Y m ä r s t ö m n s t e r ö n m o n s t e 122 Ilmanvahdon lämmöntalteenotto lämöhävöden tasauslaskennassa HELINKI 2003
Ymärstömnsterön monste 122 Ymärstömnsterö Asunto- ja rakennusosasto Tatto: Lela Haavasoja Helsnk 2003 2................................... Ymärstömnsterö
Esuhe Tässä monsteessa kästellään rakennuksen lmanvahdon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen laskennallsta määrttämstä. Vuoshyötysuhdetta tarvtaan nn sanotussa laajennetussa lämöhävöden tasauslaskennassa kun osotetaan että rakennuksen vaan ja lmanvahdon yhteenlasketut lämöhävöt täyttävät rakentamsmääräysten vaatmukset. Ymärstömnsterö on julkassut syyskuussa 2003 oaan "LÄMMÖNERITYMÄÄ- RÄYTEN 2003 TÄYTTÄMINEN - Lämöhävöden tasaus ja U-arvon laskenta" (Ymärstöoas 106). Oaassa kuvataan er tavat jolla täytetään rakennuksen lämmönerstystä ja lmanvahdon energatehokkuutta koskevat vaatmukset jotka estetään uomen rakentamsmääräyskokoelman lokakuun alusta 2003 vomassaolevssa osssa C3 Rakennuksen lämmönerstys ja D2 Rakennusten ssälmasto ja lmanvahto. Edellä mantussa oaassa e anneta tarkema ohjeta rakennuksen lmanvahdon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen laskennallseen erllsselvtykseen. Tämä monste täydentää edellä manttua oasta tältä osn. Tämän monsteen sovellusesmerkt suostukset ja lsätedot evät sellasenaan ole rakentamsmääräyskokoelman määräysten ta ohjeden tasosa kannanottoja jotka stosvat suunnttelua ja rakentamsta. Monsteen ovat laatneet erkostutkja Mkko Nyman ja tutkja Mkko aar VTT:sta sekä ymärstömnsteröstä yl-nsnöör Mka Vuolle joka on myös valvonut ja ohjannut työtä. Monste on ollut asantuntjalausuntokerroksella jonka antamaa alautetta on otettu huomoon vmestelytyössä. Lausun arhammat ktoksen monsteen valmstelutyöhön osallstunelle. Helsngssä joulukuun 17 ävänä 2003 Kehttämsjohtaja Helena äter Ymärstömnsterö........................................ 3
sältö Esuhe... 3 Käytetyt merknnät... 5 1 Johdanto... 6 2 Määrtelmä... 8 2.1 Kästtetä... 8 2.2 Lämmöntalteenotto erkostaauksssa...10 3 Rakennuksen lmanvahto...11 3.1 Rakennuksen lmavrrat...11 3.2 Laskennassa käytettävät lmavrrat...12 3.3 Vuotolmanvahto...12 4 Ilmanvahdon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen laskenta erusmenetelmällä...14 4.1 Ilmanvahdon lämmöntalteenoton lämötlahyötysuhteet...14 4.2 Ilmanvahdon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhde...16 5 Ilmanvahdon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen laskenta lämmöntarveluvulla...18 5.1 Ilmanvahdon lämmtyksen energantarve...18 5.2 Postolmasta talteenotettu lämöenerga...20 5.3 Vuoshyötysuhteen laskenta...24 6 Laskentaesmerkkejä...25 6.1 Pentaloesmerkk...25 6.2 Tomstotaloesmerkk...29 7 äätedot ja lämmöntarveluvut...33 7.1 Ulkolämötlojen ysyvyystedot...33 7.2 Lämmöntarveluvun laskenta...34 Krjallsuutta...35 4................................... Ymärstömnsterö
Käytetyt merknnät c Q v Q LTO lman omnaslämökaasteett J/kgK (= 1006 J/kgK) lmanvahdon tarvtsema lämmtysenerga lämmtyskaudella kwh ostolmasta talteenotettu energa lämmtyskaudella kwh q lämmöntalteenottovaatmuksen rn kuuluven ostolmavrtojen summa m 3 /s q lämmöntalteenottovaatmuksen rn kuuluva ostolmavrta () m 3 /s q LTO lämmöntalteenoton lä kulkeva ostolmavrta m 3 /s q e1 lämmöntalteenottovaatmuksen rn kuuluvan erllsoston lmavrta m 3 /s q e2 lämmöntalteenottovaatmuksen rn kuulumattoman erllsoston lmavrta m 3 /s q tlto lämmöntalteenoton lä kulkevan tulolmavrran tlavuusvrta m 3 /s HUOM. kakk tässä monsteessa estetyt lmavrrat vastaavat lman theyttä 12 kg/m³. R T lmanvahtokoneen tulolmavrran ja lämmöntalteenottovaatmuksen rn kuuluven ostolmavrtojen summan suhde - R P lmanvahtokoneen ostolmavrran ja lämmöntalteenottovaatmuksen rn kuuluven ostolmavrtojen summan suhde - R LTO lämmöntalteenoton lä kulkevan tulolmavrran ja ostolmavrran suhde - ssälman lämötlan t s ja ulkolman lämötlan