TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU Autmaatitekniikka Tutkinttyö SAUKONPUISTON KOULUN AUTOMAATIOSUUNNITTELU Työn teettäjä: Tampereen kaupungin tilakeskus, kiinteistötekninen yksikkö, Ville Nrila Tampere 2006
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU Mäkynen, Mark Sauknpuistn kulun autmaatisuunnittelu Tutkinttyö 42 sivua + 19 liitesivua Työn teettäjä Syyskuu 2006 Hakusanat Tampereen kaupungin tilakeskus/kiinteistötekninen yksikkö, Ville Nrila autmaatisuunnittelu, rakennusautmaatisuunnittelu TIIVISTELMÄ Sauknpuistn kulun lämmönjak ja ilmastinti livat KH-krtistn mukaan liian vanhja (25 vutta), jten kuluun suunniteltiin uutta rakennusautmaatijärjestelmää. Työn aiheena li tehdä tiettyihin kulun siin PI-kaavit ja timintaselstukset. Tarkituksena li tehdä PI-kaavit lämmönjakhuneeseen, keittiöön, liikuntasaliin, erillispistihin (wc ja kellari), kylmäknetilihin ja jätehuneeseen. Timintaselstukset tehtiin lämmönjakhuneeseen, keittiöön ja liikuntasaliin. Työhön kuului myös rakennusautmaatijärjestelmän säätö- ja valvntajärjestelmän järjestelmäkaavi. Työ tehtiin sin tilakeskuksen hjeiden ja ppien mukaisesti, mutta myös henkilökhtaisten taitjeni kehittämiseksi ja kkemuksen saamiseksi. Työssä tuli kkemusta yleisesti suunnittelusta ja myös kyseessä levan khteen salta. Työn tulksena saatiin timiva ilmastinti ja lämmönjak Sauknpuistn kuluun. Työtä ei tehty isn budjetin phjalta, vaan suhteellisen yksinkertainen ja timiva järjestelmä. Humiimatta ei jätetty sitä, että tulevaisuudessa järjestelmää n mahdllisuus saneerata mahdllisimman helpsti.
TAMPERE POLYTECHNIC Electrical engineering prgramme Mäkynen, Mark Engineering thesis Autmatin planning fr Sauknpuist Schl Cmmissining Cmpany Tampere kaupunki tilakeskus, Real estate technical unit, Ville Nrila September 2006 Keywrds autmatin planning ABSTRACT Sauknpuist Schl needed t rebuild its heating and air cnditining system. Because f that I had t d heating and air cnditining system autmatin plans. The idea was t plan the new autmatin system. The autmatin system is a cmputer-based system, which takes care f prperty HVAC, and electric system cntrlling and supervisin. Autmatin system cntains cntrl rm, sub distributin bards and field devices and als the data netwrk. Jb was t d prcess figure fr heating rm, kitchen, gym, WC, cellar, cld machine rm and garbage rm. Activity cmmentary I had t d fr heating rm, kitchen and gym. Als jb included system chart fr adjustment and cntrl system.
ALKUSANAT Haluaisin kiittää kaikkia, jtka vat lleet mukana ja auttaneet tämän tutkinttyön tekemisessä. Erityisesti haluaisin kiittää valvjana timinutta Ville Nrilaa ja Mark Siirtlaa erittäin asiantuntevasta ja ammattimaisesta hjauksesta. Kiitksen ansaitsee myös Sähköpek ja Kari Bragge, jiden ansista sain tämän työn tehdäkseni.
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 5(42) SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ ABSTRACT ALKUSANAT SISÄLLYSLUETTELO... 5 1 YLEISTÄ /2/... 9 1.1 Tilakeskuksen rganisaati /2/... 9 1.2 Kiinteistöpalvelututant /2/... 10 2 SAUKONPUISTON KOULUN KIINTEISTÖ... 11 2.1 Lämmönjakhune... 11 2.1.1 Lämminkäyttövesiverkst, LV01... 14 2.1.1.1 Säädön timinta... 15 2.1.1.2 Hälytykset... 15 2.1.1.3 Raprtit... 15 2.1.2 Ilmastintiverkst, IV01... 16 2.1.2.1 Säädön timinta... 17 2.1.2.2 Hälytykset... 18 2.1.3 Patteriverkst PV01... 19 2.1.3.1 Säädön timinta... 20 2.1.3.2 Hälytykset... 20 2.1.4 Taulukt, laskelmat ja säätömudt... 21 2.2 KEITTIÖ... 22 2.2.1 Tulilmakne TK01... 25 2.2.1.1 Säädön timinta... 25 2.2.1.2 Ohjelmalliset timinnt... 26 2.2.1.3 Hälytykset... 26 2.2.1.4 Taulukt ja laskelmat ja säätömudt... 27
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 6(42) 2.3 LIIKUNTASALI... 28 2.3.1 Tulilmakne TK02... 30 2.3.1.1 Säädön timinta... 30 2.3.1.2 Ohjelmalliset timinnt... 31 2.3.1.3 Hälytykset... 31 2.3.1.4 Taulukt ja laskelmat ja säätömudt... 32 2.4 KYLMÄKONETILAT JA JÄTEHUONE... 33 2.5 ERILLISPOISTOT... 35 2.6 SÄÄTÖ- JA VALVONTAJÄRJESTELMÄ... 36 3 JÄRJESTELMÄ JA LAITTEET... 38 4 YHTEENVETO... 40 LÄHDELUETTELO... 41
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 7(42) LYHENTEET A AK IV K KL LV PE PF PK PU PV TE TF TK Autmaatti Alakeskus Ilmastintiverkst Kntaktri Kauklämpö Lämminkäyttövesiverkst Paineenmittaus Pistilmakje Pistilmakne Pumppu Patteriverkst Lämpötilanmittaus Tulilmakje Tulilmakne 0 Manuaalinen pis päältä 1 Manuaalinen päällä & Lginen and-timint 1 Lginen r-timint
