Tilausteho ja -vesivirta Määritys ja tarkistaminen

Transkriptio

1 Tilausteho ja -vesivirta Määritys ja tarkistaminen Suositus K15/1998

2 Suomen Kaukolämpö ry 1998 ISSN Viite: Sky-kansio 1/4

3 Suomen Kaukolämpö ry Suositus K15/1998 Lämmönkäyttötoimikunta Tilausteho ja -vesivirta ovat kaukolämpötoimialan keskeisiä käsitteitä. Niitä käytetään yleisesti sekä liittymismaksun että perusmaksun perusteina. Kaukolämpömaksuista keskimäärin kolmannes määräytyy tilaustehon/ Qvesivirran perusteella, joten oikea tilaustehon/qvesivirran arvo on tärkeä sekä lämmönmyyjälle että asiakkaalle. Tavoitteena tilaustehon/qvesivirran määrittelyssä tulee olla todellista tarvetta vastaavan oikean arvon laskenta alunpitäen, jotta tarvetta muutokseen ei myöhemmin ole. Toisaalta tilausteho/qvesivirta tulee pystyä joustavasti muuttamaan asiakkaan/rakennuksen tarpeen muuttuessa. Tilaustehon/Qvesivirran määrityksen yhteydessä laaditaan rakennuksen energiankulutusennuste, jonka toteutumaa voidaan käyttää myös tilaustehon ja/tai tilausvesivirran oikeellisuuden seurannassa. Tilaustehon/Qvesivirran tarkistaminen voidaan tehdä luotettavasti vain mittaamalla saatuihin tietoihin perustuen. Suosituksessa on selvitetty mittausmenetelmät sekä muut menetelmät ja tiedot, joilla mittausten perusteella lasketut arvot varmennetaan. Tämä suositus on tarkoitettu ohjeeksi kaukolämmön tilaustehon ja Qvesivirran määrittämiseksi ja tarkistamiseksi tavoitteena yhtenäinen koko maata kattava käytäntö. Suositus on hyväksytty Suomen Kaukolämpö ry:n hallituksessa Lämmönkäyttötoimikunta Veli-Matti Mäkelä Timo Neira Timo Pesonen Tuomo Toivanen Henry Virtanen Oiva Välikangas Mirja Tiitinen Lappeenrannan Energia Helsingin Energia Tampereen kaupungin sähkölaitos Hyvinkään Lämpövoima Oy Lahti Energia Oy Oulun Energia Suomen Kaukolämpö ry

4

5 Suomen Kaukolämpö ry Suositus K15/1998 Lämmönkäyttötoimikunta TILAUSTEHO JA -VESIVIRTA Määritys ja tarkistaminen SISÄLTÖ 1. TARKOITUS JA PERUSTEET Tarkoitus Perusteet Määritelmiä Käytetyt merkinnät TILAUSTEHON JA -VESIVIRRAN MÄÄRITYKSEN PERIAATTEET Tilausteho/Qvesivirta hinnoittelun perusteena Määrittelyperusteena tunnin ajanjakso TILAUSTEHON JA -VESIVIRRAN MÄÄRITYS Lämmitystehon huomioon ottaminen Teho Vesivirta Käyttöveden lämmitystehon huomioon ottaminen Käyttöveden tuntinen lämmitysteho Jatkuva käyttövesiteho Käyttövesipiiriin liitettyjen lämmityslaitteiden teho Tilaustehon määrittäminen Tilausvesivirran määrittäminen Periaate Toimintalämpötilojen käyttö Lämmönjakokeskuksen kytkennän vaikutus Hinnaston porrastus ENERGIANKULUTUKSEN LASKENTA Tilausteho/Qvesivirta ja energiankulutus Energiankulutuksen laskenta Muuttuva energiankulutus Rakennuksen lämmityksen energiankulutus Rakennuksen ilmanvaihdon lämmitysenergian kulutus Kiinteä energiankulutus Käyttövesiverkkoon liitetyt lämmityslaitteet Käyttöveden lämmityksen energiankulutus TILAUSTEHON/QVESIVIRRAN TARKISTAMINEN Periaatteet Tarkastaminen energiankulutustietoihin perustuen Tarkistaminen mittauksiin perustuen Katselmusmittauksen perusteella Mittaustietojen perusteella Pitkäaikaisten mittaustietojen perusteella TILAUSTEHON/QVESIVIRRAN OPTIMOINTI JA RAJOITTAMINEN KIRJALLISUUTTA... 23

6

7 1 TILAUSTEHO JA -VESIVIRTA Määritys ja tarkistaminen 1. TARKOITUS JA PERUSTEET 1.1 Tarkoitus 1.2 Perusteet 1.3 Määritelmiä Tämä suositus on ohje kaukolämmön tilaustehon ja -vesivirran määrittämiseksi ja tarkistamiseksi. Tavoitteena on yhtenäinen, koko maata kattava käytäntö. Yhtenäinen käytäntö tilaustehon/vesivirran määrittämiseksi on välttämätöntä kaukolämmön imagoa ja selkeää tuotekuvaa rakennettaessa. Yhtenäiset ja yleisesti tiedostetut määrittelyperusteet lisäävät luottamusta asiakkaiden ja alan yhteistyökumppaneiden keskuudessa. Kaukolämmön hinnoittelun tasapuolisuus-, kustannusvastaavuus- ja läpinäkyvyysvaatimukset edellyttävät myös hinnoitteluperusteiden, mm. tilaustehon/qvesivirran määrittelyä, vastaavin periaattein. Tilaustehon/Qvesivirran tulee em. syistä vastata asiakkaan todellista tarvetta. Tarvittaessa sitä voidaan erityisistä syistä rajoittaa joko lämmönmyyjän tai asiakkaan laitteilla. Asiakas voi vaikuttaa tilaustehon/-vesivirran suuruuteen esim. optimoimalla tehontarvettaan säätöjärjestelmänsä avulla. Tilausteho (sopimusteho) tarkoittaa asiakkaan käyttöön varattua suurinta tuntista lämpötehoa. Tilaustehon mittayksikkö on kw. Tilausvesivirta (sopimusvesivirta) tarkoittaa asiakkaan käyttöön varattua suurinta tuntista kaukolämpöveden virtausta. Tilausvesivirran mittayksikkö on 3 m/h. Tuntinen teho/qvesivirta tarkoittaa keskimääräistä tehoa/vesivirtaa liukuvan tunnin ajanjaksona.

8 2 1.4 Käytetyt merkinnät H Huipunkäyttöaika Q/ [h] h Käyttöaika [h] N Lukumäärä [kpl] Q Energia [kwh, MWh] q Käyttöveden mitoitusvirtaama [dm³/s] S Lämmitystarveluku [ C d] t Lämpötila [ C] V Vesivirta [m³/h] Teho (lämpöteho) [kw] Alaindeksit as d e iv jov k klp klt las lm lv lvh lvk läm m mit mtu red s S T t u v Asunto Vuorokausi Ensiö (kaukolämpövesi) Ilmanvaihto Johtuminen ja vuoto Kiinteä Kaukolämpövesi paluu Kaukolämpövesi tulo Laskennallinen Lämmitys Lämmin käyttövesi Lämmin käyttövesi tuntinen Lämmitys käyttövesiverkosta Lämmitys ja/tai ilmanvaihto Muuttuva Mitoitus Mitattu Redusoitu Sisä Sisäinen Tilaus (sopimus) Toisio Ulko Viikottainen

