Pentti Harju Talotekniikan mittauksia, säätöjä ja automatiikkaa
2 Talotekniikan tarkoitus, helppous ja säästö Rakennusluvan saannin edellytyksenä ovat vuotuiset E-luvut, joita ei saa ylittää. Pientalon e-luvun on sovittava murtoviivan alle Rivitalo 150 kwh/m2 Asuinkerrostalo 130 kwh/m2 Toimistorakennus 170 kwh/m2 Liikerakennus 240 kwh/m2 Majoitusliikerakennus 240 kwh/m2 Opetusrakennus ja päiväkoti 170 kwh/m2 Sairaala 450 kwh/m2 Kaaviosta näkee, että rivitaloa (150 kwh/ m2), jonka lämmitetty nettoala on 250 m2 saa lämmittää esim. öljylämmityksenä (matalaenergia). Entä kaukolämmöllä? Kyllä käy. Kaikki lämmitysmuodot, jotka ovat viivalla tai alla, voidaan käyttää. Oleskeluvyöhyke on huoneen lattiasta 1,8 metrin korkeudelle ulottuva tila. Sen sivupinnat ovat 0,6 metrin etäisyydellä seinistä tai kiinteistä rakennusosista. Huoneilman lämpötila mitataan 1,1 m korkeudelta mistä tahansa oleskeluvyöhykkeen alueelta. 2
Talotekniikan automatiikka ja sen laitteita 3 Ouman TMD-antureita käytetään ilmanvaihto- ja ilmastointilaitoksissa kanavalämpötilojen mittaukseen. Kanavalämpötila-anturin oikeita asennustapoja. 3
4 Talotekniikan säätö Vasemmalla on hyvin viritetty säätö. Kuvassa ovat epäherkkä säätö ja yliherkkä säätö, joka ilmenee säädön huojumisena. 4
5 Erilaisia talotekniikan verkkoja WebVision SCADA ohjelmisto: - suora liityntä tai Internetin kautta - säätö, valvonta ja historiatallennus - keskitetty käyttöliittymä useisiin kohteisiin internet Modbus I/O-Modulit Huonesäätimet Ala-asema FX-2030: - 10.4 kosketusnäyttö - sisääntakennettu web-serveri (tai Spider 40 sisäänrakennetulla I/O-Modulilla ja 5.7 kosketusnäyttö) Turvamodulit Muut protokollat langattomat sensorit Etäyhteys: - verkkoselaimella - käyttäjäkohtaiset näytöt (huolto, omistaja, turva,...) - FX-2030 (tai Spider) ala-asemaan - WebVision SCADA-palvelimeen M-bus vesimittarit Pellit, venttiilit, pumput, valot, lukot, anturit, toimilaitteet, puhaltimet... Kuvassa on joitakin alakeskuksen ohjaustoimintoja. 5 Rakennusautomaatiojärjestelmä.
6 Talotekniikan mittauksia Infrapunakamera ja näytössä oleva kiinteistö. Infrapunakuva koostuu tuhansista pisteistä, joista jokainen esittää lämpötilaa. Tietokoneella kuvaa käsiteltäessä ja tarkastellessa lämpötilaeroista saa erittäin kattavan käsityksen. Teknocalor Oy. Kameran avulla nähdään tulevan ongelman syy jo ennakkoon.. Hiushygrometrin kalibrointi. Kääri laite läpimärkään talouspaperiin ja vielä märkään pyyheliinan tunniksi. Raota pakettia vain sen verran, että saat säätöruuvista kiertää osoittimen lukemaksi n. 95 %. Jos laitteen mukana tulee tarkemmat ohjeet, noudata niitä. 6
Vesi, veden lämmitys, säätö ja mittaus 7 1 Lämmin vesi tuotetaan kattilassa 2 Vesi patteriverkostoon 3 Vesi varaajalle 4 Vesi varaajalta ja patteriverkostosta 5 Vesi patteriverkostosta 6 Varaaja 7 Linjasulut ja LVK-linjasäätö 8 LV- kiertojohdon paisuntakaari 9 Käyttöpiste 10 LVK-kiertopumppu ja sen sulut 11 KV-johto 12 KV-linja 13 LV-linja 14 LVK-linja Sekoitusventtiilit voivat olla rakenteeltaan 3- tai 4-tieventtiileitä. Niiden avulla sekoitetaan vedenlämmittimestä tulevaan kuumaan veteen (80 C) kylmää vettä (7 C) niin, että käyttövesiverkostoon menevän veden lämpötila on 55 C. Arvot 80 C ja 7 C ovat viitteellisiä. Venttiilit ovat automatiikan ja toimimoottorin ohjaamia. 7
