Aalto-yliopisto. Rengasjohtokytkentään ja massavirtasäättöön kytketyn talon lämmönvaihtimen mittaus laboratoriossa

Samankaltaiset tiedostot
Näytesivut. Kaukolämmityksen automaatio. 5.1 Kaukolämmityskiinteistön lämmönjako

Rakennusten kaukolämmitys, määräykset ja ohjeet, julkaisu K1/2013 keskeiset uudistukset (päivitetty )

Tulevaisuuden kaukolämpöasuinalueen energiaratkaisut (TUKALEN) Loppuseminaari

Rakennusten kaukolämmitys, määräykset ja ohjeet, julkaisu K1/2013 keskeiset uudistukset

Lämmönvaihdinpaketti TMix E

Älykäs kaukolämpö. Risto Lahdelma. Yhdyskuntien energiatekniikan professori. Energiatekniikan laitos. Insinööritieteiden korkeakoulu Aalto-yliopisto

Jopa 35% pienempi painehäviö ja 10% parempi lämmönsiirtokyky. Danfoss mikrolevylämmönsiirtimet patentoidulla Micro Plate -teknologialla

5kW, 6kW, 8kW, 10kW, 14kW, 16kW model. Ilma-vesilämpöpumppu WATERSTAGE

Jopa 35% pienempi painehäviö ja 10% parempi lämmönsiirtokyky. Danfoss mikrolevylämmönsiirtimet patentoidulla Micro Plate -teknologialla

ALFÉA EXCELLIA DUO. : kw ( ) 190 L

Kaukolämpö on lähilämpöä

Termostaattinen vesiventtiili AVTB

LK Lämmönvaihdinpaketti 10 - n

Lämpöpumpputekniikkaa Tallinna

PITKÄNPATTERIN KYTKENTÄ

5 Energiatehokkuus ja suorituskyky

ECL Comfort V a.c. ja 24 V a.c.

VIESMANN VITOCAL 200-S Ilma/vesi-lämpöpumppu, Split-malli 3,0-10,6 kw

Alfa Laval. Alfa Laval Group Energiansäästöä Modernilla Lämmönjakokeskuksella /Jarmo Rissanen

Aurinkolaboratorio. ammattikorkeakoulu ENERGIA ++

LIVING. Lämmön talteenottoon poistoilmanvaihdolla varustettuihin kerrostaloihin. Erinomainen tuotto sijoitukselle.

Tulevaisuuden kaukolämpöasuinalueen energiaratkaisut (TUKALEN) Loppuseminaari

Pinnoitteen vaikutus jäähdytystehoon

Metropolia AMK BOSCH REXROTH HYDRAULIPENKIN KONSEPTISUUNNITTELU

TULOILMA Ilmavirta l/s Ulkopuoliset paineet 150 Pa

Uponor Push 23B-W. Lattialämmityksen pumppuryhmä

TEKNISET TIEDOT. LÄMPÖÄSSÄ by ROTEX HPSU Compact ILMA/VESILÄMPÖPUMPPU

Kiinteistökokoluokan energiatehokkaat ja luotettavat KAUKO-ilma-vesilämpöpumput

Varaavan tulisijan liittäminen rakennuksen energiajärjestelmään

Liite F: laskuesimerkkejä

VITOCAL Liuos-/vesilämpöpumput yksi- tai kaksitehoinen, kw. Suunnitteluohjeet VITOCAL 350-G PRO

Kiinteistökokoluokan energiatehokkaat ja luotettavat KAUKO-ilma-vesilämpöpumput

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE. Tekninen kuvaus DHP-M.

Energiatehokkaaseen rakentamiseen. Uponor Combi Port ja Aqua Port

Ilma-vesilämpöpumpun Fujitsu WSYA080DA + AOYA24LALL toimintakoe matalissa ulkoilman lämpötiloissa ja sulatusjaksot sisältävä lämpökerroin

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE. Tekninen kuvaus DHP-M.