9 3 Muuntokertoimet 1 3 m /h = 0,278 3 dm /s = 0,278 l/s 1 kw = 0,86 Mcal/h = 102 kpm/s 1 kwh = 3600 kj = 0,86 Mcal 1 kj = 1 kws = 0,278 Wh 1 Mcal = 1,163 kwh = 4186,8 kj 2. TILAUSTEHON JA -VESIVIRRAN MÄÄRITYKSEN PERIAATTEET Lämmönmyyjän on kohdeltava samantyyppisiä asiakkaita keskenään tasapuolisesti ja määrittelyperusteiden on oltava uusilla ja vanhoilla asiakkailla samat. Tilaustehon/-vesivirran tulee vastata todellista tarvetta. Jo asiakkaan liittyessä tavoitteena on oikean arvon laskenta. Tilaustehoa/-vesivirtaa muutetaan rakennuksen tehon-/vesivirran tarpeen muuttuessa. 2.1 Tilausteho/Qvesivirta hinnoittelun perusteena Tilausteho/Qvesivirta on suure, jonka avulla määritellään asiakkaan liittymisja perusmaksut. Hinnoittelun perusteena olevan tilaustehon/qvesivirran määrittely tulee pohjautua todelliseen tarpeeseen, jotta vaatimus hinnoittelun kustannusvastaavuudesta voidaan täyttää. 2.2 Määrittelyperusteena tunnin ajanjakso Tämä suositus on laadittu työkaluksi, jolla voidaan määrittää ja tarkistaa asiakkaan tarvitsema tuntinen teho. Tunti on esitetty määrittelyperusteeksi Sky:n suosituksessa Kaukolämmön hinnoittelu. /2/ Kaukolämpöjärjestelmä on suunniteltu siten, että se tyydyttää myös käyttövesitarpeen kaikissa tilanteissa. Käyttöveden lyhytaikaisilla (< 1 h) tehohuipuilla ei ole merkitystä kaukolämmön tuotannon ja jakeluverkoston kannalta, koska tehohuiput tasoittuvat verkostossa risteilyn takia. Suosituksen määrittelyperusteet perustuvat asiakkaan todelliseen tarpeeseen liukuvan tunnin ajanjaksona. Lämpöenergiamittareissa laskennan mittausperusteena voidaan käyttää myös kiinteää tuntia ( kalenterituntia ).

10 4 3. TILAUSTEHON JA -VESIVIRRAN MÄÄRITYS 3.1 Lämmitystehon huomioon ottaminen Lämmitys- ja ilmanvaihtoteho ( lm, iv) yms. otetaan huomioon tilaustehossa ja tilausvesivirran laskentaperusteena sellaisenaan. Laskentaperusteena käytetään suunnitelmien mukaista suurinta tarvittavaa (esim. yhtäaikainen lämmitys ja ilmanvaihto) tehoa. Rakennuksissa voi olla myös lämmitystehossa alle tunnin mittaisia tehohuippuja (esim. puutavarakuivaamot, eräät teollisuusrakennukset). Näissä kohteissa tulee lämmitystehon tuntinen arvo laskea. Suunnitelman tietojen oikeellisuudesta tulee varmistua vertaamalla niitä suunnitelman muihin tietoihin ja käytettävissä oleviin mahdollisiin käyttötietoihin sekä tilastollisiin tietoihin. Tarvittaessa selvitetään asiaa suunnittelijan kanssa. Laadunvalvonnassa/tarkastustoiminnassa tulee painottaa suunnitelmissa annettujen tietojen oikeellisuuden valvontaa juuri tästä näkökulmasta sen lisäksi, että niillä on oleellinen merkitys laitteiden mitoituksen ja toiminnan kannalta Teho Vesivirta Laskennallisen tilaustehon määrityksessä lämmityksen ja ilmanvaihdon osuus määritetään taulukosta "Lämmitystekniset tiedot" (liite 5), jonka malli on Sky:n julkaisussa Rakennusten kaukolämmitys, määräykset ja ohjeet /3/. Taulukon riviltä Tarvittava kaukolämpöteho valitaan suurempi arvo. Laskennallisessa tilausvesivirran määrityksessä lämmityksen ja ilmanvaihdon osuus saadaan taulukosta "Lämmitystekniset tiedot". Taulukon riviltä Kaukolämpövesivirta (ilman käyttövettä) valitaan suurempi arvo. 3.2 Käyttöveden lämmitystehon huomioon ottaminen Käyttöveden tuntinen lämmitysteho Asuinrakennuksissa tilaustehossa/qvesivirrassa huomioon otettava käyttöveden tuntinen lämmitysteho lvh lasketaan asuntojen lukumäärän perusteella. Erityisistä syistä voidaan käyttää myös lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaamaa määrityksen perusteena. Tuntinen käyttövesiteho lasketaan kaavoilla 4 ja 5, määrittely voidaan tehdä myös liitteen 1 taulukoista ja kuvista.

11 5 Muiden kuin asuinrakennusten käyttöveden tuntinen lämmitystehon tarve vaihtelee huomattavasti rakennuksen käyttövesijärjestelmästä ja käytöstä riippuen. Käyttöveden lämmityksen tehontarpeen käyttäytyminen onkin pyrittävä selvittämään kunkin rakennuksen erityispiirteiden mukaan. Mikäli tarkempaa tietoa käyttöveden tehon käyttäytymisestä ei ole käytettävissä, määritellään käyttöveden tuntinen lämmitysteho lvh lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaaman perusteella (kaavat 1 ja 2). Tuntisen käyttövesitehon [kw] laskentafunktiot ovat /8, 9, 10, 11/ lvh 3 lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama 0,5 dm /s lvh 0,35 q lv c p t 14,1 kw (1) 3 lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama > 0,5 dm /s lvh 0,2 q lv c p t (2) 3 jossa q lv = lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama [dm /s] = veden tiheys, lämpötilassa 55 C = 0,986 kg/dm 3 (liite 3) c = veden ominaislämpö, lämpötilassa 32,5 C p c = 4,18 kj/kg C (liite 3) p t = lämpimän ja kylmän käyttöveden lämpötilojen erotus, mitoituslämpötiloilla 55/10 C t = 45 C Lämpimän käyttöveden jakojohdon mitoitusvirtaama q lv lasketaan Suomen Rakentamismääräyskokoelman D1 mukaan /5/. Kun oletetaan, että suurin 3 normivirtaama on 0,2 dm /s ja asunnon normivirtaamien summa on 3 3 0,5 dm /s, lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaamaksi [dm /s ] saadaan q lv 0,2 0,015 (0,5 N as 0,2) 0,17 0,5 N as 0,2 (3) jossa N = asuntojen lukumäärä as Kun kaavoihin 1, 2 ja 3 sijoitetaan em. oletusarvot, asuinrakennuksissa käyttöveden tuntinen lämmitysteho voidaan laskea kaavoilla 4 ja 5 asuntojen lukumäärä 5 lvh 0,49 N as 60,8 N as 24,3 1,3 [kw] (4) asuntojen lukumäärä > 5 lvh 0,28 N as 19,9 N as 7,9 7,3 [kw] (5)

12 Jatkuva käyttövesiteho Muu jatkuva käyttövesiteho (esim. jokin prosessi) lisätään kohdan mukaisesti saatuun käyttöveden tuntiseen lämmitystehoon Käyttövesipiiriin liitettyjen lämmityslaitteiden teho Käyttöveteen liitettyjen lämmityslaitteiden teho lisätään tilaustehoa laskettaessa lämmitystehoon. Tilausvesivirtaa laskettaessa ko. tehoa vastaava kaukolämpövesivirta lasketaan lämmityksen lämmönsiirtimen toimintalämpötiloilla. 3.3 Tilaustehon määrittäminen Tilausteho saadaan laskemalla yhteen em. kohdissa 3.1 ja 3.2 esitetyt T tilaustehon osatekijät esim.: = (6) T lm iv lvk lvh jossa = lämmitysteho lm Esimerkki 1: = ilmanvaihtoteho iv = käyttövesipiiriin liitettyjen lämmityslaitteiden teho lvk = käyttöveden tuntinen lämmitysteho lvh Esimerkkirakennuksen E1 tilausteho on "Lämmitystekniset tiedot"-taulukon (ks. liite 4) mukaan seuraava: * Käyttövesipiiriin liitettyjen lämmityslaitteiden tehon lvk ja lämmi- tystehon lm summa on suurimmillaan ulkolämpötilassa 29 C, jolloin se on 184 kw ** Asuntojen lukumäärä on 52, jolloin tuntinen käyttövesiteho lvh kohdan (ja liitteen 1) mukaan on 54 kw *** Laskennallinen tilausteho on siten = 184 kw + 54 kw = 238 kw T,las Tilaustehohinnaston lähin ylempi arvo on esimerkiksi 240 kw, joten tilausteho = 240 kw. T