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 8(42) SYMBOLIT
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 9(42) 1 YLEISTÄ /2/ Tampereen kaupungin tilakeskus n kunnan ja kuntalaisten timintaa tukeva palvelurganisaati, jnka tila- ja kiinteistöpalveluilla ludaan edellytykset kunnallisille palveluille. Tilakeskuksen timinnan lähtökhtana n kestävän kehityksen periaatteiden mukainen rakentaminen ja ylläpit. Tilakeskus hulehtii tiljen ja rakennuskannan mnikäyttöisyydestä, tarkituksenmukaisesta käytöstä ja arvn säilymisestä ennakivalla ja kestävällä tavalla. 1.1 Tilakeskuksen rganisaati /2/ Tilakeskuksen liikelaitstamisen yhteydessä vunna 2004 tteutettiin tilaaja- ja tuttajayhteistyön rganisinti. Tilakeskuksen ydintehtävä n kiinteistöliiketiminta ja tisen perussan mudstavat ydintehtävää tukevat timinnt, jtka n määritelty kiinteistöpalvelututannksi. Näitä mlempia timintja tukevat sisäiset palveluyksiköt. Kuva 1 Tilakeskuksen rganisaatikaavi
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 10(42) 1.2 Kiinteistöpalvelututant /2/ Kiinteistötekninen yksikkö tteuttaa kiinteistöjen eri järjestelmien, kuten putki-, ilmastinti-, sähkö-, autmaati- ja heikkvirtajärjestelmien perusparannustyöt ja saneeraukset kknaisvaltaisesti malla rganisaatillaan. Kiinteistöteknisen yksikön krjaamssa n mahdllista krjata lähes kaikki kiinteistöjen tekniset laitteet, kuten esimerkiksi televisit, palilmittimet, kulunvalvnta- ja murthälytyslaitteet ja öljyplttimet.
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 11(42) 2 SAUKONPUISTON KOULUN KIINTEISTÖ 2.1 Lämmönjakhune Lämmönjakhuneeseen piti suunnitella PI-kaavi ja timintaselstus. Lämmönjakhune n tila, jssa vesi lämmitetään lämmintäkäyttövettä, ilmastintia ja patteriverksta varten. Khde n kiinnitetty kauklämpöverkstn. Lähtökhtana li suunnitella, miten kauklämpö energia määrää säädellään lämmönvaihtimeen, jtta sen avulla vitaisiin saada lämmitettyä lämpimänkäyttövesiverkstn lämmin kiertvesi sekä ilmastinti- ja patteriverkstn kiertvesi. Kauklämmöstä mitataan tul- ja paluulämpötila sekä virtaama. Kauklämmöstä täytyy tehdä virtauksen mittaus sekä tul- ja paluulämpötilan mittaus, jtta kauklämmön kulutusta pystytään seuraamaan. Kauklämmöstä täytyy tietty määrä lämpöä käyttää hyväksi, ennen kuin se vidaan hjata menemään takaisin jakajalle. Kauklämmön hyväksikäytön suhteen määrää kauklämpölaits. Kauklämpöä käytetään ikeassa suhteessa kun kaikki siihen tarvittavat laitteet n mititettu ikein. Lämpimänkäyttövesiverkstn lämmitys suunniteltiin siten, että kauklämmön virtaaman määrää säädellään kahdella venttiilillä lämmönvaihtimeen. Lämpimänkäyttöveden käytön määrä vaihtelee runsaasti, mikä tekee prsessista vaikeasti säädettävän, jten yhden isn venttiilin käyttö aiheuttaisi liikaa sulkuventtiilin tyyppistä timintaa. Tästä syystä kauklämmön virtaaman määrän säätö tteutettiin kahdella säätöventtiilillä, jista tinen n pienempi ja tinen ismpi. Ilmastinti- ja patteriverkstn säädöt vat suhteellisen hitaita prsesseja. Syynä tähän n se, että kyseisissä prsesseissa n vain yksi säädettävä suure ja se n kiertveden lämpötilan säätö ulklämpötilan mukaan. Tämän tyyppinen prsessi muuttuu hitaammin yhdellä venttiilillä kuin mitä lämpimänkäyttöveden lämmitys prsessissa. Lämmönjakhuneessa mitataan lämpimän- ja kknaisvesimäärän virtaus. Kylmänveden määrä saadaan, kun kknaisveden määrästä vähennetään lämpimänveden suus. Lämpötila mitataan lämpimästä kiertvedestä, patteriverkststa,
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 12(42) ilmastintiverkststa ja rakennuksen ulkpulelta (ulklämpötila). Verkstn paine mitataan ilmastintiverkststa sekä patteriverkststa, jtta tiedetään nk verkstissa ikea paine. Painemittauksilla pystytään valvmaan verkstjen kunta vutjen varalta. Kauklämmön timittaja asentaa lämmönjakhuneeseen laitteen, jka mittaa men kauklämmön sekä paluu kauklämmön lämpötilan sekä kknaisvirtaaman. Näiden tietjen avulla laite laskee käytetyn kauklämmön energiamäärän. Laite lähettää valvntajärjestelmälle pulssin aina kun kauklämpöä n käytetty 0,1 MWh verran. Kuvassa 2 n esitetty lämmönjakhuneen PI-kaavi.