SUNDIAL FLOW+ - OHJAUSYKSIKKÖ

Uponor Fluvia T Push-12 PUMPPURYHMÄ LATTIALÄMMITYKSEEN

Kaksi yleismittaria, tehomittari, mittausalusta 5, muistiinpanot ja oppikirjat. P = U x I

Ilmalämpöpumpun Toshiba RAS-10SKVP-ND + RAS-10SAVP-ND toimintakoe matalissa ulkoilman lämpötiloissa ja sulatusjaksot sisältävä lämpökerroin

Kylmävesiasema HALLA

Ilmalämpöpumpun Panasonic CS-E9JKEW-3 + CU-E9JKE-3 toimintakoe matalissa ulkoilman lämpötiloissa ja sulatusjaksot sisältävä lämpökerroin

TESTAUSSELOSTE Nro. VTT-S

Talon valmistumisvuosi 1999 Asuinpinta-ala 441m2. Asuntoja 6

17. Pyörivät virtauskoneet. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

Ilmalämpöpumpun Sharp AY-XP9FR + AE-X9FR toimintakoe matalissa ulkoilman lämpötiloissa ja sulatusjaksot sisältävä lämpökerroin

VIESMANN. VITOCAL 300-G/350-G Liuos/vesi-lämpöpumppu 5,9-34,0 kw Vesi/vesi-lämpöpumppu 7,9-46,0 kw Yksi- tai kaksitehoinen. Tietolehti VITOCAL 350-G

VKL TEKNINEN OHJE KYTKENNÄT. Nestekiertoisen jälkilämmityspatterin kytkennät VALLOX-ilmanvaihtokoneisiin:

Asuinkerrostalojen energiaremontointi ja kustannusoptimaaliset päästövähennykset Janne Hirvonen Juha Jokisalo, Juhani Heljo, Risto Kosonen

GT GT 1200 GTU GTU 1200

ALFÉA EXCELLIA DUO. : kw ( ) 190 L

NIBE ILMAVESILÄMPÖPUMPPUOPAS OSA 1: SISÄYKSIKÖT VVM 310 VVM 320 VVM 500

Muuntajan toiminnasta löytyy tietoja tämän työohjeen teoriaselostuksen lisäksi esimerkiksi viitteistä [1] - [4].

Jodat Ympäristöenergia Oy

VIESMANN. VITOCAL Jäätymätön liuos/vesi-lämpöpumput Yhdistelmälaitteet 5,9-10,0 kw. Tietolehti. VITOCAL 242-G Tyyppi BWT-M 241.A06

Siemens Building Technologies Landis & Staefa Division

Kokemuksia matkan varrelta

Lahti Energian ohje hybridikytkennästä kaukolämpölaitteiston rinnalle

Energy recovery ventilation for modern passive houses. Timo Luukkainen

Page 1. Thermia Värmepumpar AB Box 950, SE , Arvika Ver. 3

Kirjoittaja: tutkija Jyrki Kouki, TTS tutkimus

Energiatehokas korjausrakentaminen

TESTAUSSELOSTE Nro. VTT-S

Rakennusten kaukolämmitys, määräykset ja ohjeet (julkaisu K1/2013)

Painebalansoidut säätöventtiilit VM 2, VB 2

ALFÉA EXCELLIA. : kw COP 4.3

KAUKOLÄMMITYSJÄRJESTELMIEN KEVENTÄMISMAHDOLLISUUDET MATALAN ENERGIAN KULUTUKSEN ALUEILLA TUTKIMUS

Kiinteistötekniikkaratkaisut

VIESMANN VITOCAL 242-S Kompaktilämpöpumppu, Split-malli 3,0-10,6 kw

Omavoimaiset säätimet on suunniteltu integroitaviksi suoraan lämmönsiirtimeen. Niiden avulla lämmönsiirrin säätää käyttöveden lämmitystä.

