellä tekemänsä laadunvarmistuksen osuuden ja muiden osapuolten vastuulla olevat työt. Omavalvontaa tekevien urakoitsijoiden ja muiden toimijoiden auktorisointivaatimukset määrittää lämmönmyyjä paikallisten olosuhteiden ja tarpeiden mukaisesti.

12 4 Taulukko 1. Lämmönjakokeskuksen toiminnan varmistaminen asennusvaiheessa TOIMINTO DOKUMENTTI DOKUMENTIN LIITTEET ja täydentävät dokumentit TOTEUTTAJA Asennustyö Asennusvalvontapöytäkirjan omavalvontaan / asennustyöhön liittyvät osat Kaukolämpösuunnitelman täydennykset Lämpöurakoitsija Käyttöönottotarkastus Asennusvalvontapöytäkirja Täydennetyt kaukolämpösuunnitelmat Lämmönjakokeskuksen tekninen erittely Lämmönmyyjä / lämmönmyyjän auktorisoima lämpöurakoitsija Lämmöntoimituksen aloitus ja lämmön mittauksen asennus Aloitusilmoitus Lämmönmyyjä Lopputarkastus Valmistumispöytäkirja Toimintakokeet: Säätöjärjestelmien toiminta Lämmönsiirtimien toiminta Lämmönmyyjä / lämmönmyyjän auktorisoima palveluyritys Virityspöytäkirja Lämmönjakokeskuksen laitteet ja varusteet Hälytys- ja varolaitteiden toiminta Käytönaikainen testaus Testauspöytäkirja Säädön tulos graafisena esityksenä Lämmönmyyjä / palveluyritys Käytännön toimenpiteiden suunnittelussa tulee huomioida lämmöntoimituksen aloitus tehdään lämmönmyyjän määrittelemällä ja hyväksymällä tavalla. lämpöenergian mittauslaitteet asennetaan lämmönmyyjän määrittelemällä tavalla liittyen lämmöntoimituksen aloitukseen. Em. kohdat voivat vaikuttaa eri tavoin prosessin kulkuun riippuen siitä, kuinka lämmönmyyjä organisoi toiminnat. Käytönaikaisella testauksella varmistetaan omavalvontaisen asennusprosessin toimivuus pistokokein. Pistokokeita tulee tehdään suunnitellusti kaikkien lämpöurakoitsijoiden asennuksille ja erityisesti aina kun on syytä epäillä puutteita laatutasossa.

13 5 2.3 Säädön toimintavaatimukset Julkaisussa K1 on asiakkaalle asennetuille säätöjärjestelmille asetettu seuraavat vaatimukset lämpölaitoksen ilmoittamissa käyttöolosuhteissa lämmönjakohuoneesta mitattuna. Taulukko 2. Säädölle asetetut toimintavaatimukset eri säätöjärjestelmissä /1/ Käyttövesi Lämmitys Ilmanvaihto Suurin pysyvä poikkeama asetusarvosta 2 o C 2 o C 2 o C Suurin hetkellinen poikkeama asetusarvosta 10 o C 2 o C 10 o C Sallittu jatkuvan huojunnan amplitudi Sallittu palautumisaika muutoksen alkuhetkestä siihen hetkeen, kun 1. kohdassa esitetty vaatimus täyttyy 2 o C 0,5 o C 0,5 o C 2 minuuttia 2 minuuttia 2 minuuttia Ohjearvojen mukaisesti toimiva säätöjärjestelmä mahdollistaa hyvän asumisviihtyvyyden ja -turvallisuuden sekä säästää energiaa. 3 KAUKOLÄMMITYSLAITTEIDEN TOIMINTAKOE Toimintakoe tehdään K1:n vaatimusten mukaisesti kaukolämmityksen lopputarkastuksen yhteydessä. Toimintakokeessa tarkastetaan seuraavat lämmönjakokeskuksen toiminnat ja ominaisuudet säätöjärjestelmien toiminta lämmönsiirtimien toiminta painehäviöt lämpötilat ja jäähdytykset lämmönjakokeskuksen laitteet ja varusteet hälytys- ja varolaitteiden toiminta Toiminta katsotaan hyväksytyksi laitteet toimivat K1:n annettujen raja-arvojen mukaisesti. 3.1 Säätöjärjestelmän toimintakoe Säätöjärjestelmän toimintakokeessa tarkastetaan, että virityspöytäkirjassa esitetyt arvot ovat voimassa ja että valitut säätökäyrät ovat suunnitelman mukaisten mitoitussäätökäyrien mukaisia. Testaus tulee suorittaa siten, että ainakin käyttövesipiirissä on riittävästi kuormaa säätölaitteiden toiminnan ja niiden virityksen tarkastamiseksi.