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 13(42) Kuva 2 Lämmönjakhuneen PI-kaavi
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 14(42) 2.1.1 Lämminkäyttövesiverkst, LV01 Lämminkäyttövesiverkstlla lämmitetään kylmäkäyttövesiverkststa vesi + 55 C. Lämpimästäkäyttövesiverkststa mitataan menveden lämpötila ja vesimäärä. Lämminkäyttövesiverkstn menveden täytyy lla eliminimiseksi. Kuvassa 3 näkyy lämminkäyttövesiverkstn suus lämmönjakhuneen PI-kaavissa. + 55 C, Leginella- bakteerivaaran Kuva 3 Lämminkäyttövesiverkst lämmönjakhuneen PI-kaavissa
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 15(42) 2.1.1.1 Säädön timinta Menveden lämpötila LV01TE40 pyritään pitämään asetusarvssaan + 55 C. Lämmöntarpeen kasvaessa säätöhjelma hjaa ensimmäisessä prtaassa lämmitysventtiiliä LV01TV43 aukipäin ja tisessa prtaassa lämmitysventtiiliä LV01TV44 aukipäin. Kiertvesipumppu LV01PU45 n käynnissä jatkuvasti. Valvntajärjestelmä hjaa lämmitysventtiilit kiinni, js menveden lämpötila-anturi LV01TE40 antaa anturivika hälytyksen tai pumppu LV01PU45 pysähtyy 2.1.1.2 Hälytykset Pumpun LV01PU45 pysähtyessä antaa rakennusautmaatijärjestelmä hälytyksen. Menveden lämpötilahälytyksille asetetaan ala- ja ylärajat sekä viive. Lämminkäyttövesiverkstn lämpötilan mittauksen LV01TE40 alaraja-arvn asetus n 45 C ja yläraja-arvn asetus n 65 C. Kaikki hälytykset vat lukkaa 2 (vikahälytys). Hälytyksien viiveaikjen hjeasetusarvt vat: - Pumppu LV01PU45, 30 sekuntia - LV01TE40 menveden lämpötilan mittaukset, 5 minuuttia 2.1.1.3 Raprtit Järjestelmä tekee kauklämmön lämpöenergian kulutusraprtin. Järjestelmä tekee myös kylmän veden ja lämpimän veden kulutusraprtin. Liitteenä 8 n esimerkki lämpöenergian kulutusraprtista ja liitteenä 9 n esimerkki veden kulutusraprtista.
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 16(42) 2.1.2 Ilmastintiverkst, IV01 Ilmastintiverkstn tarkituksena n tuttaa ilmastintikneille niiden tarvitsema lämpöenergia. Ilmastintiverkststa mitataan menveden lämpötila ja paine. Ilmastintiverkstn menveden lämpötilansäätöä varten mitataan ulklämpötila. Ilmastintiverkstn kauklämmön virtausta säädetään lämmönvaihtimessa yhdellä venttiilillä. Kuvassa 4 näkyy ilmastintiverkstn suus lämmönjakhuneen PIkaavissa. Kuva 4 Ilmastintiverkst lämmönjakhuneen PI-kaavissa
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 17(42) 2.1.2.1 Säädön timinta Menveden IV01TE40 lämpötila pyritään pitämään ulklämpötilaan verrannllisessa arvssa kuvan 5 käyrän mukaisesti. Lämmöntarpeen kasvaessa säätöhjelma hjaa venttiiliä IV01TV44 aukipäin. Pumpun IV01PU40 käyntiä hjataan valvntajärjestelmän avulla. Pumpulle vidaan määritellä kesäkäyttöjaks, kun ulklämpötilan UT01TE00 vurkauden keskiarv n asetettua arva krkeampi. Kesäkäyttöjaksn aikana valvntajärjestelmä pysäyttää pumpun ja hjaa venttiilin kiinni, pumpun hälytyspririteetti muuttuu kiireellisestä hulthälytykseksi. Esimerkiksi kaksi kertaa viikssa valvntajärjestelmä pitää pumppua päällä viiden minuutin ajan ja pumpun pysähdyttyä valvntajärjestelmä hjaa venttiilin auki-asentn ja takaisin kiinni-asentn. Edellä mainitun käytön aikana valvntajärjestelmä ei hälytä menveden liukuvien raja-arvjen ylityksistä. Kuva 5 Menveden IV01TE40 lämpötilan asetusarv ulklämpötilan funktina
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 18(42) 2.1.2.2 Hälytykset Rakennusautmaatijärjestelmä antaa hjelmallisen hälytyksen ja pysäyttää kaikki tulilmakjeet, kun pumppu IV01PU40 pysähtyy ja ulkilman lämpötila n asetetun rajaarvn alapulella, esimerkiksi. Lukitukset tehdään hjelmallisesti valvntajärjestelmässä. Häiriö n kuitattava ennen kuin tulilmakjeet vidaan käynnistää uudelleen. + 8 C Menveden IV01TE40 lämpötilan hittaessa (ylittää tai alittaa) asetetun raja-arvn antaa rakennusautmaatijärjestelmä hjelmallisen hälytyksen. Ilmastintiverkstn lämpötilan mittauksen hälytyksen raja-arvjen hjeasetusarv n +/- 5 C asetusarvsta. Ulklämpötila-anturin UT01TE00 antaessa anturivika hälytyksen asettaa valvntajärjestelmä verkstsäätimille ulkilman lämpötilaksi esimerkiksi 15 C. Anturin timinnan seuranta perustuu iksulun taikka jhdn