Muuntajat ja sähköturvallisuus

Yhtiön nimi: Luotu: Puhelin: Päiväys:

Yhtiön nimi: Luotu: Puhelin: Päiväys:

Biobisnestä Pirkanmaalle Aurinkoenergia. Mikko Tilvis Suomen metsäkeskus

14. Putkivirtausten ratkaiseminen. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

PIKAOHJE SCC-KIERTOPUMPUN PAINE-EROSÄÄTÖ LÄMMÖNJAKOKESKUKSESSA. PERUSPARANNUSKOHDE, JOHON EI SISÄLLY TASAPAINOTUSTA

Uponor Push 23A Pumppu- ja sekoitusryhmä

Asennuskoulutus Lämpöpäivät

Greenline HE E C 35 C A ++ A + A B C D E F G. db kw kw /2013

Kaukolämmön lämmönjakokeskusten luokittelu Esiselvitys

Tekniset tiedot SI 130TUR+

POISTOILMALÄMPÖPUMPPUJEN ASENTAJAN OPAS

Exercise 1. (session: )

UNIS RF, 100-3RF, 150-2RF, 200-2RF pientalojen lämmönjakokeskukset.

Taksan määräytymisen perusteet

Mitä on huomioitava kaasupäästöjen virtausmittauksissa

Lämpöolojen pysyvyys matalaenergia- ja verrokkipientaloissa

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

VPL55 Mitat. MITAT VPL 55 Katso eri rakennevaihtoehdot jäljempänä. Tulo. Ulko HUOLTO. Jäte. Poisto PÄÄTY B PÄÄTY A

Aurinkokeräinten asennusohjeet

PRO Greenair Heat Pump -laitesarja. Ilmanvaihtolaitteet sisäänrakennetulla ilmalämpöpumpulla

Ilmastoinnin jäähdytys Compact- ja Super Slim-Kasettimallit Katto-/Lattiamallit

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

ALFÉA HYBRID DUO OIL

Page 1. Thermia Värmepumpar AB Box 950, SE , Arvika Ver. 3

PIKAOHJE UUDIS- TAI PERUSPARANNUSKOHDE, JOHON SISÄLTYY TASAPAINOTUS

Miten valitsen kohteeseeni sopivan lämpöpumpun Seminaari Sami Seuna, Motiva Oy. 25/10/2017 Näkökulmia lämpöpumpun elinkaarilaskentaan 1

TASA- JA VAIHTOVIRTAPIIRIEN LABORAATIOTYÖ 5 SUODATINPIIRIT

VIESMANN. VITOCAL Liuos/vesi- ja vesi/vesi-lämpöpumput yksi- tai kaksitehoinen, kw. Suunnitteluohjeet VITOCAL 300-W PRO VITOCAL 300-G PRO

ERISTELEVYN ASKELÄÄNITASOKOEMITTAUKSET

Transkriptio:

Rengasjohtokytkentään ja massavirtasäättöön kytketyn talon lämmönvaihtimen mittaus laboratoriossa Jon Iturralde, Pyry Jantunen, Maunu Kuosa, Tapio Mäkilä, Markku Lampinen, Risto Lahdelma Aalto-yliopisto RICES (Realignment of Industrial and Community Energy Systems to meet climate policy targets) 17.12.2013

Johdanto Tausta Massavirtasäädön ja rengasjohtokytkennän perusteet tutkittu Verkon energiatehokkuutta tarkasteltu case-tapaksen avulla HKI:n aluelämmitysverkossa Mallinnettu kuluttajan levylämmönvaihtimen toimintaa ja hyötysuhdetta, kun se kytkettiin rengasjohtokytkentään ja massavirtasäätöön Sisältö Rengasjohtokytkennän esimerkki ja massavirtasäädön periaate Kuluttajan lämmönvaihtimen demonstrointi laboratoriossa Keskitytään energiatehokkaisiin matalalämpötila verkkoihin (50-80 C), ei perinteisiin korkealämpötila verkkoihin (70-120 C)