14 6 Säätöjärjestelmän toiminnasta ja virityksestä kaukolämpölaitteiden toimintakoe pöytäkirjassa esitetään ainakin: lämmönsiirtimien ensiö- ja toisiopuolen meno- ja paluulämpötilat kaukolämpöverkon meno- ja paluupaineet säätöventtiilien ollessa suljettuna ulkoilman lämpötila ulkolämpötila-anturin asennus ja kytkentä viritysarvot ja asetusarvot säätökäyrät (suunnitellut ja asetetut) rajoitusarvot Esimerkki: Käyttöveden säädön toimintakokeesta Tarkkuuslämpömittarit (tai piirturi/tiedonkeruulaite) asennetaan paikoilleen Avataan lämminvesihanoja niin, että saavutetaan mitoitusvirtaama tai mikäli se ei ole mahdollista, vähintään 50 % mitoitusvirtaamasta hanat avataan yksi kerrallaan ja samalla tarkastellaan lämpömittarista käyttöveden menolämpötilan muutoksia normaaleja käyttötilanteita simuloidaan avaamalla hanoja lisää yksi kerrallaan Muiden virtauspiirien (esim. lämmitys ja ilmanvaihto) tehojen tulee pysyä koko testauksen ajan vakiona. Tämä voidaan tehdä joko sulkemalla ko. piirit tai asettamalla säätöventtiilit ja pumput vakioasentoon. Kuormituksen muutosta seurataan lämpömääränlaskimelta: kaukolämmön tehon tai vesivirran muutokset kirjataan muistiin. Käyttöveden lämpötila ei testauksen aikana saa poiketa K1:ssä asetetuista raja-arvoista. 3.2 Lämmönsiirtimien toimintakoe Lämmönsiirtimen toiminta testataan kertaluontoisesti niillä tehoilla, jotka testauksen aikana vallitsevat tai jotka eri kulutuskohteisiin testausta varten voidaan aikaansaada. Testauksessa käytetään ohjeena kaukolämmityslaitteiden katselmusta käsittelevää suositusta K3. /2/ Lämmönsiirrinten testauksessa mitataan kaukolämpöveden virtaama paine lämmönsiirtimien ensiö- ja toisiopuolilla (tarkastetaan painehäviöiden suuruus lämmönsiirtimissä) lämpötilat ensiö- ja toisiopuolen meno- ja paluuputkissa Mittaukset voidaan tehdä myös tiedonkeruulaitteistoa tai piirturia käyttäen. Mittaustulosta verrataan lämmönjakokeskustoimittajan mitoitustietoihin ko. toimintapisteessä. Mitoitustiedot voivat olla joko tietokoneohjelmasta saatavia tai taulukoista tai käyrästöistä luettavia arvoja. Näistä on oltava luettavissa riittä-