jhtavuuden tarkkailuun. Laitteen timinnassa n luultavasti vikaa, js se antaa järjestelmälle mittauksen tisen ääriarvn eli +/- ei jhda. 40 C. Tällöin laite n luultavasti iksulussa tai laitteesta tuleva jht Verkstn paineen IV01PE45 hittaessa asetetut raja-arvt antaa rakennusautmaatijärjestelmä hjelmallisen hälytyksen ja pysäyttää kaikki tulilmakjeet. Lukitukset tehdään hjelmallisesti valvntajärjestelmässä. Häiriö n kuitattava ennen kuin tulilmakjeet vidaan käynnistää uudelleen. Pumpun IV01PU40 hälytys ja verkstpaineen IV01PE45 alarajahälytys vat lukkaa 1 (kiireellinen). Kaikki muut hälytykset vat lukkaa 2 (vikahälytys). Verkstn painemittauksen IV01PE45 alarajahälytyksen hjeasetusarv n 1bar ja ylärajahälytyksen hjeasetusarv n 3bar. Hälytyksien viiveaikjen hjeasetusarvt vat: - Pumppu IV01PU40, 30 sekuntia - Verkstn paine IV01PE45, alahälytysraja 5 sekuntia ja ylärajahälytys 30 sekuntia
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 19(42) 2.1.3 Patteriverkst PV01 Patteriverkstn tarkituksena n tuttaa patterilämmityksessä tarvittava lämpöenergia. Patteriverkststa mitataan menveden lämpötila ja verkstn kknaispaine. Patteriverkstn kiertvesi lämmitetään lämmönvaihtimessa IV01LS01. Kuvassa 6 näkyy patteriverkstn suus lämmönjakhuneen PI-kaavissa. Suuntaventtiili päästää kiertveden halutun suunnan mukaisesti. Patteriverkstn täytyy lla aina viileämpi kuin ilmastintiverkstn. Tästä jhtuen n patteriverkstn jälkeen yksi suuntainen venttiili, jnka avulla patteriverkstn kiertänyt (viilentynyt) vesi viilentää tulpulen veden. Tällä tavin patteriverkst n aina viileämpi kuin ilmastintiverkst. Kuva 6 Patteriverkst lämmönjakhuneen PI-kaavissa
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 20(42) 2.1.3.1 Säädön timinta Pumpun PV01PU40 käyntiä hjataan valvntajärjestelmän avulla. Pumpulle vidaan määritellä kesäkäyttöjaks, kun ulklämpötilan UT01TE00 vurkauden keskiarv n asetettua asetusarva krkeampi. Kesäkäyttöjaksn aikana valvntajärjestelmä pysäyttää pumpun ja hjaa venttiilin kiinni ja pumpun hälytyspririteetti muuttuu kiireellisestä hulthälytykseksi. Esimerkiksi kaksi kertaa viikssa valvntajärjestelmä pitää pumppua päällä viiden minuutin ajan ja pumpun pysähdyttyä valvntajärjestelmä hjaa venttiilin auki-asentn ja takaisin kiinni-asentn. Edellä mainitun käytön aikana valvntajärjestelmä ei hälytä menveden liukuvien raja-arvjen ylityksistä. Menveden lämpötila PV01TE40 pidetään ulkilman lämpötilaan UT01TE00 verrannllisessa arvssa kuvan 7 mukaisesti. Kuva 7 Menveden lämpötilan PV01TE40 asetusarv ulkilman lämpötilan funktina Lämmöntarpeen lisääntyessä säätöhjelma hjaa lämmitysventtiiliä PV01TV45 auki päin. Menveden lämpötila pyritään pitämään liukuvien raja-arvjen välissä. 2.1.3.2 Hälytykset Rakennusautmaatijärjestelmä antaa hjelmallisen hälytyksen pumpun PV01PU40 pysähtyessä ja ulkilman lämpötilan UT01TE00 llessa asetellun raja-arvn alapulella, esimerkiksi +10 C. Menveden PV01TE40 lämpötilan hittaessa asetetut raja-arvt
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 21(42) antaa rakennusautmaatijärjestelmä hjelmallisen hälytyksen. Patteriverkstn lämpötilan mittauksen hälytyksen raja-arvjen hjeasetusarv n +/- 5 C asetusarvsta. Verkstn painemittauksen PV01PE45 alarajahälytyksen hjeasetusarv n 1bar ja ylärajahälytyksen hjeasetusarv n 3bar. Menveden lämpötila-anturin PV01TE40 antaessa anturivika-hälytyksen ja ulkilman lämpötilan UT01TE00 klmen vurkauden keskiarvn llessa yli hjaa valvntajärjestelmä lämmitysventtiilin kiinni. Samaisessa tilanteessa ulklämpötilan klmen vurkauden lämpötilan keskiarvn llessa alle lämmitysventtiilin esimerkiksi 40 % auki. 15 C 15 C hjaa valvntajärjestelmä Hälytyksien viiveaikjen hjeasetusarvt vat: - Pumppu PV01PU40, 5 sekuntia - Verkstn paineen PV01PE45, alarajahälytys 5 sekuntia ja yläraja 30 sekuntia 2.1.4 Taulukt, laskelmat ja säätömudt Venttiileiden -arvt laskettiin seuraavanlaisella kaavalla: k v k v Q = 36 P Kaavassa Q n virtaama putkistssa (l/s) ja P n venttiilin yli leva paine-er (kpa). Taulukssa 1 n esitetty lämmönjakhuneen venttiileiden laskentaan tarvittavat arvt ja venttiileiden k v -arvt.