13 7 3.4 Tilausvesivirran määrittäminen Periaate Tilausvesivirta V saadaan laskemalla lämmönjakokeskuksen kytkennästä T ja toimintalämpötiloista riippuvat, kutakin tilaustehon osatekijää vastaavat kaukolämpöveden virtaukset yhteen, esim: V = V + V + V + V (7) T lm iv lvk lvh jossa V = lämmitystehoa vastaava kaukolämpövesivirta lm Toimintalämpötilojen käyttö V = ilmanvaihtotehoa vastaava kaukolämpövesivirta iv V = käyttövesipiiriin liitettyjen lämmityslaitteiden tehoa lvk vastaava vesivirta V = käyttöveden tuntista lämmitystehoa vastaava vesilvh virta Lämmitystehoja vastaavat kaukolämpövesivirrat lasketaan siinä ulkolämpötilassa, jossa on suurin tehontarve. Kullekin lämmönsiirtimelle käytetään ko. ulkolämpötilan vastaavia toimintalämpötiloja. Tiedot saadaan taulukoista "Lämmitystekniset tiedot" ja "Lämmönjakokeskuksen laitteiden mitoitus" (liite 5). Käyttövesipiiriin kytkettyjen lämmityslaitteiden tehoa vastaava kaukolämpövesivirta lasketaan lämmityksen lämmönsiirtimen toimintalämpötiloilla. Lämmityspiirien toimintalämpötilat selviävät kaukolämpösuunnitelman taulukoista ja kytkentäpiirustuksen toimintalämpötilapiirroksesta. Kaukolämpöveden (ensiöpuolen) tulolämpötilana käytetään lämmönsiirtimien mitoituksessa käytettäviä lämpötiloja. (ks. julkaisu K1/1992, kohta /3/). Uudiskohteissa ensiöpuolen paluulämpötilana käytetään suunnitelmassa esitettyä mitoituslämpötilaa tai sen perusteella arvioitavaa lämpötilaa tilausvesivirtalaskennan toimintapisteessä. Kaukolämpövesivirta V lasketaan seuraavasti: e V e c p ( t et t ep ) (8) jossa V = Tehoa vastaava kaukolämpövesivirta [dm /s] e 3 = Teho [kw]

14 Lämmönjakokeskuksen kytkennän vaikutus c p = Veden ominaislämpö tulo- ja paluuveden keskiläm- pötilassa [kj/kg C] 3 = Veden tiheys paluuveden lämpötilassa [kg/dm ] t et = Laskentapisteen ensiöpuolen tulolämpötila [ C] t ep = Laskentapisteen ensiöpuolen paluulämpötila [ C] Peruskytkentä 2 ja pientalokytkentä /3/ Kuva 1. Peruskytkentä 2 Tässä kytkennässä lämmönsiirtimet on kytketty kukin omaksi virtauspiiriksi eli käyttövettä ei esilämmitetä lämmityssiirtimien ensiöpaluuvedellä. Käyttöveden tuntista tehoa vastaava kaukolämpövesivirta V lasketaan lvh kohdan mukaisesti määritellyillä toimintalämpötiloilla ja summataan sellaisenaan laskennallisen tilausvesivirran V osatekijänä. las Peruskytkentä 1 /3/ Kuva 2. Peruskytkentä 1 Tässä kytkennässä lämmityssiirtimen (tai siirtimien) ensiöpaluuvesi virtaa käyttöveden esilämmittimen kautta luovuttaen jäljelläolevaa lämpöenergiaa käyttöveteen. Mitä korkeampi ko. ensiöpaluuveden lämpötila on ja mitä suurempi on sen suhteellinen virtaus, sitä pienempi on tarvittava kaukolämpövesivirta.

15 9 Käyttöveden lämmittämiseen tarvittavan kaukolämpövesivirran laskemisessa käyttöveden tuntista tehoa vastaavana vesivirtana käytetään korjauskertoimella redusoitua vesivirtaa. Käyttöveden tuntista tehoa vastaavan vesivirran korjauskerroin saadaan liitteessä 2 olevasta kuvaajasta. Esimerkki 2: Esimerkkirakennuksen E1 laskennallinen tilausvesivirta on "Lämmitystekniset tiedot" ja "Lämmönjakokeskuksen laitteiden mitoitus" -taulukoiden (ks. liite 4) mukaan käytettäessä peruskytkentää 2 seuraava: * Lämmitystehon lm ja käyttövesipiiriin liitettyjen lämmityslaittei- den tehon lvk summa on suurimmillaan ulkolämpötilassa 29 C, jolloin se on 184 kw. ** Lämmityksen lämmönsiirtimen toimintalämpötilat ovat tuolloin /50-75 C, eli t et = 115 C ja t ep = 55 C *** Ominaislämpö (keskimääräinen 115/55 C) on 4,201 kj/kg C. Tiheys paluulämpötilassa 55 C on 0,986 kg/dm³ **** Kaukolämpövesivirta ilman käyttövettä on siten (kaava 8) V e,läm 184 4,201 0,986 (115 55) dm³/s = 0,74 dm³/s ***** Lämpimän käyttöveden tuntinen käyttövesiteho lvh on kohdan mukaan 54 kw. Tätä vastaava kaukolämpövesivirta lasketaan suurimman tarvittavan lämmitystehon mukaisilla toimintalämpötiloilla, jotka tässä ovat t et = 115 C ja t ep = 25 C (liite 4). Kaavaan 8 sijoitettuna käyttöveden tuntista tehoa vastaavaksi kaukolämpöveden virtaamaksi saadaan V e 54 4,190 0,997 (115 25) dm 3 /s 3 = 0,14 dm /s ****** Tilausvesivirta V on käytettäessä peruskytkentää 2 T 3 3 V T = 0,74 dm /s + 0,14 dm³/s = 0,88 dm /s = 3,2 m³/h.

16 10 Esimerkki 3: Esimerkkirakennuksen E1 laskennallinen tilausvesivirta on käytettäessä peruskytkentää 1 seuraava: * Lämmitystehon ja käyttövesipiiriin liitettyjen lämmityslaitteiden 3 tehon summa on 184 kw ja sitä vastaava vesivirta 0,74 dm /s (laskettu esimerkissä 2). ** Lämpimän käyttöveden tuntinen käyttövesiteho lvh kohdan mukaan on 54 kw ja sitä vastaava ensiövesivirta V e,lvh = 3 0,14 dm /s. Välisyöttökytkennän vaikutus huomioidaan liitteen 2 mukaisesti. Käyttöveden tuntisen tehon ja lämmitystehon (ilman käyttövesipiiriin liitettyjä lämmityslaitteita) suhde on lvh läm 54 kw 181 kw 0,30 Välisyöttöön tulevan veden lämpötila on 55 C. Liitteen 2 kuvasta saadaan redusointikertoimeksi 0,30, jolloin käyttöveden lämmittämiseen kuluvasta vesivirrasta huomioidaan V lvh,red 0,30 0,14 dm 3 /s 0,04 dm 3 /s 3.5 Hinnaston porrastus *** Tilausvesivirta V on siten käytettäessä peruskytkentää 1 T 3 V T = 0,74 dm³/s + 0,04 dm³/s = 0,78 dm /s = 2,8 m³/h. **** Välisyöttökytkennän käyttäminen siis pienentää esimerkkitapauksessa tilausvesivirtaa arvosta 3,2 m /h arvoon 2,8 m 3 3 /h. Liitteessä 6 on esimerkki tilausvesivirran laskennasta kiinteistössä, jossa on ilmastointi ja tehohuippu esiintyy ulkolämpötilassa 14 C. Hinnaston tilaustehojen/qvesivirtojen porrastus tulee olla riittävän tiheä, jotta hinnoittelun tasapuolisuus, kustannusvastaavuus, yms. vaatimukset voidaan täyttää.

