ida early stage building optimization (esbo) käyttöopas · 2013. 12. 23. · esbo –sovellus ei...

IDA Early Stage Building Optimization (ESBO)

Käyttöopas

Versio 1.09, Joulukuu 201


Käyttöopas

, Joulukuu 2013


2

Sisältö

Mikä on IDA ESBO? ................................................................................. 3

IDA ESBOn käyttö .................................................................................... 3

IDA ESBO – käyttöliittymä ....................................................................... 6

Huoneet-välilehti ................................................................................. 6

Rakennus-välilehti...............................................................................30

Käynnistä simulointi-välilehti ..............................................................59

Oletusjärjestelmien tekninen kuvaus .....................................................61

Oletusjärjestelmien teknisen kuvauksen tarkoitus ..............................61

Oletusvaraajamallit .............................................................................62

Esimerkki generoidusta järjestelmästä ...............................................62

3

Mikä on IDA ESBO?

IDA ESBO on optimaalisen rakennussuunnittelun simulointiohjelma. Sen avulla voit kokeilla erilaisia

rakennussuunnitteluratkaisuja ja arvioida niiden vaikutuksia elinkaarikustannukseen,

energiankulutukseen ja viihtyisyyteen. IDA ESBOsta on kaksi versiota: ilmaisella standardiversiolla

voidaan säädellä kaikkia muita muuttujia paitsi rakennuksen geometriaa. Valittavissa on useita

valmiita mallirakennuksia. Maksullisella ESBO-täysversiolla onnistuu myös rakennuksen geometrian

muokkaaminen.

ESBO –sovellus ei huomioi huoneiden välisten ilmavirtojen tai lämmönsiirron vaikutuksia. Niissä

projekteissa, joissa näiden vaikutukset ovat oleellisia rakennuksen toimivuuden kannalta, tulee

käyttää IDA ICE –sovelluksen täysversiota.

Seuraavassa tarkastellaan käyttöä yleisesti. Tämän jälkeen käydään läpi tärkeimmät syöttöikkunat

selityksineen suurin piirtein käytön mukaisessa järjestyksessä.

IDA ESBOn käyttö

Standardiversiossa tyypilliset huoneet ja geometria ovat valmiiksi valittuna. On suositeltavaa

kuitenkin jatkaa lukemista ja selvittää itselleen ohjelman toimintaperiaate.

Ensimmäinen tehtävä on määritellä rakennuksen tyypilliset huoneet. Tämä tehdään Huoneet –

välilehdellä. Tyypillisillä huoneilla oletetaan olevan erilaisia sisäilmasto tai taloteknisiäjärjestelmiä.

Jos kyseessä on esimerkiksi rakennus, jossa on 100 samanlaista etelään suunnattua

toimistohuonetta, riittää, että mallinnetaan vain yksi tällainen huone. Jos mallinnettavana on pieni

rakennus, voidaan määritellä rakennuksen kaikki huoneet erikseen. Suurissa kohteissa ei kuitenkaan

ole järkevää mallintaa kaikkia huoneita, vaan on aina parempi mallintaa vain tyyppihuoneita, kuten

esimerkiksi yhden hengen toimistohuone eteläsivulla, yhden hengen toimistohuone pohjoissivulla,

avokonttori, kokoushuone, käytävätila jne.

Tyypillisten huoneiden geometrian määrittelyn jälkeen syötetään Huoneet-välilehden alaosan

taulukkoon jokaisen huonetyypin todelliset kokonaislattia-alat, kunnes rakennuksen kokonaislattia-

ala on saavutettu. Ohjelma laskee automaattisesti rakennuksen muut tärkeät kokonaisalat. Ikkuna-

aloja muuttamalla tai lisäämällä ulkoseinien pinta-alaa, päädytään malliin, joka vastaa todellista

rakennusta tärkeimpien arvojen osalta: ikkunoiden kokonaisala, ulkoseinien, katon ja maapinnan

kokonaisala. Nämä tärkeimmät pinta-alat eivät saisi poiketa rakennuksen todellisista pinta-aloista

muutamaa prosenttia enempää.