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 22(42) Taulukk 1 k v -arvn laskemiseen tarvittavat arvt ja k v -arvt Tunnus Tyyppi Virtaus Q l/s P kpa kv -arv laskettu LV01TV43 2-tie 0,38 11 4,1 LV01TV44 2-tie 0,77 11 8,3 PV01TV45 2-tie 1,04 25 7,5 IV01TV44 2-tie 1,09 38 6,4 Putkistssa virtausnpeuden ja putkistn painehäviöarvt tulivat ennakkn LVI suunnittelijalta. Venttiilit valittiin laskelmien phjalta valmistajan pienempi lähin (k v - arvltaan) venttiili, kska sillin venttiilin minaiskäyrä n lähempänä vaadittua timintapistettä. Taulukssa 2 n esitetty eri lämpötilan säätöjen säätömudt lämmönjakhuneessa. Taulukk 2 Lämmönjakhuneen säätömudt Timint Säätömut Säätökhde Ohjeasetusarv C/IV01TE40 PI Menveden lämpötila ks. kuva 5 C/LV01TE40 PI Menveden lämpötila + 55 C C/PV01TE40 PI Menveden lämpötila ks. kuva 7 2.2 KEITTIÖ Keittiöön piti tehdä PI-kaavi ja timintaselstus. Keittiössä piti nrmaalin ilmastinnin lisäksi ttaa humin is astianpesukne. Keittiössä leva astianpesukne saa aikaan aika paljn höyryä ja siten lämpöä keittiöön. Keittiöön li suunniteltava nrmaalin ilmastinnin lisäksi pistilmakje astianpesukneen käytön takia. Keittiöön tuli suunnitelmissa nrmaali ilmastintikne ja pistilmakje astianpesukneen käytöstä jhtuvan kurmituksen eliminimiseksi ilmastinnissa. Kahden pistilmakjeen takia piti ilmastinnin suunnittelussa ttaa humin, että ilmastinnin ilmanmäärän suhde (tulevan suhde lähtevään) pysyy vakina kk ajan. Astianpesukneen pistilmakjeen
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 23(42) hjaus n tteutettu ajastinkelllla, jnka aikaa vidaan asetella välillä 0-60 minuuttia. Tulilmakje n mahdllista panna päälle aikahjelman ulkpulella käsikytkimen avulla minimitehlle (esim. 50 %). Yleispistilmakjeen timinta n lukittu hjelmallisesti tulilmakjeen timintaan. Tulilmakje n mahdllista panna tehkkaammalle puhallukselle ajastinkelllla (esim. 75%). Keittiöön tuli sulkupelti, jnka avulla päästetään ulkilma keittiöön. Ulkilma sudatetaan, minkä jälkeen se hjataan lämmityksen läpi keittiöön. Sudattimeen tuli paine-ern mittaus sudatinvahtia ja hihnavahtia varten. Tulilman määrää säädetään taajuusmuuttajan avulla. Jäätymisvaaran ehkäisemiseksi lämmityspatteriin tuli jäätymisvaaratermstaatti. Jäätymisvaaratermstaatti estää tulilmakjeen timinnan js lämmityspatterin lämpötila n liian alhainen ( + 8 C ). Järjestelmälle tuli kaksi mittauspistettä: tulilman lämpötila ja huneilman lämpötila. Huneeseen tuleva ilman lämpötila säädetään huneilman lämpötilan mukaan. Kuvassa 8 n keittiön ilmastintilaitteen PI-kaavi.