17 11 4 ENERGIANKULUTUKSEN LASKENTA Tilaustehon/Qvesivirran määrityksen yhteydessä lasketaan asiakkaan/rakennuksen energiankulutusarvio, joka vuotuisten kaukolämpömaksujen laskelman perusteena tulisi ilmoittaa asiakkaalle kaukolämpötarjouksen yhteydessä. 4.1 Tilausteho/Qvesivirta ja energiankulutus Koska energiankulutus tietyin reunaehdoin on riippuvainen tehon ja vesivirran tarpeesta, voidaan energiankulutuksen perusteella kontrolloida tilaustehon/qvesivirran oikeellisuutta. Mikäli tilaustehon/qvesivirran määrittämisen yhteydessä laskettu energiankulutusennuste ei riittävällä tarkkuudella toteudu, on tilaustehon/qvesivirran oikeellisuus selvitettävä. Energiankulutuksen ja tehontarpeen riippuvuus voidaan riittävällä tarkkuudella yleistää vain asuinrakennuksissa ja niissäkin ryhmittäin (ryhmittely esim. rakennuksen iän, koon ja sijainnin mukaan). Muissa rakennuksissa riippuvuus voidaan yleistää vain suuntaa antavana. 4.2 Energiankulutuksen laskenta suunnitelman perusteella Tässä suosituksessa esitetty energiankulutuksen pelkistetty laskentamenetelmä perustuu laskentaan niillä tiedoilla, jotka on saatavissa kaukolämpösuunnitelmasta. Tarvittaessa voidaan energiankulutus laskea RakMK D5 mukaan /7/. Rakennuksen (tarkastelu-ajanjakson) energiankulutus Q [kwh] muodostuu eri tehontarpeiden [kw] ja niiden käyttöaikojen H [h] tulojen summana, johon lisätään lämpimän käyttöveden energiankulutus ja vähennetään sisäisistä lämmönlähteistä ja auringon säteilystä hyödynnettävä energia Q S, esim. Q = H + H + H + Q - Q (9) lm lm iv iv lvk lvk lv S Energiankulutuksen em. osatekijät tulee jakaa säästä riippuvaan muuttuvaan kulutukseen Q m ja kiinteään kulutukseen Q k, johon sää ei vaikuta. Tällöin: Q = Q m + Q k (10) esim. Q = H + H m lm lm iv iv Q = H + Q k lvk lvk lv

18 12 Energiankulutusennusteen toteutumista tiettynä ajanjaksona tarkasteltaessa tehdään energiankulutuksen muuttuvalle osalle vastaavan ajan sääkorjaus. 4.3 Muuttuva energiankulutus Muuttuvaa eli säästä riippuvaa energiankulutusta ovat mm. lämmitys- ja ilmanvaihtolaitteiden energiankulutus Rakennuksen lämmityksen energiankulutus Lämmitysenergian kulutus Q [kwh] saadaan lämmityspiirien, paikkakunnan lm mitoitusulkolämpötilaa vastaavien, johtumis- ja vuotohäviöiden summan ja lämmityksen huipunkäyttöajan tulona (käyttövesiverkostoon liitettyjen lämmityslaitteiden tehoa ei huomioida tässä) seuraavasti: Q = H (11) lm jov lm saadaan taulukosta "Lämmitystekniset tiedot" (ks. liite 5) jov Lämmityksen huipunkäyttöaika H [h] määritellään seuraavasti: lm H lm h d S t t u,mit (12) jossa h d = Käyttöaika vuorokaudessa [h/d] S = Lämmitystarveluku tarkastelujaksona laskettuna lämpötilalla t [ C d] t = Keskimääräinen lämpötila [ C], joka rakennuksessa olisi ilman lämpökuormia t u,mit = paikkakunnan mitoitusulkolämpötila [ C] Jos kiinteistössä on esim. yölämpötilapudotus, sen vaikutus energiankulutukseen huomioidaan korjauskertoimella. Esimerkki 4: Esimerkkirakennus E2 (ks. liite 5): * Lämmityspiirin (lämmityspatterit ja kiertoilmakojeet) johtumis- ja vuototehon summa paikkakunnan mitoitusulkolämpötilassa 29 C on ( ) kw = 167 kw Esimerkkirakennuksessa ei ole yölämpötilapudotusta.

19 13 ** Normaalivuoden lämmitystarveluku on 4719 C d, kun ilmaisenergiat huomioiden t:n arvona käytetään 17 C. Kun h d on 24 h/d, lämmityshuipun vuotuiseksi käyttöajaksi saadaan H lm ( 29) h 2462 h *** Vuotuinen johtumis- ja vuotohäviöitä vastaava tarvittava lämmitysenergiantarve normaalivuonna on siten Q = 167 kw x 2462 kwh = 411 MWh lm Rakennuksen ilmanvaihdon lämmitysenergian kulutus Ilmanvaihdon lämmitysenergian kulutus Q [kwh] saadaan eri ilmanvaihtoteiv hojen ja vastaavien ilmanvaihdon huipunkäyttöaikojen tulona (käyttövesiverkostoon liitettyjen lämmityslaitteiden tehoa ei huomioida tässä) seuraavasti: Q = H + H - Q (13) iv iv,1/1 iv,1/1 iv,1/2 iv,1/2 lto Q iv,1/1 iv,1/2 on ilmanvaihtotehon summa täyden ilmanvaihdon alim- massa ulkolämpötilassa (ks. liite 5) on ilmanvaihtotehon summa paikkakunnan mitoitusulko- lämpötilassa (ks. liite 5) on lämmöntalteenottolaitteistolla talteenotettava hyödyn- nettävä energia lto Ilmastoinnin huipunkäyttöaika H iv määritellään kuten H lm em. kohdassa käyttäen h d:n arvona kutakin tehoa vastaavia käyttöaikoja ja lämmitystarvelu- kuja. Esimerkki 5: Esimerkkirakennus E2 (ks. liite 5). Tiedetään lisäksi, että ilmanvaihto on käynnissä 5 vuorokautena viikossa klo : * Ilmanvaihtotehon summa täyden ilmanvaihdon alimmassa ulkolämpötilassa iv, 1/1 on 206 kw ja paikkakunnan mitoitusulkoläm- pötilassa iv, ½ on 137 kw. ** Lämmitystarveluku laskettaessa huipunkäyttöaikaa 137 kw:n teholle on 434 Cd (RakMK D5 taulukko 5b, ilmastovyöhyke II /7/.

20 14 Vuorokautinen lämmitystarveluku korjataan vastaamaan todellisen käyttöajan lämmitystarvelukua kertoimella r (taulukko 3 /7/), esimerkin tapauksessa r = 0,93, eli käytettävä lämmitystarveluku on siis 0,93 x 434 Cd = 404 Cd. Ilmanvaihtolaitosta käytetään 10 h vuorokaudessa 5 vuorokautena viikossa, jolloin huipun käyttöajaksi saadaan kaavan 12 mukaan puolitetulla ilmanvaihtoteholla H iv,1/ (20 ( 29)) h 59 h *** Energiankulutukseksi ilmanvaihdon puolituksen aikana saadaan siis Q iv,½ 59 h 137 kw 8 MWh **** Lämmitystarveluku laskettaessa huipunkäyttöaikaa 206 kw:n teholle on ( ) Cd = 5421 C d (lämmitystarveluku sisälämpötilan 20 C mukaan) Vuorokautinen lämmitystarveluku korjataan vastaamaan todellisen käyttöajan lämmitystarvelukua kertoimella r (taulukko 3 /7/), esimerkin tapauksessa r = 0,93, eli käytettävä lämmitystarveluku on siis 0,93 x 5421 Cd = 5042 Cd. Ilmanvaihtolaitosta käytetään 10 h vuorokaudessa 5 vuorokautena viikossa, jolloin huipun käyttöajaksi saadaan kaavan 12 mukaan täydellä ilmanvaihtoteholla H iv,1/ (20 ( 14)) h 1059 h ***** Energiankulutukseksi täyden ilmanvaihdon aikana saadaan siis Q iv,1/ h 206 kw 218 MWh ****** Vuotuinen ilmanvaihdon energiankulutus on siten Q = 8 MWh/a MWh/a = 226 MWh/a iv Esimerkkirakennuksen E2 vuotuinen muuttuva energiankulutus Q on siis m Q = 411 MWh MWh = 637 MWh m