4

Tämän osuuden jälkeen standardi- ja täysversio ovat identtisiä.

Rakennuksen tyypillisten huoneiden määrittelyn jälkeen syötetään jokaisen tyypillisen huoneen

sisäiset lämpökuormat valitsemalla (mahdollisesti myös muokkaamalla) käyttöprofiili yleisimpien

profiilien joukosta. Samalla tavalla valitaan jokaiselle huonetyypille sisäympäristön asetusarvot.

Seuraavaksi siirrytään Rakennus-välilehdelle, jossa ensimmäinen tehtävä on valita rakennuksen

sijainti alasvetovalikosta. Tämän jälkeen avataan Oletusarvojen lomake, jossa määritellään tyypilliset

rakenteet sekä ikkunat. Huomattakoon, että oletusasetukset ovat voimassa kaikkialla rakennuksessa,

paitsi huoneissa, joiden asetukset on määritelty erikseen. Mallirakennusten tapauksessa muita

erityisiä rakenteita tai ikkunoita ei ole valittu, joten oletusarvoiset valinnat ovat voimassa.

Nyt kaksoisnäpäytetään rakennuksen Ilmanvaihtoa. Oletusarvoisesti on valittuna poistoilman

lämmöntalteenotolla sekä lämmitys- ja jäähdytystoiminnolla varustettu iv-kone. Mikäli lisäsäätöjä ei

tarvita, asetetaan lämmönsiirtimen hyötysuhde, tulo- ja poistopuhaltimien (tai SFP-luku)

paineenkorotus sekä tuloilman lämpötilan asetusarvo. Jos halutaan toisentyyppistä järjestelmää, se

yksinkertaisesti raahataan paletista. Huomaa, että huoneiden ilmavirrat on jo valittu Huoneet-

välilehdellä. Keskitetty oletusjärjestelmä pystyy jakamaan kuinka paljon lämmintä ilmaa tahansa. Jos

tyypillisten huoneiden ilmanvaihdoksi on valittuna vain poistoilmanvaihto (tai painotettu tulo- ja

poisto), tarvittava korvausilma saadaan vaipan läpi.

Rakennus-välilehdellä määritellään myös lämpimän käyttöveden kulutus ja vuotoilmavirta. Näiden

jälkeen voidaan suorittaa ensimmäinen simulointi.

Rakennuksen huoneet on lähtökohtaisesti varustettu ideaalisilla lämmitys- ja jäähdytysyksiköillä eli

ns. yleisellä lämmitys- tai jäähdytyslaiteilla. Nämä lämmittävät ja jäähdyttävät huoneita pitäen

lämpötilat vaatimusten mukaisina, mutta niitä ei ole kytketty vesipohjaisiin järjestelmiin, jotka on

määritelty rakennusvälilehdellä. Nämä tuottavat tehonsa suoraan jostain energiasta, esimerkiksi

sähköstä, polttoaine taikka kaukolämmitys- ja jäähdytys). Rakennusvälilehdellä olevat järjestelmät

tuottavat kuitenkin aina lämpö- taikka jäähdytystä vesikiertoisten järjestelmien välityksellä

ilmanvaihtokoneen pattereille. Siksi oletuksena rakennusvälilehdellä on vakio hyötysuhteilla toimivat

lämmön ja jäähdytyksen tuottolaitteen.

Mikäli koneellista jäähdytystä ei tarvita, poistetaan Rakennus-välilehdeltä keskitetty

jäähdytysjärjestelmä ja jokaisen tyyppihuoneen jäähdytysjärjestelmät. Kylmävaraajasäiliö on

pakollinen, mutta sitä ei käytetä, ellei huoneen iv-kone ole varustettu vesikiertoisella

jäähdytysjärjestelmällä. Lähes joka tapauksessa on parasta ensin tehdä ideaalisilla järjestelmillä

karkeita laskelmia, jotta voidaan arvioida muiden laitteiden tehovaatimuksia.