t u välnen lämmöntarveluku Kd T tulolman lämötlan t tlto (LTO:n jälkeen) ja ulkolman lämötlan t u välnen lämmöntarveluku Kd J jätelman lämötlan t j (ostolma LTO:n jälkeen) ja ssälman lämötlan t s välnen lämmöntarveluku Kd t s ssälman lämötla C (on tässä monsteessa sama kun t el ostolman lämötla) t j jätelman lämötla (ostolma LTO:n jälkeen) C t tlto tulolman lämötla LTO:n jälkeen C t u ulkolman lämötla C η a lmanvahdon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhde - η lämmöntalteenoton ostolman lämötlahyötysuhde - η t lämmöntalteenoton tulolman lämötlahyötysuhde - ρ lman theys kg / m³ (= 12 kg/m³) akajakso jollon ko. lämötlaero esntyy d Ymärstömnsterö........................................ 5
1 Johdanto uomen rakentamsmääräyskokoelman osan D2 "Rakennusten ssälmasto ja lmanvahto" määräyksessä 4.1.2 estetään että lmanvahdon ostolmasta on otettava talteen lämömäärä joka vastaa vähntään 30 % lmanvahdon lämmtyksen tarvtsemasta lämömäärästä. Osan D2 kohdan 4.1.2.1 ohjetekstssä on estetty että laskelmssa käytetään lämmöntalteenottolatteen vuoshyötysuhteena lämmönsrtmen tulolman lämötlahyötysuhdetta kerrottuna 06:lla jolle selvtyksn tosn osoteta. Laskennassa käytetään valmstajan lmottamaa esmerkks standardn EN 308 mukaan mtattua tulolman lämötlahyötysuhdetta (tulo- ja ostolman massavrrat ovat yhtä suuret) ta vomassa olevan tyyhyväksyntäohjeen mukasella tavalla mtattua hyötysuhdetta. Lämötlahyötysuhde määrtellään suunntteluratkasun ostolmavrralla. Ymärstöoaassa 106 Lämmönerstysmääräysten 2003 täyttämnen estetään seuraavat vaatmukset em. selvtykselle: "Mkäl laskelmssa käytetään lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteena muuta kun lämmönsrtmen tulolman lämötlahyötysuhdetta kerrottuna 06:lla on vuoshyötysuhteen osottamsessa otettava huomoon anakn tulo- ja ostolmavrtojen suhde ja jäätymssuojauksen tomnta sekä mahdollnen tulolman lämötlan rajottamnen." Kysesessä oaassa on estetty myös lyhyest erusteet vuoshyötysuhteen määrttämseks ysyvyyskäyrätarkastelulla. Tässä monsteessa estetään ykstyskohtasemmat ohjeet mten lmanvahdon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhde vodaan laskea tulolman lämötlahyötysuhteen ja ulkolämötlan ysyvyystetojen avulla. Tässä monsteessa kuvatut yksnkertastetut menetelmät on tarkotettu rakennuksen suunntteluratkasun määräystenmukasuuden osottamseen. Menetelmät evät yr ottamaan huomoon kakka lämmtysenergankulutukseen vakuttava tekjötä todellsessa rakennuksessa ja todellsessa käytössä. Tämä monste on suunnteltu käytettäväks yhdessä Ymärstöoaan 106 kanssa. Kuvassa 1 estetään Ymärstöoaassa 106 oleva kaavo rakennuksen lmanvahdon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen määrttämstavosta. Kuvassa 2 estetään ykstyskohtasem kaavo rakennuksen lmanvahdon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen määrttämseks tämän monsteen ohjalta. Postolman LTO:n vuoshyötysuhde a 06 x Muu hyväksyttävä laskentataa LTO:n lämötlahyötysuhde EN 308 Muu hyväksyttävä taa Kuva 1. Ymärstöoaan 106 mukanen kaavo rakennuksen ostolman lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen määrttämstavosta. 6................................... Ymärstömnsterö
Postolman LTO:n vuoshyötysuhde a a = Σ(q x 06 x t ) Σq a = Q LTO Q v Tarvttaessa lasketaan anotettu keskarvo kaksta LTO-vaatmuksen rn kuuluvsta ostosta Lasketaan ostolmasta talteenotettu energa Q LTO a = 06 x t Perusmenetelmä Lasketaan lmanvahdon lämmtystarve lman LTO:a Q v Muu hyväksyttävä laskentataa LTO:n lämötlahyötysuhde t EN 308 Muu hyväksyttävä taa Tostetaan kaklle LTO-vaatmuksen rn kuuluvlle ostolle Postolmavrta q Kuva 2. Kaavo rakennuksen ostolman lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen määrttämseks määräystenmukasuuden osottamsta ja shen lttyvää tasauslaskelmaa varten tämän monsteen erusteella. Ymärstömnsterö........................................ 7