Esimerkki kl-verkoista, jotka on toteutettu perinteisellä ja rengasjohtoteknologialla HS = Lämpökeskus DH = Omakotitalo AB = Kerrostalo --- = menolinja = paluulinja Perinteinen topologia Rengasjohtokytkentä

Massavirtasäädön periaate (ohjaus ehdotus) Invertteriohjatut pumput korvaavat kuluttajapisteissä kuristusventtiilit Pumput on sijoitettu sekä ensiö- että sekundääripuolille Ensiöpuolen pumppua ohjataan sekundääripuolen lämmitysveden menolämpötilan mukaan Sekundääripuolen pumppua ohjataan perustuen radiaattorien paluulämpötilaan DH HW TI Heating heat exchanger FC FC TI Radiators DHW heat exchanger CW TI DH FC Inverter controlled pump

Massavirtasäädön periaate (esimerkki meno- ja paluulämpötiloista)

Mittaus laboratoriossa Lämmönsiirtimien mittausasema / kerrostalon lämmönjakokeskus kytkentä (Sovelletun termodynamiikan laboratoriossa) Lämpölaitoksen korvasi höyrynkehitin ja lämminvesivaraaja, josta otettiin kuuma vesi tajuusohjatulla pumpulla ensiöpuolelle (T in ) Lämmönjakokeskuksen yksinkertaisetettu kytkentä: Siirrin 1: lämmityslämmönvaihdin, Siirrin 2: radiaattorit Lämpötiloja T in, T out, t in, t out, d in, ja d out mitattiin TE TE TE T in t out d out Siirrin 1 Siirrin 2 TE T out TE TE t in Lämmönvaihdin d in Jäähdytyspiiri

Koelaitteiston pääkomponentit Komponentti Tyyppi/tietoja Höyrynkehitin Clayton Steam Generator, maakaasupoltin Varaaja Lämmityssiirrin 1 Funke Plate & Frame Heat Exchanger, FP 22-23-1-NH, 52 kw Pumppu Lowara Pump 8V414F30, 3 kw, 2.4-8 m3/h, ensiöpuoli Pumppu Kolmeks, Type P-20/4, 0.08 kw, toisiopuoli Invertterit Vacon IP21/NEMA1, 2 kpl Lämpötilan mittaus Termoelementit k-tyyppiä, 3 kpl; Termistorit TAC EGWS 120, 3 kpl Massavirtamittari Micronics Portaflow300 Ultrasonic Flowmeter Dataloggeri HP BenchLink Datalogger 1.1

Koelaitteisto Toisiopiiri siirrin 2 toisiopiirin pumppu siirrin 1 pumpuissa invertteriohjaus käsin säätäen

Massavirran mittaus ultraäänimittarilla Virtausnopeudet mitattiin ultraäänimittarilla (virtaamien säätäminen) Toisiopuolen mittausputki Portaflow 300-ultraäänimittarin mitta-anturi

Tulokset 1/5 Mitatut kl-veden lämpötilat, virtausnopeus putkissa ja invertterien taajuudet (pumpun pyörimisnopeus) eri ulkolämpötiloissa. Ulkolämpötila Lämpötilat ( C) Virtausnopeus (m/s) Taajuus (Hz) ( C ) T in T out t in t out d in d out Ensiö Toisio Jäähdytys Ensiö Toisio - 29 75.8 35.7 30.5 68.7 21.8 35.0 0.68 1.60 0.71 15.9 58.6-10 69.9 30.9 24.0 64.2 19.8 33.1 0.44 0.90 0.44 8.8 30.7-5 65.8 28.7 22.2 59.9 18.0 33.0 0.38 0.88 0.29 8.0 29.0 0 61.9 27.7 22.0 55.5 19.0 30.9 0.31 1.02 0.36 8.0 31.3 5 56.3 27.0 21.7 52.4 17.7 31.9 0.29 0.70 0.21 7.0 25.5