21 Kiinteä energiankulutus Kiinteää eli säästä riippumatonta energiankulutusta ovat mm. käyttövesikiertopiirin lämpöhäviöt ja käyttövesiverkostoon liitettyjen lämmityslaitteiden energiankulutus sekä käyttövesiverkoston lämpöhäviö Käyttövesiverkostoon liitetyt lämmityslaitteet Käyttövesiverkoston lämpöhäviöiden ja käyttövesiverkostoon liitettyjen lämmityslaitteiden (esim. kylpyhuonelämmityspatterit) energiankulutus on: Q = H (14) lvk lvk lvk Esimerkki 6: Esimerkkitalon E2 (ks. liite 5) käyttövesipiiriin liitettyjen lämmityslaitteiden teho on 1 kw. Vuotuinen huipunkäyttöaika H lvk on 8760 h, joten vuotuinen energiankulutus on Q = 1 kw X 8760 h = 9 MWh. lvk Käyttöveden lämmityksen energiankulutus Lämpimän käyttöveden energiantarpeelle on mm. RakMK D5:ssa annettu talotyyppikohtaisia normaaliarvoja. TAULUKKO 1. Lämpimän käyttöveden energiantarpeen talotyyppikohtaisia normaaliarvoja /7/ 3 3 Rakennustyyppi Q [kwh/r-m,kk] Q [kwh/r-m,a] Asuinpientalot 0,4 4,8 Asuinkerrostalot 0,6 7,2 Toimistorakennukset 0,1 1,2 Koulut 0,1 1,2 lv lv Vaihtoehtoisesti voidaan käyttöveden energiantarve laskea käyttöveden mitoitustehon ja sen käyttöajan perusteella. Käyttöveden vuotuinen lämmitysenergia Q lv saadaan kertomalla käyttöveden mitoitusteho lv,mit käyttöveden huipunkäyttöajalla Hlv

22 16 Käyttöveden huipunkäyttöajan H arvona, mikäli tarkempaa tietoa ei ole lv käytettävissä, voidaan käyttää: * asuinrakennuksissa h * muissa rakennuksissa h Esimerkki 7: Esimerkkirakennuksen E2 (kts. liite 5) vuotuinen käyttöveden lämmittämisen energiankulutus on taulukon 1 mukaan 3 Q lv = 0,1 kwh/kk X m = 1725 kwh/kk = 21 MWh/a Esimerkkirakennuksen E2 vuotuinen kaukolämpöenergian kulutus on siten 411 MWh MWh + 9 MWh + 21 MWh = 667 MWh 5. TILAUSTEHON/QVESIVIRRAN TARKISTAMINEN 5.1 Periaatteet Lämmönmyyjä tarkistaa tilausteho/qvesivirran, kun on syytä epäillä sen oikeellisuutta tai kun asiakas perustellusti pyytää tarkistamista. Muutos voi perustua asiakkaan teettämiin mittauksiin ja selvityksiin, jolloin uudesta tilaustehosta/-vesivirrasta sovitaan lämmönmyyjän kanssa. Oikeellisuutta on syytä epäillä, jos arvioitu kulutusennuste ei toteudu riittävävällä tarkkuudella, energiankäytössä tapahtuu poikkeavia muutoksia tai kiertoveden määrä/jäähdytys poikkeaa normaalista. Tilausteho/Qvesivirta tulisi automaattisesti tarkistaa mm. laiteuusintojen jälkeen. Suunnittelijalle tulisi välittää asiakkaan luvalla palaute todetuista ja varmennetuista teho-, vesivirta- ja kulutustiedoista, mikäli ne poikkeavat suunnitellusta. Tarkistaminen tulee pääasiassa tehdä mittauksiin perustuen. Mittausmenetelmät on esitetty kohdassa 5.3. Tarkastuksen tulos tulee aina varmentaa muilla menetelmillä. Tulosta tulee lisäksi arvostella vertaamalla sitä muihin vastaaviin tapauksiin ja tilastotietoihin. Tarkastelussa käytetään hyödyksi kaikki saatavissa olevat tiedot, joita em. lisäksi ovat mm. lämmönkäyttöilmoitukset, rakennusautomaatiotiedostot, selvitykset muusta lämmitystehosta/qenergiasta, lämmöntalteenotosta ja

23 17 ilmaisenergioista, veden kulutustiedot, henkilö-/asukasmäärä, rakennuksen tekniikan ja käytön selvitykset, asiakkaan/rakennuksen käyttöhenkilöstön haastattelu. Tilausteho/Qvesivirta määritetään mittausten perusteella, josta virheelliset tulokset on järjestelmällisesti analysoitu ja poistettu. Tarkistuksen päätyessä muutostarpeeseen tulee asiakkaan kanssa selvittää, mistä muutostarve voisi johtua ja miten tilaustehoa/qvesivirtaa sekä energian käyttöä voisi optimoida. Tilaustehoa/-vesivirtaa rajoitettaessa tulee varmistaa, että rakennuksessa voidaan saavuttaa hyvä termisen viihtyisyyden kriteerit täyttävä sisäilmasto ja riittävä lämmin käyttövesi kaikissa olosuhteissa. 5.2 Tarkastaminen energiankulutustietoihin perustuen Tehon/vesivirran tarkastus kulutuksen perusteella on käänteinen toimenpide energiankulutuksen laskennalle tehojen perusteella. Tämä tarkastusmenetelmä soveltuu esiselvitykseksi, jolla tilaustehon/qvesivirran oikeellisuus voidaan "haarukoida". Toteutunut energiankulutus on ensin pilkottava energiankulutuksen osatekijöihin ja tätä kautta lämmitystehojen laskentaan, joiden perusteella tilausteho/qvesivirta määritellään tässä suosituksessa esitetyllä tavalla. Tilausvesivirran määrittely edellyttää energiankulutustietojen lisäksi tietoa toimintalämpötiloista, joka käytännössä tarkoittaa useimmiten kohteessa tehtävää selvitystä, tai vähintään kohteen lämmönkäyttöilmoitustietojen tarkastelua. Energiankulutuksen ja tehontarpeen riippuvuus voidaan riittävällä tarkkuudella yleistää vain asuinrakennuksissa ja niissäkin ryhmittäin. Muissa rakennuksissa riippuvuus voidaan yleistää vain suuntaa antavana. 5.3 Tarkistaminen mittauksiin perustuen Tilaustehon/Qvesivirran tarkistus voidaan tehdä luotettavasti vain mittauksiin perustuen. Mittauksin pyritään selvittämään lämmityksen ja ilmanvaihdon tehon/vesivirran tarve erikseen ilman käyttövettä (kohta 5.3.1), jolloin tilausteho/qvesivirta voidaan laskea tässä suosituksessa esitetyllä tavalla. Jos mittauksin voidaan selvittää vain kokonaistehon/vesivirran tarve sisältäen käyttöveden (kohdat ja 5.3.3), käyttövesitehon osuus tulee poistaa saadusta mittaustuloksesta ennen mahdollista redusointia. Jos tuntisen tehon/vesivirran mittaustuloksia on laajalti eri ulkolämpötiloilta, voidaan tilausteho/vesivirta laskea tilastollisesti.