15 7 vällä tarkkuudella myös lämmönsiirrinten toiminta eri osakuormilla, jotta toimintakoe voidaan tehdä luotettavasti. Painehäviöiden tarkastelussa tulee huomioida osakuormilla vallitsevien pienten paine-erojen mittaamisen vaativuus. Käytännössä kenttäolosuhteissa ei päästä riittävään mittaustarkkuuteen alle 5 kpa:n valitsevilla paine-eroilla. 4 LÄMMÖNJAKOKESKUKSEN TESTAUS KÄYTTÖOLOSUHTEISSA Lämmönjakokeskuksen testauksella käyttöolosuhteissa (käytönaikainen testaus) varmistetaan lämmönjakokeskuskokonaisuuden toimiminen suunnitelmien mukaisesti ja siten kuin julkaisu K1 edellyttää. Testissä tarkastellaan koko lämmönjakokeskuksen ja kaukolämmityslaitteiden toimintaa normaaleissa käyttöolosuhteissa. Testin tarkoituksena on varmistua, että laitteisto toimii käyttöpaikallaan ja normaaleissa käyttöolosuhteissa suunnitellusti ja asetettujen vaatimusten mukaisesti. Tärkeimmät testattavat ominaisuudet ovat: eri säätöjärjestelmien toiminta asetusarvot säädön toimivuus normaalien käyttötilanteiden aikana lämmönsiirtimien toiminta tehot ja virtaamat painehäviöt toimintalämpötilat, lämmönsiirtimen asteisuus ja kaukolämpöveden jäähdytys 4.1 Normaalit käyttöolosuhteet Normaaleilla käyttöolosuhteilla tarkoitetaan tässä suosituksessa kaukolämmön toimitus: Kaukolämpöverkoston olosuhteet ovat tavanomaiset, kun verkoston painetasot ja lämpötilat vastaavat niitä arvoja (vaihtelurajoja), jotka lämmönjakokeskuksen suunnittelua varten asiakkaalle on annettu. Normaaleja käyttöolosuhteita varten kaukolämpöverkostoon ei tarvitse aikaansaada mitään erityisiä olosuhteita kunhan: Suunnittelua varten on annettu oikeat tiedot kaukolämpöjärjestelmän toiminnasta Varmistutaan, että kaukolämmön tuotannossa tai jakelussa ei ole poikkeuksellista tilannetta tai häiriötä. Tämä voidaan varmistaa lämmönjakohuoneessa olevista ensiöpuolen paine- ja lämpömittareista vertaamalla niiden näyttämiä arvoja suunnittelijan toimittamiin alkuarvoihin. Käytettävien mittareiden tarkkuuden on oltava riittävä ja mittausmenetelmän tilanteeseen soveltuva. Esimerkiksi käytettäessä meno- ja paluujohdon painemittareita sulkemalla kaukolämmön venttiilit vuorotellen saadaan selville paine-ero runkojohdossa, mutta mahdollinen tukkeutunut tai liian pieni talojohto ei paljastu.

16 8 Kaukolämmön käyttö rakennus on käytössä suunnitellulla tavalla asuintalossa tällä tarkoitetaan, että se on asuinkäytössä niin, että pääosa asunnoista on asuttuina. Rakennuksen tavanomainen käyttö ei edellytä mitään normaalista poikkeavaa toimintaa, ei esimerkiksi jotain tiettyä kulutusta jossakin käyttökohteessa. Säätölaitteet ja kulutuskohteet ovat käytössä suunnitellulla tavalla ja ohjeiden mukaisesti käyttöönotettuna (viritettyinä). 4.2 Säätölaitteiden toiminnan testaaminen Säätöjärjestelmän toimintaa testattaessa säätötulosta verrataan K1 mukaisiin vaatimuksiin normaaleissa käyttöolosuhteissa. Säätölaitteiden toiminnan testaamiseen voidaan käyttää kahta erilaista testausmenetelmää. Säätötulos voidaan tarkastella joko säätöpiiri kerrallaan tai kaikki säätöpiirit yhdellä kertaa. Säätölaitteiden toiminnan testaus tehdään aina vähintään vuorokauden mittaisena mittauksena. Mikäli testaus tehdään säätöpiiri kerrallaan, kutakin säätöpiiriä mitataan vähintään yksi vuorokausi. Säätötulosta verrataan säädölle annettuihin toimintavaatimuksiin. Mittausten perusteella selvitetään, ilmeneekö lämpötilassa huojuntaa, pysyviä tai hetkellisiä poikkeamia tai lämpötilojen ajelehtimista. Seuraavassa taulukossa on esitetty koko lämmönjakokeskuksen säätötulosten tarkastamisessa mitattavat suureet. Mittaus voidaan tehdä myös säätöpiiri kerrallaan. Käyttöveden kierron ja kaukolämpöön tulo- ja paluuveden lämpötiloja ei tavanomaisessa säädön toiminnan testaamisessa tarvitse mitata. Näitä mittaustuloksia tarvitaan silloin kun samalla kertaa halutaan selvittää jotain aiemmin todettua tai epäiltyä ongelmaa. Taulukko 3. Lämmönjakokeskuksen säätöjärjestelmien tarkastaminen Mitattavat suureet Mittaus lämpimän käyttöveden lämpötila käyttöveden kierron lämpötila lämmitysverkoston meno- ja paluuveden lämpötilat ilmanvaihtoverkoston meno- ja paluuveden lämpötilat kaukolämmön tulo- ja paluuveden lämpötilat lämpötilat rekisteröidään sekunnin välein vuorokauden ajan Lisäksi vähintään testauksen aluksi ja lopuksi luetaan kaukolämpöverkoston paineet ja lämpötilat tarkkuusmittareista, jotka asennetaan lämmönjakokeskuksessa ja mittauskeskuksessa olevien mittareiden tilalle.