2 Määrtelmä 2.1 Kästtetä Postolman (jätelman) lämmöntalteenoton erusvaatmus tarkottaa rakentamsmääräyskokoelman osan D2 määräyksessä 4.1.2 estettyä lmanvahdon ostolman lämmöntalteenoton (LTO) vähmmäsvaatmusta joka on 30 % lmanvahdon lämmtyksen tarvtsemasta lämömäärästä. Jätelma on ostolmaa joka johdetaan rakennuksesta ulos. Lämmöntalteenoton erusvaatmuksen täyttymnen edellyttää että ostolmasta talteenotettu lämömäärä käytetään vaadttavalta osaltaan rakennuksen tulolman ta tlojen lämmtykseen lämmtyskauden akana. Ilmanvahdon lämmtyksen tarvtsemalla lämömäärällä tarkotetaan stä lämömäärää joka tarvtaan lmanvahdon lmavrran lämmttämseks ulkolman lämötlasta huonelämötlaan. Tasauslaskelmssa e ss oteta huomoon rakennukseen tuleva ta rakennuksessa syntyvä lmaslämöjä joten lämömäärän lämötlaerona käytetään ssälämötlan ja ulkolämötlan välstä erotusta ja ssälämötlan oletetaan olevan koko vuoden ajan vako. sälämötla määrtellään erlaslle rakennukslle ja tlolle osan D2 kohdassa 2.2.1.1. ja myös osan C3 kohdan 3.4.3 määräyksessä sanotaan että mtottava ssälämötla on +21 C jolle rakennuksen käyttötarkotuksesta ta muusta vastaavasta syystä johtuen ole erusteltua käyttää muuta arvoa. Rakennuksen ostolman (jätelman) lämmöntalteenoton vuoshyötysuhde on lämmöntalteenottolattestolla talteenotettavan ja hyödynnettävän lämömäärän suhde rakennuksen lmanvahdon lämmtyksen tarvtsemaan lämömäärään kun rakennuksessa e ole lämmöntalteenottoa. Rakennuksen ostolman lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteella e ss tarkoteta yksttäsen lmanvahtokoneen tulolman lämmttämsen vuoshyötysuhdetta. Vuotolmanvahdon lämmtyksen tarvtsemaa lämömäärää e oteta vuoshyötysuhteen laskennassa huomoon. Lämmöntalteenottolattesto (LTO) on lattesto jonka avulla ostolmasta srtyy lämöä joko tulolmaan takka muuhun rakennuksen tloja lämmttävään järjestelmään ja joka nän alentaa rakennuksen lämmtysenergakulutusta. Lämmön talteenottovaatmuksen rn kuuluva ostolmavrta ssältää kakk muut kun osan D2 kohdan 4.1.2.2 mukaan eätarkotuksenmukaseks osotetut ostolmavrrat. Nätä eätarkotuksenmukasa ostolmavrtoja vovat olla esmerkks ammattmasten kettöden ja vetokaaen ostolmavrrat. sälämötlalla tasauslaskelmssa tarkotetaan ostolman keskmäärästä lämötlaa lämmtyskaudella. Nän ollen esmerkks jaksottasessa lämmtyksessä keskmääränen ssälämötla on määrtettävä erkseen. amon samaan lmavahtokoneeseen kytkettyjen er lämösten tlojen ostolmavrrolla anotettu keskmääränen ostolman lämötla on laskettava. Perusratkasu tarkottaa lämöhävöden tasauslaskelmassa vertalukohtana käytettävää suunntelmaa jossa kunkn rakennusosan lämmönlääsykerron on slle asetetun 8................................... Ymärstömnsterö
erusvaatmuksen mukanen yhteenlaskettu kkunanta-ala on erusvaatmuksen mukanen ja enntään rakentamsmääräyskokoelman osan C3 määräyksessä 3.2.5 estetyn suurunen ja lmanvahdon ostolman lämmöntalteenotto on erusvaatmuksen mukanen. Perusratkasun mukasen rakennuksen ulottuvuudet mtat ja nta-alat ovat lämöhävöden tasauslaskelmassa samat kun suunntellun kohderakennuksen kutenkn nn että yhteenlasketulle kkunanta-alalle on asetettu enmmäsarvo jota erusratkasussa e saa ylttää. uunntteluratkasu tarkottaa kohderakennuksen toteutettavaks aottua suunntelmaa. Tulolman lämötlahyötysuhde on tulolman lämenemsen suhde ostolman ja ulkolman välseen lämötlaerotukseen. Tulolman lämötlahyötysuhteeseen vakuttaa lämmöntalteenottolatteen rakenteen lsäks tulo- ja ostolmavrtojen suhde. Postolman lämmöntalteenottolattestojen ertyysten lämmönsrtmen tulolman lämötlahyötysuhteet ovat tyyllsest: vrtaavan välaneen vältyksellä lämöä srtävät lämmönsrrnyhdstelmät; 40-60 % rstvrtalevylämmönsrtmet; 50-70 % vastavrtalevylämmönsrtmet; 60-80 % regeneratvset lämmönsrtmet; 60-80 %. Postolman lämötlahyötysuhde on ostolman jäähtymsen suhde ostolman ja ulkolman välseen lämötlaerotukseen. Lämmöntarveluku on lämmtysenergantarvetta kuvaava lämötlaeron ja esntymsajan tulo. Tässä monsteessa lämmöntarveluvut lasketaan lämmtyskaudelle el ulkolman lämötlaan +12 C saakka. Ymärstömnsterö........................................ 9