24 Katselmusmittauksen perusteella Menetelmässä tehdään kohteessa tarkasteluja, joilla selvitetään mittaustilanteen lämmitystehot ja toimintalämpötilat. Näiden tietojen perusteella voidaan tilausteho ja -vesivirta määritellä sitä luotettavammin, mitä lähempänä mittaustilanteen olosuhteet ja kohteen toimintatila ovat tilaustehon/qvesivirran määräytymistilannetta. Laskennan tarkkuus huononee huomattavasti, jos mittaustilanteen ulkolämpötila on lämpimämpi kuin 5 C. Menetelmä on kuvattu Sky:n suosituksessa K3/1995 (kohdat 4-5) /4/. Mittaamalla selvitetyt lämmityksen ja ilmanvaihdon tehot ja toimintalämpötilat redusoidaan mitoitustilanteeseen ja/tai suurimman esiintyvän yhtäaikaisen tehon/vesivirran tilanteeseen. Näillä tiedoilla tilausteho ja -vesivirta voidaan määritellä normaalisti tämän suosituksen mukaan. Em. menetelmällä mitattu lämmitysverkon teho voidaan redusoida esim. mitoitusulkolämpötilaan seuraavasti: lm,red t s t u,red t s t u,mtu lm,mtu (15) jossa = Lämmityksen redusoitu teho [kw] lm, red = Mitattu lämmitysteho [kw] lm,mtu t = Lämmitettävien tilojen sisälämpötila [ C] s t = Ulkolämpötila, johon lämmitysteho redusoidaan [ C] u, red t = Mittausajan ulkolämpötila [ C] u,mtu Ilmanvaihdon lämmitystehon redusoinnissa tulee huomioida mahdolliset ilmanvaihtotehon puolitukset yms. Redusoitua tehoa vastaavan kaukolämpövesivirran määrittäminen edellyttää lämmönsiirtimen toimintalämpötilojen selvittämistä mitoitustilanteessa. Kaukolämmön tulolämpötilana (ks ) käytetään lämmönsiirtimen mitoituksessa käytettävää arvoa. Lämmityssiirtimen ensiöpuolen paluulämpötila voidaan redusoida tai ratkaista redusoitujen toisiopuolen toimintalämpötilojen perusteella ottaen huomioon mitattu siirtimen asteisuus mittaustilanteessa. Mitatun lämpötilan redusointi voidaan riittävällä tarkkuudella tehdä samalla periaatteella, kuin mitatun tehon redusointi. Lämpötilat voidaan em. perustein ratkaista myös graafisesti (kts. esimerkki 9, sivulla 21).

25 Mittaustietojen perusteella Tuntinen teho ja -vesivirta voidaan mitata tarkoitukseen soveltuvalla tiedonkeruulaitteistolla tai kohteen lämpöenergiamittarilla, mikäli siinä on tarvittavat tiedonkeruutoiminnot. Tarvittavat mittalaitteen toiminnat ovat: * Kaukolämpöteho ja/tai kaukolämpövesivirta * Kaukolämpöveden tulo- ja paluulämpötilat * Ulkolämpötila tai päivä ja kellonaika Toimintojen rekisteröintivälin tulee olla alle 300 s. Mittaustuloksina saadaan toteutuneita tuntisen kokonaistehontarpeen arvoja, joista suurinta voidaan sellaisenaan käyttää tilaustehon ja tietyin varauksin tilausvesivirran arvona silloin, kun mittausarvoja on riittävästi niissä olosuhteissa, joissa tehon-/vesivirrantarve on käyttötietojen perusteella suurin. Mittausarvoja voidaan käyttää vain, jos mittaustilanteessa ja välittömästi vuorokautta ennen sitä ei kaukolämmön toimituksessa tms. ole häiriötä. Lämmitystehon tulkinta: Ulkolämpötilassa t mtu mitatun tuntisen kokonaistehon mtu perusteella saa- daan lämmitysteho läm,mtu mittaushetken ulkolämpötilassa vähentämällä käyttöveden teho seuraavasti: = - läm,mtu mtu lvh jossa = käyttöveden tuntinen lämmitysteho kohdan 3.2 mulvh kaan, ellei tarkempaa mittaustietoa ole saatavilla. Mikäli kiinteistön käyttötarkoitus tai käyttötapa on muuttunut, käytetään kohdan 3.2 mukaisissa laskelmissa uusimpia käytettävissä olevia tietoja. Jos käyttövedenkulutuksesta on mittaustuloksia, niin tehontarpeena voidaan käyttää todennettua suurinta mitattua tuntista tehoa. Mittaustuloksena voidaan käyttää kaukolämpötehon mittauksia, joista on vähennetty käyttöveden tuntinen lämmitysteho. Lämmitysteho saadaan mikäli lämmityksen tehontarpeessa ei ole epäjatkuvuutta. Esim. yöaikaista tehoa voidaan käyttää, mikäli kiinteistössä ei ole yölämpötilan pudotuksia ja ilmastoinnin teho on vakio.

26 20 Em. lämmitysteho redusoidaan lineaarisesti mitoitusulkolämpötilaan läm,mtu tai suurimman esiintyvän tehon mukaiseen ulkolämpötilaan kohdassa esitetyllä tavalla, jolloin saadaan läm,red Laskennallinen tilausteho (tuntinen) = + T,las läm,red lvh T,las mitoitusulkolämpötilassa on nyt Esimerkki 8: Mittauksen perusteella on suurin tuntinen teho ja sitä vastaavat muut mittaustiedot 30 asuntoa käsittävässä asuinrakennuksessa saatu seuraavasti: * suurin tuntinen teho 213 kw * ulkolämpötila 20,3 C * kaukolämmön tulolämpötila 105,4 C * kaukolämmön paluulämpötila 42,2 C * Asuntojen lukumäärän, 30 asuntoa, perusteella saadaan tuntiseksi käyttöveden tehoksi = 40 kw lvh ** Suurimmaksi tuntiseksi lämmitystehoksi saadaan tällöin = 213 kw - 40 kw = 173 kw läm,mtu *** Lineaarinen redusointi mitoitusulkolämpötilaan t = 29 C u,mit kohdassa esitetyllä tavalla: lm,red [20,0 ( 29,0)] C [20,0 ( 20,3)] C 173kW 210 kw **** Laskennallinen tilausteho on siis = 210 kw + 40 kw = 250 kw T,las Jäähdytyksen tulkinta: Suurinta tuntista vesivirtaa laskettaessa kaukolämpöveden jäähdytys saadaan tehomittauksen yhteydessä. Saatu arvo sijoitetaan järjestelmän toimintakaavioon ja redusoidaan mitoitusulkolämpötilaan.

27 21 Esimerkki 9: Suurimman tehontarpeen esiintymisjakson aikana kaukolämpöveden jäähdytys (ks. edellinen esimerkki) oli 105,4 C - 42,2 C = 63,2 C * Mitoitusulkolämpötilassa kaukolämpöveden tulolämpötila t klt,mit on 115 C. ** Mitattu kaukolämpöveden paluulämpötila t oli 42,2 C eli klp,mtu 22,2 C yli paluuvesitason 20 C, jolloin saadaan redusoitu paluulämpötila t seuraavasti: klp,red t klp,red [20,0 ( 29,0)] C [20,0 ( 20,3)] C 22,2 C 20 C 47,0 C *** Redusoitu jäähdytys t klt,mit - t klp,red mitoitusulkolämpötilassa on siten (115,0-47,0) C eli 68,0 C Jäähdytys voidaan ratkaista myös graafisesti seuraavan kuvan mukaisesti: kaukolämpöveden lämpötila o C kaukolämpöveden tulolämpötila kaukolämpöveden paluulämpötila mitattu jäähdytys 63,2 o C redusoitu jäähdytys 68,0 o C ulkolämpötila o C Tilausvesivirran laskenta: Laskennallinen tilausvesivirta saadaan laskennallisen tehon ja redusoidun jäähdytyksen perusteella seuraavasti:

28 22 V las las c p (t klt,mit t klp,red ) 3 jossa V las = Laskennallinen tilausvesivirta [dm /s] las = Laskennallinen teho [kw] c p = Veden ominaislämpö [kj/kg C] 3 = Veden tiheys [kg/dm ] t klt,mit = Ensiöpuolen tulolämpötila [ C] t klp,red = Redusoitu ensiöp. paluulämpötila [ C] Esimerkki 10: Edellisissä esimerkeissä laskettujen redusoitujen tehon ja jäähdytyksen perusteella saadaan laskennallinen tilausvesivirta: V T,las 250 4,198 0,989 (115,0 47,0) dm 3 /s 0,89 dm 3 /s 3 * Tilausvesivirraksi V T saadaan siis 3,2 m /h Pitkäaikaisten mittaustietojen perusteella Mikäli tuntisen tehon-/vesivirrantarpeen mittaustietoja eri ulkolämpötiloilla on riittävästi (esim. lämpöenergiamittarin kaukoluennan tuloksena), voidaan tilausteho ja/tai -vesivirta määritellä tilastollisin menetelmin mm. tehontarpeen regressiosuoran avulla. Eräs tällainen menetelmä on esitetty tutkimusraportissa Kaukolämmön tilaustehon määrittäminen /10/. 6. TILAUSTEHON/VESIVIRRAN OPTIMOINTI JA RAJOITTAMINEN Koska tilausteho/qvesivirta on suurin tuntisen tehon tai vesivirran tarve, ei lämmmönmyyjän rajoitus voi perustua hetkellisen tehon tai vesivirran rajoittamiseen. Asiakkaalla on mahdollisuus optimoida tehon/vesivirran käyttöä omilla toimillaan. Optimointi voidaan tehdä automaattisesti mm. hyödyntämällä lämpöenergiamittarin tietoja ja uusien säätökeskusten ominaisuuksia, joilla tuntista huippua voidaan leikata esim. lämmitystehoa alentamalla.