17 9 Kiinteistöautomaatiojärjestelmän tai säätökeskuksen mahdollisuudet mittaustiedon tuottamiseen tai tallentamiseen tulee hyödyntää mahdollisuuksien mukaan. Tulosten analysoinnissa verrataan koko mittausjakson säätötulosta kaikkien säätöpiirien osalta asetettuihin vaatimuksiin. Mikäli tulokset ovat koko mittausjakson ajan vaatimuksen mukaiset, testaus katsotaan hyväksytyksi. 4.3 Lämmönsiirtimien toiminnan testaaminen Lämmönsiirtimen toiminta testataan vähintään kertaluontoisesti niillä tehoilla, jotka testauksen alku- tai loppuvaiheessa vallitsevat. Lämmönsiirrinten testauksessa mitataan kaukolämpöveden virtaama paineet lämmönsiirtimien ensiö- ja toisiopuolilla lämpötilat ensiö- ja toisiopuolen meno- ja paluuputkissa Mittaukset voidaan tehdä myös tiedonkeruulaitteistoa tai piirturia käyttäen. Mittaustulosta verrataan lämmönjakokeskustoimittajan mitoitustietoihin ko. toimintapisteessä. Mitoitustiedot voivat olla joko tietokoneohjelmasta saatuja tai taulukoista tai käyrästöistä luettavia arvoja. Näistä on oltava luettavissa riittävällä tarkkuudella myös lämmönsiirrinten toiminta eri osakuormilla, jotta toimintatesti voidaan tehdä riittävällä luotettavuudella. Painehäviöiden tarkastelussa tulee huomioida osakuormilla vallitsevien pienten paine-erojen mittaamisen vaativuus. Käytännössä kenttäolosuhteissa ei päästä riittävään mittaustarkkuuteen alle 5 kpa:n valitsevilla paine-eroilla Mittaustulosten tulee vastata lämmönjakokeskuksen toimittajan tai valmistajan mitoitustietoja. 5 TESTAUS JA TESTAUSMENETELMÄT 5.1 Testausmenetelmille asetettavat yleiset tavoitteet Testausmenetelmän tulee olla yleisesti hyväksyttävissä sekä toteutettavissa käytettävissä olevilla resursseilla. Menetelmän käytöstä aiheutuvien kustannusten tulee olla kohtuullisia. Mittaustulosten tulee olla riittävän tarkkoja, jotta niiden perusteella voidaan varmistua säätöjärjestelmien ja eri laitteiden toiminnasta. 5.2 Testauksen luotettavuus Testausmenettelyn tulee olla sellainen, että sillä saavutetaan sama tulos testaajasta riippumatta. Mittausmenetelmät on vakioitava ja niiden tulee olla hyvin toistettavissa. Mittaukset tulee tehdä aina samalla tarkkuudella ja virhelähteet tulee ottaa jokaisella mittauskerralla samalla tavalla huomioon. Tietojen keruu ja tulostus tulee olla ennalta suunniteltu