5

Seuraavaksi siirrytään Simulointi-välilehdelle. Ensin simuloidaan mitoittava talvipäivä

(Lämmitystarpeen laskenta). Ohjelma laskee lämmitystarpeen jokaisessa huoneessa, mistä on hyötyä

myöhemmin valittaessa ei-ideaalisia huoneyksiköitä ja keskitettyjä järjestelmiä.

Vastaavasti, jos halutaan mitoittaa jäähdytysjärjestelmä tai tarkistaa kesän ylilämpeneminen,

suoritetaan kesäpäiväsimulaatio (Jäähdytystarpeen laskenta).

Projektin alkuvaiheessa, jolloin ei vielä ole päätetty tuloilmajärjestelmää, voidaan suorittaa

kokovuoden energiasimulointi. Näin voidaan ensin optimoida rakennuksen vaippa ja sen jälkeen

paneutua järjestelmän yksityiskohtaisemmin.

Ennen kokeilua erilaisten järjestelmän komponenttien parissa, on mentävä takaisin Rakennus-

välilehdelle. Täällä asetetaan lämpimän ja/tai kylmän veden mitoituslämpötilat. Seuraavaksi

Huoneet-välilehdellä korvataan ideaaliset huoneyksiköt esim. radiaattoreilla, puhallinkonvektoreilla

tai lattialämmityksellä. Jotta radiaattori tai vastaava laite voidaan valita, täytyy tietää sekä huoneen

lämmitystarve että järjestelmän mitoituslämpötilat. Huomaa, että useimpien komponenttien (esim.

radiaattori) mitoitusteho ilmoitetaan ”mitoitustilanteen” mukaan. Mikäli todelliset lämpötilaolot

poikkeavat mitoitusoloista, luovutettu maksimiteho ei vastaa annettua arvoa. Yleensä mitoitusolot

ovat oletusarvoisesti standardisoituja ja ne vastaavat laitteiden teknisiä suoritusarvoja. Jos

maksimitehon halutaan vastaavan jotain tiettyä arvoa, voidaan mitoitusolot asettaa vastaamaan

simuloinnissa käytettyjä veden ja ilman lämpötiloja.

6

IDA ESBO – käyttöliittymä

Huoneet-välilehti

Kuva 1

Työn ollessa auki Huoneet-välilehti on aktiivinen. Välilehdellä on määriteltynä tyypilliset huoneet.

Nämä voivat olla muodoiltaan suorakulmaisia, särmiömäisiä tai erilaisia mittasuhteiltaan. Standardi-

versiossa kaikilla huoneilla on lukittu särmiömäinen geometria.

Ruudun vasemmassa reunassa oleva valikko sisältää objekteja, joita voidaan käyttää korvaamaan

huoneen oletusarvoisia objekteja. Toisia objekteja, kuten ikkunoita ja ovia, voidaan asettaa

raahaamalla ne suoraan 3D-näkymään. LVI-järjestelmän objektit ja asetukset voidaan raahata

suoraan vastaavaan kohtaan lomaketta. Useimmat oletusarvoisista objekteista voidaan joko poistaa

– esimerkiksi voidaan poistaa yleinen jäähdytyslaite, jotta voidaan tutkia huonetta ilman jäähdytystä

– tai korvata ne toisilla eri ominaisuuksien objekteilla. Tässä ohjeessa määritellyt yleiset objektit ovat

aina saatavilla. Lisäksi saattaa olla objekteja, jotka esittävät tiettyjen valmistajien tuotteita. Myös voi

esiintyä yhdistelmäobjekteja, jotka palvelevat useampaa kuin yhtä toimintoa – esimerkiksi 4-

putkinen puhallinkonvektori, jota voidaan käyttää sekä huoneen lämmitykseen että jäähdytykseen.