2.2 Lämmöntalteenotto erkostaauksssa Lämmönerstysmääräysten 2003 täyttämseks on käytössä rajallset kenot. Postolman lämmöntalteenotossa uhutaan yleensä ostolmasta tulolmaan lämöä srtävstä lämmöntalteenottolattesta. Mulle lämmöntalteenottotavolle vodaan käyttää tässä monsteessa estettyä menettelytaaa soveltuvn osn. Ymärstöoaassa 106 on kuvattu määräystenmukasuuden osottamstavat ykstyskohtasest. euraavassa estetään muutama rajauksa jotka tulee ottaa huomoon ostolman lämmöntalteenoton vuoshyötysuhdetta määrteltäessä Tareenmukanen lmanvahto e ole ostolman lämmöntalteenottoratkasu lmanvahtoa tulee käyttää ja ohjata tareen mukaan suunntteluratkasussa e saa käyttää enemää lmanvahdon lmavrtaa kun erusratkasussa vaan kummassakn taauksessa käytetään samoja lmavrtoja Rakennuksen lmantävyyden arantamnen e ole ostolman lämmöntalteenottoratkasu rakennuksen ulkovaan lmantävyyden tulee olla mahdollsmman hyvä suunntteluratkasussa e saa käyttää enemää vuotolmanvahdon lmavrtaa kun erusratkasussa el kummassakn taauksessa käytetään samoja vuotolmavrtoja Tulo- ta ostolmakkuna evät ole ostolman lämmöntalteenottoratkasuja tulo- ta ostolmakkunassa e vo myöskään käyttää musta kkunosta okkeavast määrtettyjä U-arvoja tasauslaskelmssa jolle selvtyksn tosn osoteta Varaajaan ostolmasta lämöä srtävät lämmöntalteenottoratkasut esmerkks lämmtysvesvaraajaa lämmttävä lmanvahdon lämmöntalteenottoratkasu hyväksytään LTO-ratkasuks van sltä osn kun talteen otettu lämö käytetään tulolman ta tlojen lämmtykseen osan C3 kohdan 3.4.1 ja osen C3 ja D2 soveltamsalan mukasest el lämmän käyttöveden lämmttämseen käytettyä talteenotettua energaa e oteta huomoon. Lämöumu ostolman lämmöntalteenottoratkasuna jos ostolman lämmöntalteenotossa käytetään lämöumua otetaan vuoshyötysuhdetta laskettaessa huomoon anoastaan ostolmasta höyrystmeen srtyvä (talteen otettu) lämöenerga. Komressorn tekemää työtä e oteta huomoon. Tulolmaan huonelmaan ta varaajaan srtyvä lämömäärä lauhduttmesta on ss suurem kun höyrystmellä talteenotettu lämömäärä. Mahdollsta varaajaa koskevat edellä estetyt rajotukset. Latesähkönkulutus e kuulu lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen määrttämsen ja tasauslaskennan rn esmerkks lmanvahdon uhaltmen ja umujen sähkönkulutus Ymärstöoaan 106 mukaan määräystenmukasuus osotetaan ja lmanvahdon lämmtysenergantarve lasketaan erkseen lämmlle tlolle ja uollämmlle tlolle. Lämmen tlojen lämöhävöden enentämsestä e vo saada etua uollämmen tlojen tasauslaskennassa. amaa eraatetta vodaan soveltaa myös esmerkks ertysen lämmn tlohn jos nden osuus rakennuksen tlosta on merkttävä. Nlle tlolle vodaan tarvttaessa tehdä erllnen lämöhävölaskenta sekä vaan että lmanvahdon osalta. Ertysen lämmen tlojen lämöhävöden enentämsestä e vo saada etua muden tlojen tasauslaskennassa. 10................................... Ymärstömnsterö
3 Rakennuksen lmanvahto 3.1 Rakennuksen lmavrrat Postolman lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen määrttämsessä ja määräystenmukasuuden osottamsessa käytetään kuvassa 3 määrteltyjä lmavrtoja. Lämmöntalteenottovaatmuksen rn kuuluva kokonasostolmavrta (q ) koostuu lämmöntalteenoton kautta menevstä ostolmavrrosta (q LTO ) ja nstä erllsstä ostolmavrrosta (q e1 ) jotka kuuluvat lämmöntalteenottovaatmuksen rn. Lsäks rakennuksessa vo olla tloja jossa lämmöntalteenotto on osotettu eätarkotuksenmukaseks osan D2 mukasest (esm. ostolman lkasuus). Näden tlojen erllset ostot (q e2 ) estetään määräystenmukasuutta osotettaessa erkseen. Koska rakennukset tulee suunntella lämmtyskaudella yleensä ana alanesks ulkolmaan verrattuna hallttu tulolmavrta on ana heman enem kun hallttu ostolmavrta. Tällön osa