18 10 Tämän suosituksen mukaisia kaukolämpölaitteiden testauksia ovat: kaukolämmityslaitteiden toimintakoe testaus käyttöolosuhteissa 5.3 Mittausjärjestelyt Mittausjakso valitaan vähintään vuorokaudeksi, joka on tarpeeksi pitkä mm. säätölaitteiden toiminnan tarkastamiseksi erilaisissa käyttötilanteissa. Mittaus suoritetaan aikana, jolloin kulutus vaihtelee normaaleissa rajoissa. Vuorokautinen mittaus vaatii tiedonkeruulaitteistolta paljon kapasiteettia, mikä täytyy ottaa huomioon laitteistoa ja mittaussuureiden määrää, mittausaikoja ja -välejä suunniteltaessa. Seuraavaan taulukkoon on koottu tekijöitä, jotka täytyy testausmenetelmää suunniteltaessa ottaa huomioon. Taulukko 4. Testausmenetelmissä huomioitavia seikkoja. Testauksessa huomioitavat tekijät Mittausaika Mittausväli Lämpötilan mittausanturit Lämpötilan mittausanturien sijoittaminen Mittauslaitteisto Mittaukset Lämpötilan mittaus Painemittaus Virtausmittaus Vähintään 24 tuntia. Pitkän mittauksen aiheuttamat kapasiteettivaatimukset tulee ottaa huomioon laitteistoa suunniteltaessa. Valitaan siten, että muutokset mitattavissa suureissa saadaan rekisteröityä ja voidaan analysoida. Suositeltava mittausväli on s, jossa 2 sekuntia soveltuu käyttöveden mittaamiseen ja 5 sekuntia riittää lämmitysjärjestelmien mittaamiseen. Mittausantureiden tulee olla nopeita ja kestäviä sekä helposti asennettavia pinta-antureita. Mittauskohdan tulee olla puhdas, siinä ei saa olla hitsaussaumaa, paksua maalikerrosta tms. Anturi on kiinnitettävä tukevasti ja eristettävä ympäristöstä hyvin. Laajimmassa testausmenettelyssä mittauslaitteiston tulee pystyä mittaamaan yli kymmentä mittaussuuretta vuorokauden ajan sekunnin mittausvälillä. Suppeimmassa testausmenettelyssä riittää kahden suureen mittaaminen 2 sekunnin välein. Mitataan kaukolämmön normaalia käyttökuormitusta. Mittaukset tehdään lämmityskaudella. Käyttöveden säätölaitteiden toiminta voidaan mitata myös kesällä. Mitattavia suureita ovat lämmin käyttövesi, lämpimän käyttöveden kierto, lämmityksen meno- ja paluuvesi, ilmanvaihdon meno- ja paluuvesi sekä kaukolämmön tulo- ja paluuvesi. Tilanteesta riippuen valitaan tarkasteltavat suureet. Meno- ja tulopaineiden jatkuva mittaus ei ole välttämätöntä. Hetkelliset arvot kirjataan riittävän tarkoista painemittareista. Virtausmittaus ei ole välttämätön säädön toiminnan tarkastuksessa. Hetkellisiä arvoja voidaan lukea lämmönmyyjän lämpöenergian mittarilta.

19 Tarvittavat laitteet Testauslaitteisto koostuu tiedonkeruulaitteistosta, jonka muodostavat dataloggeri ja kannettava mikrotietokone, sekä mittausantureista. Tarpeen mukaan mitataan eri lämpötiloja, paineita ja virtausmääriä. Yksittäisen säätöpiirin tai muutaman lämpötilan käyttäytymisen tarkastelussa piirturi on riittävä mittausväline, ellei tuloksia tarvita tiedostomuodossa jatkokäsittelyä varten. Mittauslaitteiston tulee olla kevyt, pieneen tilaan mahtuva ja helposti mukana kuljetettava. Mittauslaitteiden asentaminen mittauskohteeseen tulee olla myös helppoa ja nopeaa. Siirrettävyyden ja kenttäolosuhteissa mittaamisen vuoksi anturien kiinnityksen ja liitäntöjen tulee olla mahdollisimman yksinkertaisia ja kestäviä Mittauslaitteiston tarkkuus Lämpötila-anturit Testausmenetelmää tullaan käyttämään lämmönjakokeskuksissa, joiden käyttöä ei voida keskeyttää anturien asennuksen ajaksi. Tästä syystä lämpötilaanturit voidaan asentaa joko putken pinnalle tai suojataskuun. Yksi tärkeimpiä lämpötilamittaukselta vaadittavia ominaisuuksia on nopeus. Lämpötilapiikkien tai nopean huojunnan havaitsemiseksi lämpötila-antureiden on pystyttävä seuraamaan nopeita muutoksia. Suojataskuun asennettavat anturit todettiin TKK:n tutkimuksessa liian hitaiksi /4/. Lämpötilan mittalaitteiden epätarkkuus saa olla korkeintaan ± 0,3 o C /3/. Testausten yhteydessä tarkastetaan aina automaatiojärjestelmien mittausepätarkkuus (esim. DDC-järjestelmä), mikä ei saisi olla suurempi kuin ± 0,5 o C. Putken pinnalta tai suojataskusta tehtävän lämpötilamittauksen ongelmana on virtauksen todellisen lämpötilan ja pintalämpötilan välinen ero, jonka on joissakin mittauksissa todettu olevan o C /3/. Lämpötilaa mitataan putken päältä joko Pt100-vastusanturilla tai K-tyypin termoelementillä. Pt100-vastusantureista tulee valita massaltaan mahdollisimman pieni anturi. Suurin osa markkinoilla olevista antureista on liian suuria ja siten aivan liian hitaita pintamittaukseen. On myös mahdollista käyttää päällystämättömiä Pt100-elementtejä, mutta ne eivät ole mekaanisesti riittävän kestäviä. Pt100-vastusanturin yleisimmässä tyypissä on neliöprofiilinen päällystetty anturi, jossa usein on reikä kiinnitystä varten. TKK:n tutkimuksessa testattiin kolmea eri kokoa, joista pienin (4 x 4 x 25 mm) osoittautui riittävän nopeaksi /4/. Termoelementeistä voidaan valita joko suojaamaton termoelementtilanka tai päällystetty elementti. Termoelementtilanka on päällystettyä elementtiä huomattavasti edullisempi vaihtoehto, mutta päällystetty elementti on mekaanisesti kestävämpi. Termoelementtilankaa ei esimerkiksi voi laittaa veteen.