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 24(42) Kuva 8 Keittiön ilmastintikneen PI-kaavi
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 25(42) 2.2.1 Tulilmakne TK01 2.2.1.1 Säädön timinta Tulilmakjeen TF01 käyntiä hjataan rakennusautmaatijärjestelmän aika- ja tapahtumahjelmalla. Tulilmakje TF01 käynnistyy aika- ja tapahtumahjelman ulkpulella HS20 kytkimellä. TF01 ei saa käydä, mikäli lämmityspatterin pumppu PU40 ei le käynnissä. Pumppu PU40 n päällä aina. Tulilmakje TF01 ei myöskään saa käydä, mikäli ilmastintiverkstn häiriöhälytys n vimassa, lukitus tehdään hjelmallisesti rakennusautmaatijärjestelmässä. Pistilmakjeen PF01 käynti n hjelmallisesti lukittu tulilmakjeen TF01 käyntiin. Palvaarahjelma pysäyttää tulilmakjeen TF01 kun tulilman lämpötila TE10 ylittää pysäyttää sen js lämpötila alittaa + 5 C + 50 C ja alilämpöhjelma. Ilmastinnin hätä-seis- hjelma pysäyttää tulilmakjeen TF01, kun hätä-seis-painiketta TJ01HS20 (sijaitsee palkunnan kulkureitillä) painetaan tai palhälytys tapahtuu. Tulilman lämpötila TE10 pyritään pitämään huneilman lämpötilaan TE20 verrannllisessa arvssa kuvan 9 mukaisesti. Kuva 9 Tulilman lämpötilan TE10 asetusarv huneilman lämpötilan TE20 funktina Lämmöntarpeen kasvaessa säätöhjelma hjaa lämmityspatterin venttiiliä TV45 auki päin. Jäätymisvaaran ehkäisemiseksi TE45 lämpötila ei saa laskea alle +12 C kneen käydessä. Jäätymisvaaratermstaatti TZ01 timii kun lämpötila TE45 laskee + 8 C,
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 26(42) mikä pysäyttää tulilmakjeen TF01. Jäätymisvaaratermstaatin lauettua se n kuitattava käsin. 2.2.1.2 Ohjelmalliset timinnt Tul- ja pistilmakjeen pyörimisnpeutta hjataan valvntajärjestelmän aika- ja tapahtumahjelmalla. Aikahjelman mukaan valvntajärjestelmä hjaa taajuusmuuttajan SC01 avulla tulilmakjeen pyörimisnpeutta erikseen aseteltavaan tasn, muullin kje käy asetellulla minimitehlla (TF01 50% ja PF01 1/2-npeudella). Tul- ja pistilmakjeille hjelmidaan ristiriitahälytykset. Sudattimen paine-ermittauksen perusteella hjelmidaan sudatinvahtihälytys. Sudatinvahtihälytys timii, kun sudattimen paine-er kasvaa yli aseteltavan raja-arvn, arvn kert ilmastintiurakitsija (kaksi kertaa puhtaan sudattimen arv eli 170Pa). Hihnavahtihälytys mudstetaan sudattimen PE01 viestistä. Hihnavahtihälytys timii, kun sudattimen paine-er n puhaltimen käydessä alle aseteltavan raja-arvn (10Pa). Palvaarahjelma hjelmidaan pysäyttämään tulilmakjeen TF01. Tulilman lämpötilan hittaessa liukuvat raja-arvt (esim. asetusarv +/- 5 C ) antaa rakennusautmaatijärjestelmä hälytyksen. Nrmaalisti tulilmakje TF01 käy asetellulla npeudella esim. 50 % ja pistilmakje PF01 1/2-npeudella. Tulilmakje TF01 käynnistyy ajastinkelllla KS20 asetellulle npeudella (esim. 75 %), jllin PF01 siirtyy käymään 1/1-npeudella. Pistilmakje PF02 käynnistetään ajastinkelllla KS21. Pistilmakjeen PF01 käydessä 1/1- npeudella ja pistilmakjeen PF02 käydessä n tulilmakjeen TF01 npeus asetellulla arvlla (esim. 90 %). 2.2.1.3 Hälytykset Hälytyslukkaan 1 (kiireelliset hälytykset) kuuluvat lämmityspatterin pumppu PU40 ja jäätymisvaaratermstaatin TZ01 yhteishälytys. Hälytyslukkaan 3 (hulthälytys)
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 27(42) kuuluuvat sudatinvahdin PE01 hälytykset. Muut hälytykset vat lukkaa 2 (vikahälytys). Hälytyksien viiveaikjen hjeasetusarvt vat: - pumppu PU40 ja jäätymisvaaratermstaatti TZ01 5 sekuntia - lämpötilamittaus TE10 1 minuutti - tul- ja pistilmakjeiden ristiriitahälytykset 30 sekuntia - hihnavahtihälytys PE01 5 minuuttia - sudatinvahtihälytys PE01 5 minuuttia 2.2.1.4 Taulukt ja laskelmat ja säätömudt Venttiileiden k v -arvt laskettiin kaavalla: k v Q = 36 P Kaavassa Q n virtaama putkistssa (l/s) ja P n venttiilin yli leva paine-er (kpa). Taulukssa 3 n esitetty keittiön venttiileiden laskentaan tarvittavat arvt ja venttiileiden k v -arvt. Venttiilit valittiin laskelmien phjalta valmistajan pienempi lähin (k v -arvltaan) venttiili, kska sillin venttiilin minaiskäyrä n lähempänä vaadittua timintapistettä. Taulukk 3 k v -arvn laskemiseen tarvittavat arvt ja k v -arvt Tunnus Tyyppi Virtaus Q l/s P kpa kv -arv laskettu TV45 2-tie 0,17 14 1,6 Taulukssa 4 n esitetty eri lämpötilan säätöjen säätömudt keittiössä.