lmasta tulee vuotona (q + q e2 - q tlto ) rakenteden kautta ta ulkolmalatteden kautta. Tulo- ja ostolmavrtojen ero otetaan huomoon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteessa. Lsäks rakennuksssa on ana halltsematonta vuotolmanvahtoa (q vuoto ) joka ruu vaan lmantävyydestä lämötla- ja ane-erosta tuulesta rakennuksen korkeudesta ym. Vuotolmanvahto on ns. "lätuulemsta". Yhtä suur vuotolmavrta vrtaa ssään rakennukseen kun vrtaa ulos rakennuksesta. Vuotolmavrta (q vuoto ) estetään määräystenmukasuutta osotettaessa erkseen. Hallttu lmanvahto (LTO-vaatmus) q =q LTO + q e1 Hallttu lmanvahto (e LTO-vaatmusta) q e2 q e1 q e2 t u LTO t s t j LTO t tlto q LTO q tlto q + q e2 - q tlto q vuoto q vuoto Kuva 3. Postolman lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen määrttämsessä ja määräystenmukasuuden osottamsessa käytettävät lmavrrat. Ymärstömnsterö........................................ 11
3.2 Laskennassa käytettävät lmavrrat Ilmanvahdon ostolmavrta q määrtetään osan D2 mukaan. Ilmanvahdon lmavrta on sama erus- ja suunntteluratkasussa. Tasauslaskelmssa käytetään lmavrtona koko vuodelle laskettuja keskmääräsä arvoja uomen rakentamsmääräyskokoelman osan D5 "Rakennusten lämmtyksen tehon- ja energantareen laskenta" mukaan. euraavalla svulla olevassa laskentaesmerkssä estetään keskmäärästen lmavrtojen laskenta. Muuttuvalmavrtasessa lmavahtojärjestelmssä tulee käyttää arvotua keskmäärästä lmavrtaa ekä järjestelmän maksm-lmavrtaa. Ilmavahtolatoksen käyntakojen on vastattava mahdollsmman hyvn rakennuksen tulevaa käyttöä. Asunrakennusten lmavrtana käytetään tasauslaskelmssa yleensä käyttöajan tehostamatonta ostolmavrtaa (q ). Tyyllnen asuntolmanvahdon omnaslmavrta on 035-050 (dm³/s)/m² mkä vastaa lmanvahtokerronta 05-07 1/h. Asunrakennusten ostolman lämmöntalteenoton lämötlahyötysuhde ja vuoshyötysuhde määrtellään yleensä tällä ostolmavrralla. Tomstorakennuksssa lmavrtana vodaan tasauslaskelmssa yleensä käyttää käyntajalla anotettua rakennuksen lmanvahtojärjestelmän ostolmavrtaa. Tasauslaskelmssa lmanvahdon käyntakatekjät (t r ja t v ) ssällytetään lmavrran q lukuarvoon (q = q t r t v ). Käyntakatekjä t on lmanvahtolatoksen keskmääränen vuorokautnen käyntakasuhde t v on lmanvahtolatoksen vkottanen käyntakasuhde ja r on kerron joka ottaa huomoon lmanvahtolatoksen vuorokautsen käyntajan. Kerron r on lmanvahdon ymärvuorokautsessa käytössä 100 äväakasessa käytössä 093 ja yöakasessa käytössä 107. Tomstorakennuksssa ostolman lämmöntalteenoton lämötlahyötysuhde ja vuoshyötysuhde määrtellään lämmtyskauden ylesmmällä käyntajan ostolmavrralla. 3.3 Vuotolmanvahto Vuotolmanvahto on mukana määräystenmukasuuden osottamslomakkessa koska se on merkttävä lämöhävötekjä ekä stä tule unohtaa. Vuotolmanvahtoa e kutenkaan vo hyödyntää lämöhävöden tasauslaskelmssa. Vuotolmanvahtoa e myöskään vo hyödyntää lmanvahdon osana esmerkks ossaoloajan lmanvahtona. Vuotolmanvahtokerron vodaan tasauslaskelmssa valta esmerkks osan D5 mukaan elle tarkemaa tetoa ole. Vuotolmanvahtokerron on sama erus- ja suunntteluratkasussa. Ymärstöoaan 106 kakssa tasauslaskelmen esmerkessä rakennuksen vuotolmanvahtokerron on 01 1/h (laskettuna lmatlavuutta koht). Vuotolmanvahto e korvaa rakennuksen hallttua lmanvahtoa. Vuotolmanvahto vo aheuttaa eävhtysyyttä ja rakenteden vaurotumsta joten sen tuls olla mahdollsmman entä. Vaan lmantävyys vakuttaa välllsest myös ostolman lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteeseen. Lämmtyskaudella rakennuksen tuls olla alanenen ulkolmaan verrattuna. Vuotolman tuls ss vrrata normaalessa olosuhtessa ulkoa ssälle än. Tämä edellyttää että rakennuksen vaan lmantävyys on rttävä ja että halltun lmanvahdon kautta tuleva ulkolmavrta on heman enem kun hallttu ostolmavrta. Tyyllnen tulo- ja ostolmavrtojen suhde on 08-09. Jos rakennuksen vaan lmantävyys on hyvä vodaan vuoshyötysuhteen laskennassa käyttää arvoa 09. Vuotolmanvahto ja tarvttava lmavrtasuhde vodaan laskea esmerkks standardn EN 832 mukaan. 12................................... Ymärstömnsterö