8 Eri tavoin tuotettua lämpöä ' " & # %! $ " 1 = F F K F F K!! ' $ % # & 1. Ulkoseinä 2. Eriste 3. Sisäseinä 4. Ritilä ja ilman suodatin 5. Lauhdutin, lämmityskäytössä 6. Puhallin 7. Esim. 70 C, jäähdykehöyry 8. Esim. 40 C, jäähdykekaasu 9. Sisäyksikkö 10. Viileämpi huoneilma kojeelle esim. 20 C 11. Lämmennyt ilma huoneeseen esim. 35 C 12. Ulkoyksikkö 13. Höyrystin, lämmityskäytössä 14. Moottori ja puhallin 15. Paisuntaventtiili 16. Kompressori 17. Jäähdykehöyry esim. 70 C, lämmitys 18 Jäähdykeneste esim. 40 C, lämmityskäyttö 19. Ulkoilma kojeelle esim. 15 C 20. Ulkoilma kojeen jälkeen esim. 10 C Tiiliseinä on ulkoseinää ja laudoitettu seinä sisäseinää. 8
9 9 Eri tavoin tuotettua lämpöä
10 Eri tavoin tuotettua lämpöä Lattialämmitys on fysiologi sesti lähes ihanteellinen lämmitysmuoto, koska siinä lämpö jakautuu vedottomasti ja tasai sesti. Lämmönluovutusperiaate on fysiikan lakien mukainen, lämpö nousee lattiapin nasta ylöspäin. Putkissa kiertävä vesi ei saa olla lämmintä käyttövettä legionellabakteeririskin takia. & ". - 6 8 O & ". - 6 8 O, 1 0 1 6 0 7-6 - ) 8! 2 2 " Kuvassa kodinhoitohuoneen lattialämmityksen putkipituus on 40 m ja asennusväli 300 mm. ) 5 ) 4 6-7 0 7 - # + K ) 2. - 6 8 O 2 0 5 / ) 7 6 6 ) 1 ". - 6 8 # " # ) 6 - ) 8! 2 2! # - + K & + K & 6-6 1 ) & + K # + K ". - 6 8 # " # 10-6 5 2 # + K ) 8! 2 2 $, ; 0, 6 + K
Patteriverkosto ja sen perussäätö 11 Kattosäteilijät voivat olla grafiittivalun sisällä, jolloin lämpökamerallakaan ei saada näkyviin lämmintä putkikierukkaa. Säteilijän pintalämpötila on kauttaaltaan sama. Säteilijöitä voidaan käyttää myös jäähdytykseen. Katossa oleva tumma suorakaide on säteilijä ja sen vieressä olevat putkilenkit kuvaavat ainoastaan säteilijän näkymättömissä olevaa sisusta. Samassa säteilijässä voi olla sekä lämmitys että jäähdytysputkisto. 11
12 Patteriverkosto ja sen perussäätö Venttiilin esisäätö! Patteriventtiilin esisäätö on osa verkoston tasapainoitusta ja se estää liian suuren vesimäärän kierron venttiilin läpi. 1. Kiintoanturi 2. Asennusaikainen suojahattu, jonka avulla venttiili voidaan sulkea 3. Venttiilin runko 4. Kiinnitys patteriin 5. Merkki rungossa 6. Säädössä osa nostetaan ylöspäin irti hammastuksista ja piirustuksessa oleva esisäätö-arvo kierretään merkin (5) kohdalle. 7. Kara 12
Ilmastointi 13 Pientalon ilmalämmitys JA E = 7 E = 5 A EJJ=L=LEHJ=KI E IK KLEHJ=KI 0 O J O I K D @ A # 0 O JO I K D @ A # L Erilaisia ilman virtauksia 13
14 Sähkö Vanha uskomus, ettei salama lyö kahta kertaa samaan paikkaan ei pidä paikkaansa. Jos salama on lyönyt kerran, niin se lyö todennäköisesti samaan paikkaan toisenkin kerran. Yksivaiheisessa järjestelmässä on 3 johdinta: vaihejohdin, nollajohdin sekä suojamaadoitusjohdin. Näistä nollajohdin ja suojamaadoitusjohdin on yhdistetty maahan. 14
Tehtäviä Sähkö Miten kaapistossa olevan astianpesukoneen mahdollisiin vesivuotoihin varaudutaan? 15 Millaisia säädön ongelmia on lämpimän käyttöveden tuotossa? Millainen lämpimän käyttöveden lämpötilan pitää olla ja miksi? Miten vesi lämmitetään viereisessä kuvassa, millainen säätö sen lämpötilalla on? Miten säädät käyttöpisteelle menevän lämpimän veden lämpötilan? Miksi viereistä säädintä sanotaan omavoimaiseksi? Miten säädin toimii? Mitä vasemman yläkuvan venttiilissä tapahtuu anturin lämmetessä? 15