20 Muut mitattavat suureet Joissakin tapauksissa voidaan tiedonkeruujärjestelmään liittää myös paineen ja virtauksen mittaukset. Tämä tulee yleensä kyseeseen tilanteissa, joissa selvitetään jotakin käyttöolosuhteissa tehdyn testauksen perusteella havaittua tai asiakkaan ilmoittamaa ongelmaa. Painelähettimet Painemittauksessa käytetään mittausyhteisiin asennettavia painelähettimiä. Kylmän veden painemittaus on tarpeen, mikäli käyttöveden säätötuloksessa on ongelmia, joita ei muutoin saada selvitettyä. Painemittareiden ja lähettimien tarkkuuden tulee olla parempi kuin +/- 2 % mittausarvosta tai vähintään +/ 0,1bar. Virtausmittarit Kaukolämmöntehon tehon ja virtauksen mittauksessa käytetään yleensä lämmönmyyjän laskutuskäytössä olevia mittauslaitteita. Muita mittauslaitteita käytettäessä tulee niiden täyttää em. mittareiden tarkkuusvaatimukset (suositus K13 Kaukolämmön mittaus /5/). Nykyaikaisissa lämpöenergiamittareissa on viestiliitäntöjä, joista voidaan saada tietoja mm. tehosta ja vesivirrasta. Viesti on joko suoraan tehoon ja/tai virtaukseen verrannollinen virta- tai jänniteviesti tai pulssiviesti. Pulssimuotoinen viesti on parhaimmillaan nopea testipulssi, joka on lähes yhtä hyvä kuin jatkuva virta- / jänniteviesti. Tiedonsiirtoon käytetty lähtöliitäntä on mittarista riippuen RS232, RS 485, M- Bus tai optinen lähtö. Virtausmittauksessa voidaan käyttää kannettavaa, putken päältä mittaavaa ultraäänivirtausmittaria. Se soveltuu kaikkien homogeenisten, ääntä johtavien ja puhtaiden nesteiden mittaamiseen. Neste voi sisältää myös hieman kaasukuplia tai kiintoaineita. Mittauksen tarkkuus ei aina ole samaa luokkaa kuin lämmönmyyjän mittauslaitteita käytettäessä, mutta soveltuu mm. käyttöveden virtauksen muutosten rekisteröintiin. Mittarissa voi olla oma tiedonkeruutoiminto tai se voidaan kytkeä suoraan ulkoiseen tiedonkeruulaitteeseen. Mittaria valitessa tulee kiinnittää huomiota sen helppokäyttöisyyteen Tiedonkeruulaitteisto Tiedonkeruulaitteiston tulee olla kannettava ja helposti siirrettävä, joten sen kokoon ja kestävään rakenteeseen tulee kiinnittää huomiota. Laitteiston koko on jossain määrin verrannollinen sen mahdollisuuksiin rekisteröidä mittaussuureita. Pienimmissä tiedonkeruulaitteissa on yleensä vain muutama mittauskanava. Suppeimmassa testausmenettelyssä riittää, kun tärkeimmät lämpötilat saadaan mitattua.