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 28(42) Taulukk 4 Keittiön säätömudt Timinta Säätömut Säätökhde Ohjeasetusarv Hum. C/TE10 PI Tulilman lämpötila C/TE45 PI Paluuveden lämpötila C/TE45 PI Paluuveden lämpötila S/TE45 ON/OFF Paluuveden lämpötila ks. kuva 9 > 12 C TF01 Kne käy 20 C TF01 Kne seis 8 C Jäätymisvaara 2.3 LIIKUNTASALI Liikuntasalin ilmastintikjeille piti tehdä PI-kaavi ja timintaselstus. Liikuntasalin suunnittelussa li tettava humin ihmisten määrä ja heidän synnyttämä lämpö. Ilmastinnin n ltava käytön aikana tehkkaampaan kuin muullin. Sillin kun liikuntasali n käytössä, n ltava mahdllisuus tehstaa ilmastintia. Suunnitelmiin tuli sulkupelti, jlla hjataan tulilmaa sisään. Tämän jälkeen ilma menee sudattimen läpi. Sudattimessa n paine-ern mittaus, jnka avulla timii hihnavahti ja sudatinvahti. Sudattimen jälkeen ulkilma menee lämmityspatterin kautta liikuntasaliin. Tulilma lämmitetään, kska tulilman pitää lla tietyn lämpöistä suhteessa huneilmaan. Tulilman määrää säätelee tulilmakje ja kjetta hjataan taajuusmuuttajan avulla. Liikuntasalissa n pistilmakje, jnka timinta riippuu tulilmakjeen timinnasta. Pistilmakje timii kun tulilmakje n timinnassa (verrannllisella tehlla). Tulilmakje n mahdllista panna tehstetulle puhallukselle ajastinkelllla (tällöin pistilmakje käy myös tehkkaammin). Ajastinkelln asettelu n 0-60 minuuttia. Jäätymisvaaraa varten n jäätymistermstaatti, jka timiessaan pysäyttää tulilmakjeen. Tulilmakjeen pysähtyessä sulkeutuu sulkupelti. Kuvassa 10 n esitetty liikuntasalin ilmastintikneen PI-kaavi.
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 29(42) Kuva 10 Liikuntasalin ilmastintikneen PI-kaavi
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 30(42) 2.3.1 Tulilmakne TK02 2.3.1.1 Säädön timinta Tulilmakjeen TF01 käyntiä hjataan rakennusautmaatijärjestelmän aikahjelmalla. Tulilmakje TF01 ei saa käydä, mikäli lämmityspatterin pumppu PU40 ei le käynnissä. Pumppu PU40 n päällä aina. Tulilmakje TF01 ei myöskään saa käydä, mikäli ilmastintiverkstn häiriöhälytys n vimassa, lukitus tehdään hjelmallisesti rakennusautmaatijärjestelmässä. Aikahjelman ulkpulella kje vidaan käynnistää tehstetulle puhallukselle ajastinkelllla KS20. Tulilmakje vidaan myös aikahjelman sisäpulella hjata tehstetulle puhallukselle ajastinkelllla KS20. Tulilmakje ei vi käydä tehstetulla puhalluksella, js ulkilman lämpötila n alle aseteltavan raja-arvn (esim. 15 C ). Pistilmakjeen PF01 käynti n lukittu hjelmallisesti tulilmakjeen TF01 käyntiin. TF01 llessa tehstetulla puhalluksella n PF01 1/1-npeudella, muullin TF01 n asetellulla minimitehlla ja PF01 1/2-npeudella. Palvaarahjelma pysäyttää tulilmakjeen TF01, kun tulilman lämpötila TE10 ylittää pysäytetään (hjelmallisesti) myös js tulilman lämpötila alittaa. Tulilmakje. Ilmastinnin hätä seis hjelma pysäyttää tulilmakjeen TF01 hätä seis painiketta TJ01HS20 (sijaitsee palkunnan kulkureitillä) painettaessa tai palhälytyksen tapahtuessa. Tulilma lämpötila TE10 pyritään pitämään huneilman lämpötilaan TE20 verrannllisessa arvssa kuvan 11 mukaisesti. + 50 C + 5 C Kuva 11 Tulilman lämpötilan TE10 asetusarv huneilman lämpötilan TE20 funktina