Esmerkk: Penehkössä vrastotalossa tom olslatos ja verotomsto. Ohesessa taulukossa on rakennuksen er lmanvahtokoneden käyntajat ja ostolmavrrat. Lähtötedot ovat kuvtteellsa. Tla Ilmanvahdon käyntaka Postolmavrta q m³/s LTO Polslatos kansla muut tlat erllsostot ma-e 6-18 ma su 0-24 ma-su 0-24 06 15 02 on on e Verotomsto tomstotlat erllsostot ma-e 6-18 ma-su 0-24 12 03 on e Yhteensä 38 Jätehuone ma-su 0-24 01 e vaad. Tla Polslatos kansla muut tlat erllsostot Verotomsto tomstotlat erllsostot Vuorokautnen käyntakasuhde t 12/24 24/24 24/24 12/24 24/24 Vkottanen käyntakasuhde t v 5/7 7/7 7/7 5/7 7/7 Vuorokautnen käyntakakerron r 093 1 1 093 1 Käyttöajolla anotettu ostolmavrta m³/s t x t v x r x q = q 12/24x5/7x093x06=02 15 02 12/24x5/7x093x12=04 Yhteensä 26 Tlat jotka evät kuulu lämmöntalteenoton rn Postolmavrta m³/s t x t v x r x q = q e2 Jätehuone 24/24 7/7 1 01 03 Vrastotalon kokonasostolmavrta q on 26 m³/s. Tätä käytetään vuoshyötysuhdetta laskettaessa ja tasauslaskelmssa. Jätehuoneen ostolmavrta joka e kuulu LTO-vaatmuksen rn estetään määräystenmukasuutta osotettaessa kohdassa "Lämmät tossjaset tlat e LTO:a". Ymärstömnsterö........................................ 13
4 Ilmanvahdon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen laskenta erusmenetelmällä 4.1 Ilmanvahdon lämmöntalteenoton lämötlahyötysuhteet Ilmanvahdon lämmöntalteenottolatteen kykyä ottaa ostolmasta lämöä talteen vodaan kuvata tulolman lämötlahyötysuhteella ja ostolman lämötlahyötysuhteella. Ilmanvahdon lämmöntalteenoton tulolman ja ostolman lämötlahyötysuhteet soveltuvat molemmat käytettävks lämmöntalteenotolla varustettujen tulo- ja ostolmanvahtokoneden laskennassa. Jos ostolman lämmöntalteenotto toteutetaan erllsenä esmerkks nestekertosena järjestelmänä laskenta suostellaan tehtäväks selvyyden vuoks ostolman lämötlahyötysuhteen avulla. Tällasessa järjestelmässä e ana ole löydettävssä selvä osto- ja tulolmavrtaareja. Pääsääntösest lämmöntalteenoton laskelmssa käytetään valmstajan lmottamaa standardn EN 308:1997 mukaan laskettua tulolman lämötlahyötysuhdetta. Hyötysuhde määrtetään yhtä suurlla tulolman ja ostolman massavrrolla lämmönsrtmet kuvna ja lman jäätymsen estoja ta tulolman lämötlan rajotuksa. Tällön tuloja ostolman lämötlahyötysuhteet ovat yhtä suura. Jätelmauhaltmen vakutusta jätelman lämötlaan e tarvtse ottaa tämän monsteen laskelmssa huomoon. Kanavstossa taahtuva lmavrran lämenemnen ja jäähtymnen on otettava laskelmssa huomoon jos ne vakuttavat rakennuksen lämötaseeseen oleellsest. Määräystenmukasuuden osottamsessa asanmukasest lämöerstettyjen ulko- ja jätelmakanavan lämöhävöt vodaan yleensä jättää huomoon ottamatta. Postolman lämötlahyötysuhdetta tarvtaan kun lasketaan jäätymsen estoon tarvttavaa lämötlanhyötysuhteen säätämstä ostouolella. Tulolman lämötlahyötysuhdetta tarvtaan jos tulolman lämötlaa rajotetaan lämmtyskaudella lämmöntalteenottoa hekentämällä. Tulolman lämötlahyötysuhde on ( ttlto tu ) t (1) ( t t ) s u Postolman lämötlahyötysuhde on Esmerkk: ( ts t j ) (2) ( t t ) Eräs valmstaja lmottaa seuraavat lämötlat lmanvahtokoneen mtotuslaskelmassa joka on tehty ulkolman lämötlalla t u on 0 C. sälman lämötla t s on 21 C Tulolman lämötla LTO:n jälkeen t tlto on 15 C Jätelman lämötla LTO:n jälkeen t j on 8 C Tulolman lämötlahyötysuhde η t = (15-0)/(21-0) = 71 % Postolman lämötlahyötysuhde η = (21-8)/(21-0) = 62 % s u 14................................... Ymärstömnsterö