29 23 7 KIRJALLISUUTTA /1/ Suomen Kaukolämpö ry, Lämpösopimus. Liittymis- ja lämmönmyyntiehdot, suositus T1/95, Helsinki 1995 /2/ Suomen Kaukolämpö ry, Kaukolämmön hinnoittelu, suositus T21/95, Helsinki 1995 /3/ Suomen Kaukolämpö ry, Rakennusten kaukolämmitys, määräykset ja ohjeet, julkaisu K1/92, Helsinki 1992 /4/ Suomen Kaukolämpö ry, Kaukolämmityslaitteiden katselmus, suositus K3/1995, Helsinki 1995 /5/ Ympäristöministeriö, Suomen Rakenstamismääräyskokokoelma, Kiinteistöjen vesi- ja viemärilaitteistot, osa D1, Helsinki 1987 /6/ Ympäristöministeriö, Suomen Rakenstamismääräyskokokoelma,Rakennusten sisäilmasto ja ilmanvaihto, osa D2, Helsinki 1987 /7/ Ympäristöministeriö, Suomen Rakenstamismääräyskokokoelma,Rakennusten lämmityksen tehon- ja energiantarpeen laskenta, osa D5, Helsinki 1985 /8/ Energia-Ekono Oy, Kaukolämmön tehontarpeen määrittäminen, raportti, Espoo 1991 /9/ Kauppa- ja teollisuusministeriö, Rakennusten kaukolämmön kulutus, liiketalot ja saneeratut asuinrakennukset, tutkimuksia D:200, Helsinki1993 /10/ Komartek Oy, Kaukolämmön tilaustehon määrittäminen, tutkimusraportti 2/94, Lappeenranta 1994 /11/ R. Koskelainen, S. Kankkonen, Kiinteistöjen säätöjärjestelmien toiminnan laadun varmistaminen, Teknillinen korkeakoulu, raportti 78, Espoo 1997

30

31 LIITE 1 1 (3) TUNTINEN KÄYTTÖVEDEN LÄMMITYSTEHO lvh ASUINRAKENNUKSISSA Asuntojen lukumäärä Käyttöveden tuntinen teho Asuntojen lukumäärä Käyttöveden tuntinen teho Asuntojen lukumäärä Käyttöveden tuntinen teho kpl kw kpl kw kpl kw

32

33 LIITE 1 2 (3) TUNTINEN KÄYTTÖVEDEN LÄMMITYSTEHO lvh MUISSA KUIN ASUINRAKENNUKSISSA Lämpimän käyttöveden tuntinen lämmitysteho lvh [kw] ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama q lv [dm 3 /s]

34

35 LIITE 1 3 (3) TUNTINEN KÄYTTÖVEDEN LÄMMITYSTEHO lvh MUISSA KUIN ASUINRAKENNUKSISSA Lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama Käyttöveden tuntinen teho Lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama Käyttöveden tuntinen teho Lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama Käyttöveden tuntinen teho dm 3 /s kw dm 3 /s kw dm 3 /s kw 0,30 5 1, , ,32 7 1, , ,34 8 1, , ,36 9 1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,28 122

36

37 LIITE 2 KÄYTTÖVEDEN TUNTISEN TEHON REDUSOINTIKERROIN PERUSKYTKENTÄÄ 1 (VÄLISYÖTTÖKYTKENTÄ) KÄYTETTÄESSÄ 0,8 0,7 Käyttöveden tuntisen tehon redusointikerroin 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 Välisyöttölämpötila 45 o C Välisyöttölämpötila 55 o C 0,1 Välisyöttölämpötila 65 o C 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Käyttöveden tuntisen tehon lvh ja lämmitystehon läm suhde

38

39 LIITE 3 VEDEN OMINAISUUKSIA: tiheys ja ominaislämpö c p Lämpötila Tiheys Ominaislämpö C cp 3 kg/dm kj/kg C 0 1,000 4, ,000 4, ,000 4, ,999 4, ,998 4, ,997 4, ,996 4, ,994 4, ,992 4, ,990 4, ,988 4, ,986 4, ,983 4, ,981 4, ,978 4, ,975 4, ,972 4, ,969 4, ,965 4, ,962 4, ,958 4, ,955 4, ,951 4, ,947 4, ,943 4,245

40

41 ESIMERKKIRAKENNUS E1 LIITE 4 1 (2) Rakennuksen käyttötarkoitus Rakennusten lukumäärä Rakennustilavuus normin mukaan Sisälämpötila(t) Asuntojen lukumäärä (Liikehuoneistojen yms. lukumäärä) Lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama KAUKOLÄMMITYKSEN LÄMMITYSTEHOT LAITERYHMÄKOHTAISESTI ERITELTYNÄ Mitoitus o C - o C Käyttövesipiiriin liitetyt lämmityslaitteet Lämmityspatterit Lattialämmitys - Kiertoilmapatterit kpl - Ilmanvaihtopatterit kpl - Jälkilämityspatterit kpl LÄMMITYSTEHOT YHTEENSÄ Kaukolämpövesivirta (ilman käyttövettä) dm 3 /s 0,74 dm 3 /s Kaukolämpöenergian kulutus / vuosi 525 MWh/a LISÄTIETOJA: Laiteryhmä TARVITTAVA KAUKOLÄMPÖTEHO + Teho lämmön talteenotosta + Muu lämmitysteho LÄMMITYSTEKNISET TIEDOT ASUINRAKENNUS (VALM. VUOSI 1974) kpl m 3 o C 52 kpl 1,45 dm 3 /s LÄMMITYSTEHON ERITTELY (kw) Täyden ilmanvaihdon alimmassa Paikkakunnan mitoitusulkolämpötilassa o C ulkolämpötilassa - 29 o C Johtumis Ilmanvaihto ja vuoto Johtumis Ilmanvaihto Yhteensä Yhteensä ja vuoto MITOITUKSEN PERUSTANA ON NORMEERATTU ENERGINAKULUTUS (V ) 525 MWh/a, JOSTA KÄYTTÖVEDEN OSUUS 96 MWh/a SEKÄ TODETUT LÄMMITYSVERKON TOIMINTALÄMPÖTILAT o C. LÄMMITYSVERKKO PERUSSÄÄDETÄÄN Urakoitsijan merkinnät Lämpölaitoksen merkinnnät Kohteen tunnistetiedot (Otsikkotaulu)