7

Huonetaulukko

Uusi huone. Lisää uusi suorakulmainen 4 x 2,5 x 2,6 m huone, jonka sisäseinäpinnat ovat

oletusrakennetta. Huoneen geometriaa voidaan tarkastella 3D-näkymässä ja huoneen ominaisuudet

esitetään yläpuolisissa kentissä. Ei mukana standardiversiossa.

Nimeä. Nimeä valittuna oleva huone uudelleen.

Kopioi. Lisää valittuna olevan huoneen kopio. Ei mukana standardiversiossa.

Poista. Poista valittuna oleva huone. Ei mukana standardiversiossa.

Huoneiden yhteenvetotaulukko. Taulukossa esitetään rakennuksen jokainen huone ja niiden

tärkeimmät ominaisuudet. Lattia-alaa ja huonekerrointa voidaan muuttaa. Kun yhtä näistä arvoista

muutetaan, muut arvot päivittyvät automaattisesti. Huoneen kokonaisarvot esitetään taulukon

alareunassa, jonne rakennuksen tärkeimmät, todelliset kokonaisarvot voidaan syöttää helpottamaan

vertailua. Huoneen ollessa taulukossa valittuna, huoneen ominaisuudet ja itse huone näkyvät

ruudussa.

Suurenna taulukko Huonetaulukko avautuu erilliseen suurennettavaa ikkunaan, jonka avulla on

helppo tarkastella useitakin huoneita.

3D-näkymä

3D-näkymän ohje –painike näyttää seuraavan ohjeen:

”Hiiren vasen näppäin: Valitse objekti napsauttamalla. Valittu objekti muuttuu punaiseksi.

Hiiren vasen näppäin: paina alas ja pyöritä rakennusta liikuttamalla hiirtä.

Hiiren keskimmäinen näppäin (tai tavallisessa hiiressä molemmat näppäimet): paina alas ja liikuta

rakennusta liikuttamalla hiirtä.

Hiiren oikea näppäin: paina alas ja zoomaa liikuttamalla hiirtä. zoomataksesi lähemmäs, liikuta

hiirtä ylös ja zoomataksesi kauemmas, liikuta hiirtä alas.

Näppäimet x+, x-, y+, y-, z+, z- muodostavat leikkauksen huoneesta. Kun leikkaus on aktivoitu,

paina Ctrl, klikkaa punaisen kehyksen sisäpuolelle ja liikuta hiirtä liikuttaaksesi leikkausta.

Ikkuna, ovi tai pinnan osa voidaan raahata uuteen paikkaan. Kun ikkuna, ovi tai pinnan osa –

objekti on valittuna, paina Ctrl-näppäin alas klikkaa objektia ja liikuta hiirtä liikuttaaksesi objektia.

Palauta oletusnäkymä Zoomaa ja liikuttaa rakennusta, kunnes rakennus palautuu kokonaan

näkyviin.

8

x+ Leikkaa rakennuksen 3D-näkymää poistaen kaiken muodon x-akselin positiiviselta puolelta.

x- Leikkaa rakennuksen 3D-näkymää poistaen kaiken muodon x-akselin negatiiviselta puolelta.

y+ Leikkaa rakennuksen 3D-näkymää poistaen kaiken muodon y-akselin positiiviselta puolelta.

y- Leikkaa rakennuksen 3D-näkymää poistaen kaiken muodon y-akselin negatiiviselta puolelta.

z+ Leikkaa rakennuksen 3D-näkymää poistaen kaiken muodon z-akselin positiiviselta puolelta.

z- Leikkaa rakennuksen 3D-näkymää poistaen kaiken muodon z-akselin negatiiviselta puolelta.

Hiiren toiminnot

Hiiren vasen näppäin: Valitse objekti napsauttamalla. Valittu objekti muuttuu punaiseksi.

Hiiren vasen näppäin: paina alas ja pyöritä rakennusta liikuttamalla hiirtä. Positiivinen z-akseli

osoittaa aina ylös.