Tulolman lämötlahyötysuhteen ja ostolman lämötlahyötysuhteen yhteys saadaan lämötaseen erusteella asettamalla ostolmasta otettu lämöteho samaks kun tulolmaan srtyvä lämöteho c q t t ) c q ( t t ) (3) LTO ( s j tlto tlto u Korvaamalla molemen uolen lämötlaerot osto- ja tulolman lämötlahyötysuhtella (1) ja (2) saadaan yhtälö (3) muotoon c q t t ) c q ( t t ) (4) LTO ( s u tlto t s u olettamalla omnaslämökaasteett ja theydet yhtä suurks saadaan yhtälö muotoon R (5) mssä R LTO on lämmöntalteenoton lä kulkeven tulolmavrran ja ostolmavrran suhde q t LTO tlto RLTO (6) qlto Jos lämmöntalteenottolatteen valmstaja lmottaa tulolman lämötlahyötysuhteen eäsuhteslla lmavrrolla nn ostolman lämötlahyötysuhde vodaan laskea stä yhtälöllä (5). Tulolman lämötlahyötysuhde yhtä suurlla lmavrrolla vodaan laskea eäsuhteslla lmavrrolla lmotetusta lämötlahyötysuhteesta rttävällä tarkkuudella seuraavast ja änvaston (1 R ) (7) 2 LTO t( RLTO 1) t( R LTO ) 2 t( R ) LTO t( RLTO 1) (8) (1 R ) LTO Esmerkk: Edellsen esmerkn lmanvahtokoneen lmavrrat evät olleet tasaanossa koska tulo- ja ostolman lämötlahyötysuhteet okkesvat tosstaan. Tulolmavrta on 13 m³/s ja ostolmavrta on 15 m³/s. euraavassa lasketaan samalle koneelle yhtä suura lmavrtoja vastaava tulolman lämötlahyötysuhde. Lasketaan tulo- ja ostolmavrran suhde R LTO lasketaan yhtälön (6) mukaan R LTO = q t /q = 13 / 15 = 087 Yhtälön (7) mukaan η t(rlto =1) = (1 + 087)/2 x 71 % = 66 % Ymärstömnsterö........................................ 15
4.2 Ilmanvahdon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhde Osan C3 määräyksen 3.4.2 mukaan yksttäsen lmanvahtokoneen lämmöntalteenoton vuoshyötysuhde vodaan laskea yhtä suurlla lmavrrolla määrtetystä tulolman lämötlahyötysuhteesta seuraavast elle tosn osoteta 0 6 (9) a t Tämä on lämmöntalteenoton vuoshyötysuhde yhden lämmöntalteenottolatteen ta lmanvahtokoneen osalta. Jos suunnteltu todellnen latteen lmavrtasuhde on enem kun 06 e yhtälöä (9) tule käyttää. Tällön on käytettävä esmerkks kaaleessa 5 estettyä menetelmää. Määräysten vaatmus 30 % lämmöntalteenotosta tulee tarvttaessa osottaa erkseen. Jos rakennuksessa on useta lmanvahtokoneta ta erllsostoja nlle kaklle tulee laskea vastaava vuoshyötysuhde. Mkäl rakennuksesta ostetaan lämmöntalteenottovaatmuksen rn kuuluvaa lmaa lman lämmöntalteenottoa näden osalta vuoshyötysuhde on 0 %. Koko rakennuksen lmanvahdon vuoshyötysuhde on ostolmavrrolla anotettu vuoshyötysuhde. q q t a a 06 (10) q q Laskentayhtälön (10) jälkmmäsessä osassa vodaan käyttää myös mulla kun yhtälön (9) mukaslla tavolla määrtettyjä lämmöntalteenottolatteden vuoshyötysuhteta. 16................................... Ymärstömnsterö
Esmerkk: euraavassa lasketaan kaaleessa 3.2 olleen esmerkn vrastotalon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhde. Rakennuksessa on kaks LTO:lla varustettua lmanvahtokonetta (LTO1 ja LTO2) ja kaks erllstä koneellsta ostoa (huumurt: e1) jotka kakk kuuluvat LTO-vaatmuksen rn. Lsäks on yks erllnen koneellnen osto joka e kuulu LTO-vaatmuksen rn (e2). Lämötlahyötysuhteet on lmotettu yhtä suurlla tulo- ja ostolmavrrolla kun ostolmavrta on q (käyttöajolla anottamaton lmavrta). Tla Polslatos kansla muut tlat erllsostot Verotomsto tomstotlat erllsostot Ilmanvahdon käyntaka ma-e 6-18 ma su 0-24 ma-su 0-24 ma-e 6-18 ma-su 0-24 Postolmavrta q m³/s 06 15 02 12 03 LTO:n lämötlahyötysuhdeη t 50 % (LTO1) 66 % (LTO2) 0 % (e1) 50 % (LTO1) 0 % (e1) Käyttöajolla anotettu ostolmavrta q m³/s 02 15 02 04 03 Jätehuone ma-su 0-24 01 e vaad.(e2) 01 q LTO1 = 02 + 04 m³/s = 06 m³/s η t1 = 50 % η a1 = 06 x 50 % = 30 % q LTO2 = 15 m³/s η t2 = 66 % η a1 = 06 x 66 % = 40 % q e1 = 02 + 03 m³/s = 05 m³/s η t = 0 % η a1 = 06 x 0 % = 0 % q = q LTO1 + q LTO2 + q e1 = 06 + 15 + 05 m³/s = 26 m³/s q e2 = 01 m³/s Koko rakennuksen ostolman lämmöntalteenoton vuoshyötysuhde on (06 m³/s x 30 % + 15 m³/s x 40 % + 05 m³/s x 0 %) η a = = 30% (06 m³/s + 15 m³/s + 05 m³/s) Rakennuksen ostolman lämmöntalteenotto on erusvaatmuksen mukanen. Ymärstöoaassa 106 estettyyn määräystenmukasuuden osottamstaulukkoon lasketut arvot syötetään seuraavast: Ymärstömnsterö........................................ 17