42

43 ESIMERKKIRAKENNUS E1 LIITE 4 2 (2) LÄMMÖNJAKOKESKUKSEN LAITTEIDEN MITOITUS LÄMMÖNSIIRTIMET Käyttövesi LS 1 Lämmitys LS 2 Valmistaja SIIRTO OY SIIRTO OY Malli AB-100/2 CD-200/1 Teho kw ensiö toisio ensiö toisio Virtaus Lämpötilat dm 3 /s C - o C 70 1, , , ,76-75 Painehäviö kpa Suunnittelupaine Mpa 1,6 1,0 1,6 0,6 Rakenneaine Hst Hst Hst Hst SÄÄTÖVENTTIILIT Käyttövesi TV 1 Lämmitys TV 2 Valmistaja SÄÄTÖ OY SÄÄTÖ OY Malli EFG EFG Virtaus Painehäviö dm 3 /s kpa 1, , Koko / kvs-arvo DN /k vs 15 / 4,0 15 / 2,5 KIERTOVESIPUMPUT Käyttövesi P 1 Lämmitys P 2 Valmistaja PUMPPU OY PUMPPU OY Malli / -lisätiedot /mm X-15/4 / 80 Y-32/4 / 120 Virtaus Nostokorkeus Moottorin ottama teho dm 3 /s kpa W 0, , VERKOSTO, PAISUNTA- JA VAROLAITTEET Lämmitysverkko Verkon tilavuus / painehäviö dm 3 / kpa 1500 / 23 Paisuntasäiliön tilavuus / esipaine Varoventtiilin koko / avautumispaine dm 3 / kpa DN / kpa x 20 / / N:o kpl Laite Mitoitus LISÄTIETOJA: LÄMPÖLAITOKSEN ILMOITTAMA KÄYTETTÄVISSÄ OLEVA PAINE-ERO: 200 kpa

44

45 ESIMERKKIRAKENNUS E2 LIITE 5 1 (3) Rakennuksen käyttötarkoitus Rakennusten lukumäärä Rakennustilavuus normin mukaan Sisälämpötila(t) Asuntojen lukumäärä (Liikehuoneistojen yms. lukumäärä) Lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama KAUKOLÄMMITYKSEN LÄMMITYSTEHOT LAITERYHMÄKOHTAISESTI ERITELTYNÄ Mitoitus o C - o C Käyttövesipiiriin liitetyt lämmityslaitteet Lämmityspatterit Kiertoilmapatterit 7 kpl Ilmanvaihtopatterit 2 kpl Jälkilämityspatterit 2 kpl TARVITTAVA KAUKOLÄMPÖTEHO Teho lämmön talteenotosta LISÄTIETOJA: Laiteryhmä + Muu lämmitysteho LÄMMITYSTEHOT YHTEENSÄ Kaukolämpövesivirta (ilman käyttövettä) Kaukolämpöenergian kulutus / vuosi LÄMMITYSTEKNISET TIEDOT LIIKERAKENNUS (1) 0,62 LÄMMITYSTEHON ERITTELY (kw) kpl m 3 o C kpl dm 3 /s Täyden ilmanvaihdon alimmassa Paikkakunnan mitoitusulkolämpötilassa - 14 o C ulkolämpötilassa - 29 o C Johtumis Ilmanvaihto ja vuoto Johtumis Ilmanvaihto Yhteensä Yhteensä ja vuoto ,27 dm 3 /s 1,07 dm 3 /s 637 MWh/a Urakoitsijan merkinnät Lämpölaitoksen merkinnnät Kohteen tunnistetiedot (Otsikkotaulu)

46

47 ESIMERKKIRAKENNUS E2 LIITE 5 2 (3) LÄMMÖNJAKOKESKUKSEN LAITTEIDEN MITOITUS LÄMMÖNSIIRTIMET Käyttövesi LS 1 Lämmitys LS 2 Ilmastointi LS 3 Valmistaja SIIRTO OY SIIRTO OY SIIRTO OY Malli KV-XXX LM-YYY LM-ZZZ Teho kw Virtaus Lämpötilat Painehäviö Suunnittelupaine Rakenneaine ensiö toisio ensiö toisio ensiö toisio dm 3 /s 0,62 0,62 0,59 1,35 0,82 2,16 o C - o C kpa Mpa 1,6 1,0 1,6 0,6 1,6 0,6 Rst Rst Rst Rst Rst Rst SÄÄTÖVENTTIILIT Käyttövesi TV 1 Lämmitys TV 2 Ilmastointi TV 3 Valmistaja Malli Virtaus Painehäviö Koko / kvs-arvo SÄÄTÖ OY SÄÄTÖ OY SÄÄTÖ OY KL KL KL dm 3 /s kpa 0, , ,82 55 DN /k vs 15 / 2,5 15 / 2,5 15 / 4,0 KIERTOVESIPUMPUT Käyttövesi P 1 Lämmitys P 2 Ilmastointi P 3 Valmistaja Malli / -lisätiedot Virtaus Nostokorkeus Moottorin ottama teho dm 3 /s kpa W PUMPPU OY PUMPPU OY PUMPPU OY ABC-S / 90 ABC-S / 170 ABC-S / 120 0,11 1,35 2, VERKOSTO, PAISUNTA- JA VAROLAITTEET Lämmitysverkko Ilmastointiverkko Verkon tilavuus / painehäviö Paisuntasäiliön tilavuus / esipaine Varoventtiilin koko / avautumispaine dm 3 / kpa dm 3 / kpa DN / kpa 1250 / / / / / / 350 N:o kpl Laite Mitoitus LISÄTIETOJA: LS 3 ON MITOITETTU ULKOLÄMPÖTILAN -14 o C MUKAISILLA ARVOILLA LÄMPÖLAITOKSEN ILMOITTAMA KÄYTETTÄVISSÄ OLEVA PAINE-ERO 100 kpa

48

49 LIITE 5 3 (3) ESIMERKKIRAKENNUS E2 KYTKENTÄPIIRUSTUS (Ei sähköisessä muodossa)

50

51 LIITE 6 1 (2) Esimerkki: TILAUSTEHON LASKENTA ESIMERKKIKIINTEISTÖLLE E2 Esimerkkirakennuksen E2 tilausteho on "Lämmitystekniset tiedot"-taulukon (ks. liite 5) mukaan seuraava: * Käyttövesipiiriin liitettyjen lämmityslaitteiden tehon lvk ja läm- mitystehon lm sekä ilmanvaihtotehon iv summa on suurimmil- laan ulkolämpötilassa 14 C, jolloin se on 323 kw ** Lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama on 0,62 dm³/s, jolloin tuntinen käyttövesiteho kvh kohdan (ja liitteen 1) mukaan on 23 kw *** Laskennallinen tilausteho on siten ( ) kw = 346 las kw Tilaustehohinnaston lähin ylempi arvo on esimerkiksi 350 kw, joten tilausteho = 350 kw. T TILAUSVESIVIRRAN LASKENTA ESIMERKKIKIINTEISTÖLLE E2 * Käyttövesipiiriin liitettyjen lämmityslaitteiden tehon ja lämmitystehon sekä ilmanvaihtotehon summa on suurimmillaan ulkolämpötilassa 14 C, jolloin se on 323 kw. ** Lämmönsiirtimen toimintalämpötilat ovat tuolloin 97-36/33-56 C, eli t et = 97 C ja t ep = 36 C (toimintalämpötilat ovat täs- sä samat sekä lämmitys- että ilmastointipiirissä) *** Ominaislämpö (keskimääräinen 97/36 C) on 4,188 kj/kg C. Tiheys paluulämpötilassa 36 C on 0,994 kg/dm³ **** Kaukolämpövesivirta ilman käyttövettä on siten V e,läm 323 4,188 0,994 (97 36) dm³/s = 1,27 dm³/s ***** Lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama on 0,62 dm³/s, jolloin tuntinen käyttövesiteho lvh kohdan mukaan on 23 kw. Tätä vastaava kaukolämpövesivirta lasketaan suurimman tarvittavan lämmitystehon mukaisilla toimintalämpötiloilla, jotka tässä ovat t et = 97 C ja t ep = 25 C (liite 5).

52 Kaavaan 8 sijoitettuna saadaan käyttöveden tuntista tehoa vastaavaksi kaukolämpöveden virtaamaksi V e,lv 23 4,185 0,997 (97 25) dm 3 /s LIITE 6 2 (2) 0,08 dm 3 /s *** Tilausvesivirta V on siten T 3 V T = (1,27 + 0,08) dm³/s = 1,35 dm /s = 4,9 m³/h.