Hiiren vasen näppäin: Leikatessa pidä Ctrl-painike pohjassa, klikkaa punaisen kehyksen sisälle ja

pidä hiiren vasen näppäin pohjassa samalla kun liikutat hiirtä. Leikkaa taso.

Hiiren keskimmäinen näppäin (tai tavallisessa hiiressä molemmat näppäimet): paina alas ja liikuttaa

rakennusta liikuttamalla hiirtä. Liikuta rakennusta ylös, alas, oikealle tai vasemmalle.

Hiiren oikea näppäin: klikkaa ja valikko avautuu.

Hiiren oikea näppäin: paina alas ja zoomaa liikuttamalla hiirtä. Zoomataksesi lähemmäs, liikuta


Hiiren oikean näppäimen valikko: Aseta fokusointipiste. Aseta piste, jonka ympäri rakennusta

voidaan kiertää ja zoomata.

Hiiren oikean näppäimen valikko: Zoomauksen suuruus. Zoomaa ja panoroi rakennusta, jotta se on

kokonaan näkyvissä.

Geometria

Pituus. Huoneen pituus, sisämitta [m]. Suorakulmaisten huoneiden mitat on muokattavissa.

Leveys. Huoneen leveys, sisämitta [m]. Suorakulmaisten huoneiden mitat on muokattavissa.

Korkeus. Huoneen korkeus, sisämitta [m]. Suorakulmaisten sekä särmiömäisten huoneiden mitat on

muokattavissa.

Muokkaa. Käynnistä 2D-editori särmiömäisen huoneen muokkaamiseen. Huoneiden, joilla on lukittu

geometria, muotoa ei voi muokata.

9

Tuo. Tuo mielivaltaisia polygoneista rakentuvia geometrioita. Tuotu geometria lukittuu eikä sitä

voida muokata. Standardiversiossa ei ole Tuo-painiketta.

Suuntaus. Huoneen suuntaus suhteessa pohjoiseen [°]. Ei mukana standardiversiossa. Rakennus-

välilehdellä voidaan kiertää kaikkia huoneita yhdessä.

Suuntaus. Aseta huoneen suuntaus valitsemalla vastaava painike. Ei mukana standardiversiossa.

Huonejärjestelmät ja asetukset

Sisäiset kuormat. Raahaa Sisäiset kuormat-objekti valikosta Huoneet-välilehteen. Avaa

kaksoisnäpäyttämällä Sisäiset kuormat-objektia, Kuva 5.

Sisäympäristöasetusarvot. Raahaa valikosta Sisäympäristöasetusarvot-objekti Huoneet-välilehdelle.

Avaa kaksoisnäpäyttämällä Sisäympäristöasetusarvot-objektia, Kuva 6.

Lämmitys. Raahaa valikosta Lämmitys-objekti Huoneet-välilehdelle. Avaa kaksoisnäpäyttämällä

Lämmitys-objektia, Kuva 8. Poista klikkaamalla roskakoria.

Ilmanvaihto. Raahaa valikosta Ilmanvaihto-objekti Huoneet-välilehdelle. Avaa kaksoisnäpäyttämällä

Ilmanvaihto-objektia, Kuva 14. Poista klikkaamalla roskakoria.

Jäähdytys. Raahaa valikosta Jäähdytys-objekti Huoneet-välilehdelle. Avaa kaksoisnäpäyttämällä

Jäähdytys-objektia. Poista klikkaamalla roskakoria. Jäähdytyksen poistaminen merkitsee

huonekohtaisen jäähdytyksen poistamista, mutta huoneeseen voi silti tulla koneellisesti jäähdytettyä

ilmaa. Jos halutaan poistaa kaikki jäähdytys, tulee poistaa Jäähdytys myös Rakennus-välilehdeltä

(mutta ei Kylmävaraajaa).