5 Ilmanvahdon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen laskenta lämmöntarveluvulla 5.1 Ilmanvahdon lämmtyksen energantarve Ilmanvahdon tarvtsema lämmtysenerga lämmtyskaudella Q v määrtellään rakennuksen lmanvahdon lämmöntalteenoton vuoshyötysuhteen määrttämstä varten osan D2 mukasest kakken lämmöntalteenottovaatmuksen rn kuuluven ostolmavrtojen tarvtsemana lämmtysenergana snä taauksessa että lämmöntalteenottoa e ole el Q v Qv Qv1 Qv2 Qv3... (11) Q c q ( t t ) (12) v s u mssä c on lman omnaslämökaasteett J / kg K ρ lman theys kg / m 3 q lämmöntalteenoton vaatmusten rn kuuluva ostolmavrta () m 3 / s t s ssälman lämötla (= ostolman lämötla) C t u ulkolman lämötla C akajakso vuodesta jollon lämötlaero (t s - t u ) esntyy d Yhtälössä (12) summalausekkeen ssä- ja ulkolman lämötlaeron ja akajakson tulo vastaa ssälman ja ulkolman lämötlan välstä lämmöntarvelukua t t ) (nta-ala A kuvassa 4) (13) ( s u mssä on ssälman lämötlan t s ja ulkolman lämötlan t u välnen lämmöntarveluku lämmtyskaudella Kd Yhtälö (12) vodaan esttää lämmöntarveluvun avulla myös yksnkertasemmassa muodossa ta Q v c q (14) Q v c q (15) mssä q on lämmöntalteenottovaatmuksen rn kuuluven ostolmavrtojen summa m 3 /s 18................................... Ymärstömnsterö
30 20 Lämmtyskaus sälman el ostolman lämötla A: Ilmanvahdon lämmtystarve lman LTO:a 10 Lämötla C 0-10 Ulkolman lämötlan ysyvyys -20-30 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Aka vuodessa % Kuva 4. Ulkolman ja ssälman välnen vvotettu alue (A) on lmanvahdon vuotunen lämmtystarve kun LTO:a e ole. Pnta-ala A vastaa lämmöntarvelukua. Lämmtystarvelaskelmat tehdään lämmtyskaudelle joka äättyy kun ulkolman lämötla ylttää 12 C. Yleensä rakennuksen määräystenmukasuuden osottamseen rttää ssälman lämötlassa 21 C ta vastaavassa kesklämötlassa tehty tarkastelu. Usemmssa taauksssa on erusteltua käyttää mtottavaa ssälämötlaa 21 C koko rakennukselle vakka rakennuksessa olskn er lämösä tloja. Laskentaa suorttaessa e välttämättä ole tarkemaa tetoja käytettävssä. Vakolämötlaa käytettäessä e synny rstrtaa lmanvahdon ja vaan rakennusosen lämöhävöden kästtelytaojen vällle määräystenmukasuutta osotettaessa. Jos rakennuksessa on useamman lämösä tloja vodaan tarvttaessa laskea ntaalalla ta yhtälön (16) mukasest tlojen ostolmavrrolla anotettu kesklämötla jota käytetään lämmöntarveluvun määrttämseen lämmöntalteenoton vuoshyötysuhdetta laskettaessa. ama keskmääränen huonelämötla lmotetaan myös tasauslaskentalomakkeessa. t s q q t s (16) Ymärstömnsterö........................................ 19
5.2 Postolmasta talteenotettu lämöenerga Postolmasta talteenotettu lämöenerga lämmtyskaudella Q LTO vodaan esttää ostolmavrtakohtasest yhtälötä (11) ja (12) mustuttavssa muodossa el Q LTO QLTO QLTO1 QLTO2 QLTO3... (17) Q c q ( t t ) (18) LTO s j mssä c on lman omnaslämökaasteett J / kg K ρ lman theys kg / m 3 q lämmöntalteenoton vaatmusten rn kuuluva ostolmavrta () m 3 / s t s ssälman lämötla (= ostolman lämötla) C t j jätelman lämötla (= ostolman lämötla LTO:n jälkeen) C akajakso vuodesta jollon lämötlaero (t s - t j ) esntyy d Jos koneellsen oston jätelma uhalletaan rakennuksesta ulos ssälman lämötlassa ostolmasta talteenotettu lämöenerga on 0. Jos jätelma ystyttäsn uhaltamaan rakennuksesta ulos ana ulkolman lämötlassa ostolmasta talteenotettu lämöenerga ols sama kun lmanvahdon tarvtsema lämmtysenerga Q v. Yhtälössä (18) summalausekkeen ssälämötlan ja jätelman lämötlan erotuksen ja akajakson tulo vastaa ssälman ja jätelman välstä lämmöntarvelukua J t t ) (nta-ala A - B kuvassa 5) (19) J ( s j mssä J on ssälman lämötlan t s ja jätelman lämötlan t j välnen lämmöntarveluku lämmtyskaudella Kd Yhtälö (18) vodaan esttää lämmöntarveluvun avulla myös yksnkertasemmassa muodossa Q LTO c q J (20) 20................................... Ymärstömnsterö