21 13 Testattaessa koko lämmönjakokeskuksen säätöjärjestelmän toimintaa mahdollisen häiriön tai toimintavirheen selvittämiseksi liitynnät paine- ja virtausmittauslaitteita varten ovat tarpeellisia. Tässä tapauksessa kyseessä on jo laajempi, jopa mahdollisen vian etsintään tarkoitettu laitteisto. Tiedonkeruulaitetta valittaessa on tiedettävä, minkä tyyppisiä lämpötilaantureita tullaan käyttämään. Laite voi rajoittaa käytettävää lämpötila-anturin tyyppiä tai mahdollisuutta liittää siihen painelähettimiä tai virtausmittauslaitteita. Seuraavaan taulukkoon on koottu seikkoja, jotka tulee ottaa huomioon tiedonkeruulaitetta valittaessa. Taulukko 5. Laitteiston valinnassa huomioitavaa Laitteiston koko Liitännät Kanavien määrä yhden säätöpiirin tarkastaminen lämmönjakokeskuksen kaikkien säätöpiirien toiminnan tarkastaminen Anturit Muistikapasiteetti Tiedonkeruuohjelma Tiedostomuoto Laitteiston tulee olla kannettava. Liitäntöjen tulee olla mahdollisimman yksinkertaisia ja kestäviä, koska toimitaan kenttäolosuhteissa. 2 kanavaa lämpötilamittaukseen 1 kanava kaukolämmön lämpötilamittaukseen ja lisäksi aina 1 kanava kutakin säätöpiiriä kohti. Otettava huomioon minkälaiset anturit valittuun tiedonkeruulaitteistoon soveltuvat. Anturien on oltava riittävän nopeita. Mittaustiedot kerätään joko mittausjärjestelmän tai kannettavan tietokoneen muistiin. Jos mittausjaksot ovat pitkiä, mittausjärjestelmän muistikapasiteetti saattaa olla riittämätön. Mittausjärjestelmän (ns. dataloggeri) ja tiedonkeruuohjelman on tuettava toisiaan. Jos mittaukset ovat pitkäkestoisia, tulisi tiedoston olla esim. ASCII-muodossa, jolloin se vie suhteellisen vähän tilaa. Tiedoston jatkokäsittely on myös otettava huomioon. 6 LÄHDELUETTELO 1. Suomen Kaukolämpö ry, Rakennusten kaukolämmitys, Määräykset ja ohjeet K1/ Suomen Kaukolämpö ry, Kaukolämmityslaitteiden katselmus, Suositus K3/95 3. Kosonen R., Laitila P., Bitter R., Laine T., Lahdenperä R., 1995, LVIjärjestelmien säädön toiminnan tarkastaminen, Valtion teknillinen tutkimuskeskus, Tiedotteita 1629, Koskelainen R., Ohvanainen M., Lämmönjakokeskusten säätölaitteiden testaus käyttöolosuhteissa, Teknillinen korkeakoulu, Espoo Suomen Kaukolämpö ry, Kaukolämmön mittaus, Suositus K13/94

22

23 Suomen Kaukolämpö ry:n asiakaslaitteita ja energianmittausta koskevat julkaisut: K1/2003 Rakennusten kaukolämmitys. Määräykset ja ohjeet Suositukset: K13/1994 Kaukolämmön mittaus K3/1995 Kaukolämmityslaitteiden katselmus K14/1997 Säädön toiminnan tarkastaminen käyttöolosuhteissa K15/1998 Tilausteho ja -vesivirta. Määritys ja tarkistaminen K2/1998 Kaukolämmityslaitteiden asennus. Urakoitsijan ja lämmönmyyjän yhteistyö K16/2003 Kaukolämpölaitteiden toimintakoe Raportit: K13/1995 Lämmönmyyjän lukitusjärjestelmä K14/1997 Varautuminen lämmöntoimituksen keskeytyksiin

24 Fredrikinkatu HELSINKI Puhelin (09) Faksi (09)