Tulokset 2/5 60 Laskettu Mitattu 50 Lämmitysteho, kw 40 30 20 10 0-30 -25-20 -15-10 -5 0 5 10 Ulkolämpötila, o C Rakennuksen lämmitysteho eri ulkolämpötiloissa Mitattu teho ensiö- ja toisiopuolien keskiarvona

Tulokset 3/5 Tavoite, meno Tavoite, paluu Mitattu, meno Mitattu, paluu 80 70 60 50 T, o C 40 30 20 10 0-30 -25-20 -15-10 -5 0 5 10 Ulkolämpötila, o C Ensiöpuolen meno- ja paluulämpötilat Mitatut lämpötilat verrattuna tavoitearvoihin

Tulokset 4/5 Tavoite, meno Tavoite, paluu Mitattu, meno Mitattu, paluu 80 70 60 50 T, o C 40 30 20 10 0-30 -25-20 -15-10 -5 0 5 10 Ulkolämpötila, o C Toisiopuolen meno- ja paluulämpötilat Mitatut lämpötilat verrattuna tavoitearvoihin

Tulokset 5/5 ensiö_l toisio_l ensiö_m toisio_m 0.45 0.4 0.35 Massavirta, kg/s 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0-30 -25-20 -15-10 -5 0 5 10 Ulkolämpötila, o C Ensiö- ja toisiopuolien massavirrat Mitatut (M) massavirrat verrattuna laskettuihin (L)

Johtopäätökset 1/3 Ulkolämpötilan noustessa Virtausnopeudet (massavirrat) ja pumppujen pyörimisnopeudet laskevat Ensiö- ja toisiopuolen lämpötiloja (jäähtymiä) verrattiin tavoitearvoihin Kaikissa pisteissä päästiin tavoitearvoihin muutaman asteen tarkuudella Höyrynkehittimen automatiikka piti ensiöpuolen menolämpötilat hyvin kohdillaan mutta paluulämpötilat jäivät keskimäärin kaksi astetta tavoitetta korkeammiksi Toisiopuolella paluulämpötilat olivat vain asteen päässä tavoitearvoistaan mutta lämpimämmällä säällä, pienemmillä kuormilla, menolämpötilat jäivät tavoitetta matalammiksi

Johtopäätökset 2/3 Molemmilla puolille, jokaisessa pisteessä, saatiin hyvät jäähtymät Toisiopuolen paluulämpötilojen tarkkuutta selittää se, että jäähdytystä voitiin helposti säätää välittämättä vaikutuksista jäähdytyspiiriin Toisiopiirin meno- ja ensiöpiirin paluulämpötilat sen sijaan vaikuttivat toisiinsa, joten niiden tavoitearvojen saavuttaminen oli vaikeampaa Jäähtymien ollessa yhtäsuuret, olivat virtausmittausten mukaan ensiö- ja toisiopiireissä erilaiset massavirrat Todennäköisesti mitattujen lämpötilojen virhe oli paljon pienempi kuin virtausnopeuden, joten massavirrat olivat todellisuudessa yhtäsuuria

Johtopäätökset 3/3 Siirtynyt lämmitysteho Jokaisen piirin teho laskettiin kaavalla = q m c p T Näin saatiin vaihtelevia tuloksia, sillä laskettu teho riippui mitatusta virtausnopeudesta Ensiö- ja toisiopiirien tehojen keskiarvot olivat lähellä tavoitetehoja Talon lämmitysvaihtimen demonstrointi osoittaa, että Massavirtasäädön vaatimat jäähtymät ovat mahdollisia toteuttaa, kun virtausta ohjataan taajuusohjattavalla pumpulla ulkolämpötilan muuttuessa Mitattu 52 kw levylämmönsiirrin toimii laskentamallin mukaisesti sekä mitoituspisteessä että osakuormilla