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 31(42) Lämmöntarpeen kasvaessa säätöhjelma avaa lämmityspatterin venttiiliä TV45. Jäätymisvaaran ehkäisemiseksi pyritään lämmityspatterin paluuveden lämpötila TE45 pitämään asetusarvssa ( +12 laskiessa + 8 C C ) hjaamalla venttiiliä TV45. Paluuveden lämpötilan timii jäätymisvaaratermstaatti TZ01, jka pysäyttää tulilmakjeen TF01. Jäätymisvaaratermstaatin lauettua se n kuitattava käsin. 2.3.1.2 Ohjelmalliset timinnt Tul- ja pistilmakjeille hjelmidaan ristiriitahälytykset. Sudattimen paineermittauksen perusteella hjelmidaan sudatinvahtihälytys. Sudatinvahtihälytys timii, kun sudattimen paine-er kasvaa yli asetellun raja-arvn, arvn kert ilmastintiurakitsija (kaksi kertaa puhtaan sudattimen arv eli 170Pa). Hihnavahtihälytys mudstetaan paineen PE01 viestistä. Hihnavahtihälytys timii, kun sudattimen paine-er n puhaltimen käydessä alle aseteltavan raja-arvn esim. 10Pa. Palvaarahjelma hjelmidaan pysäyttämään tulilmakje TF01. 2.3.1.3 Hälytykset Hälytyslukkaan 1 (kiireelliset hälytykset) kuuluvat lämmityspatterin pumpun PU40 ja jäätymisvaaratermstaatin TZ01 yhteishälytykset. Hälytyslukkaan 3 (hulthälytykset) kuuluu sudatinvahdin PE01 hälytykset. Muut hälytykset vat lukkaa 2 (vikahälytys). Hälytyksien viiveaikjen hjeasetusarvt vat: - Pumppu PU40, 2 sekuntia - Jäätymisvaaratermstaatti TZ01, 2 sekuntia - Tul- ja pistilmakjeiden ristiriitahälytykset, 30 sekuntia - Hihnavahtihälytys PE01, 5 minuuttia - Sudatinvahtihälytys PE01, 5 minuuttia
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 32(42) 2.3.1.4 Taulukt ja laskelmat ja säätömudt Venttiileiden k v -arvt laskettiin seuraavanlaisella kaavalla: k v Q = 36 P Kaavassa Q n virtaama putkistssa (l/s) ja P n venttiilin yli leva paine-er (kpa). Taulukssa 5 n esitetty liikuntasalin venttiileiden laskentaan tarvittavat arvt ja venttiileiden k v -arvt. Venttiilit valittiin laskelmista valmistajan lähin pienempi (k v - arvltaan) venttiili, kska sillin venttiilin minaiskäyrä n lähempänä vaadittua timinta pistettä. Taulukk 5 k v -arvn laskemiseen tarvittavat arvt ja kv-arvt Virtaus Q P k v -arv Tunnus Tyyppi l/s kpa laskettu TV45 2-tie 0,63 12,5 6,4 Taulukssa 6 n esitetty eri lämpötilan säätöjen säätömudt liikuntasalissa. Taulukk 6 Liikuntasalin säätömudt Timinta Säätömut Säätökhde Ohjeasetusarv Hum. C/TE10 PI Tulilman lämpötila C/TE45 PI Paluuveden lämpötila C/TE45 PI Paluuveden lämpötila S/TE45 ON/OFF Paluuveden lämpötila ks. kuva 11 > 12 C TF01 Kne käy 20 C TF01 Kne seis 8 C Jäätymisvaara
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 33(42) 2.4 KYLMÄKONETILAT JA JÄTEHUONE Kylmäknetilissa piti ttaa humin, että tilan lämpötila pitäisi yrittää pitää tietyn lämpötilan (tässä tilassa 22 C ) alapulella. Tästä jhtuen tilan pistilmakneen täytyy käydä, jk 1/1-npeudella taikka 1/2-npeudella riippuen tilan lämpötilasta. Pistilmakne PK01PF01 käynnistyy 1/2-npeudella js lämpötila TE20 n esim. 18 C. Samainen kne siirtyy 1/1-npeudelle js lämpötila TE20 n 22 C. Jätehuneen pistilmakneen käyntiä hjataan aika-hjelmalla. Aika-aikahjelmassa n määriteltynä aika jllin kne käy 1/1-npeudella ja jllin kne käy 1/2-npeudella. Kuvassa 12 n esitetty kylmäknetiljen ja jätehuneen PI-kaavi.
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 34(42) Kuva 12 Kylmäknetiljen ja jätehuneen kjeiden PI-kaavi
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 35(42) 2.5 ERILLISPOISTOT Erillispistja vat WC ja kellari. Mlempien tiljen pistilmakjeita hjataan aikahjelmalla. WC:n pistilmapuhallin käy päivisin 1/1-npeudella ja muullin 1/2- npeudella. Kellarin pistilmakje n kk ajan päällä. Kuvassa 13 n erillispistjen PI-kaavi. Kuva 13 Erillispistjen PI-kaavi
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 36(42) 2.6 SÄÄTÖ- JA VALVONTAJÄRJESTELMÄ Rakennusautmaatijärjestelmän valmistaja li j tiedssa ennen kuin suunnitelmia alettiin tehdä. Tästä syystä säätö- ja valvntajärjestelmän järjestelmäkaavi li saltaan j selvä ennen suunnitelmia. Alakeskusten sijaintia piti vähän miettiä (mahdllisimman lähelle hjattavia laitteita). Kuvassa 14 n säätö- ja valvntajärjestelmän järjestelmäkaavi. Kuvissa 15 ja 16 n esitetty alakeskusten layut-piirustukset. Kuva 14 Säätö- ja valvntajärjestelmän kaavi