10

Kuva 2

Ikkuna. Raahaa vasemman reunan valikosta uusi ikkuna huoneen 3D-näkymään, Kuva 2. Valikon saa

näkyviin esim. klikkaamalla työkalurivin -painiketta. Avaa Ikkuna-objekti kaksoisnäpäyttämällä,

Kuva 24 ja Kuva 25. Poista klikkaamalla oikeaa näppäintä ja valitsemalla poista. Kopioi ikkuna hiiren

oikealla näppäimellä ja valitse kopioi. Uusi ikkuna ilmestyy alkuperäisen viereen. Kun uusi ikkuna on

lisätty pintaan, jolla on sisäseinä, pinta saa ulkoseinien oletusrakenteen. Valittuna olevaa ikkunaa

voidaan siirtää pitämällä Ctrl pohjassa ja raahaamalla ikkuna uuteen paikkaan, joka voi olla kokonaan

toisella seinällä.

Ovi. Raahaa vasemman reunan valikosta uusi ovi huoneen 3D-näkymään. Avaa Ovi-objekti

kaksoisnäpäyttämällä, Kuva 26. Poista klikkaamalla oikeaa näppäintä ja valitsemalla poista. Kopioi ovi

hiiren oikealla näppäimellä ja valitse kopioi. Uusi ovi ilmestyy alkuperäisen viereen. Kun uusi ovi on

lisätty pintaan, jolla on sisäseinä, pinta saa ulkoseinien oletusrakenteen. Valittuna olevaa ovea

voidaan siirtää pitämällä Ctrl pohjassa ja raahaamalla ovi uuteen paikkaan, joka voi olla kokonaan

toisella seinällä.

Pintaosa. Erilaisen rakenteen tai rajaehdon sisältävä pinnan osa.

Raahaa vasemman reunan valikosta Pintaosa huoneen 3D-näkymään, Kuva 3. Avaa Pintaosa-objekti

kaksoisnäpäyttämällä, Kuva 27. Poista klikkaamalla oikeaa näppäintä ja valitsemalla poista. Kopioi

hiiren oikealla näppäimellä ja valitse kopioi. Uusi Pintaosa ilmestyy alkuperäisen viereen. Valittuna

11

olevaa objektia voidaan siirtää pitämällä Ctrl pohjassa ja raahaamalla se uuteen paikkaan, joka voi

olla kokonaan toisella seinällä. Nämä toiminnot eivät ole saatavilla Standardi-versiossa.

Kuva 3

Seinärakenne. Raahaa vasemman reunan valikosta uusi Seinärakenne-objekti huoneen 3D-

näkymään. Avaa Seinärakenne valikko kaksoisnäpäyttämällä 3D-näkymän pintaa. Poista

seinärakenne klikkaamalla oikeaa näppäintä ja valitsemalla poista. Kun seinärakenne poistetaan,

pinta saa sisäseinien oletusrakenteen, ellei pinnalla ole ikkunaa tai ovea. Mikäli pinnalla on jo ovi tai

ikkuna, pinta saa ulkoseinien oletusrakenteen. Aseta haluttuun pintaan ulko- tai sisäseinien tai

maaperän oletusrakenne raahaamalla kyseinen oletusrakenne vasemman reunan valikosta.

12

Huoneen muokkaus

Kuva 4

Huoneen muokkaus –valikko suorakulmaisen huoneen muokkaamiseen. Valikko avautuu klikkaamalla

Huoneet-välilehden Muokkaa-painiketta.

Huoneen raja näkyy kuvassa murtoviivana. Murtoviiva koostuu janoista ja kulmapisteistä, jotka on

merkitty pienillä neliöillä. Murtoviivaa voidaan muokata seuraavasti.

• Huoneen kulmia merkitseviä kulmapisteitä voidaan siirtää raahaamalla.

• Huoneen seiniä merkitseviä janoja voidaan siirtää raahaamalla.

• Lisää uusi kulmapiste klikkaamalla viivan päällä tai lähellä viivaa.

• Poista kulmapiste klikkaamalla sitä.

• Tylppiä kulmia voidaan lisätä pitämällä Ctrl pohjassa ja klikkaamalla janaa.

13

Sisäiset kuormat

Kuva 5

Huoneen sisäisten kuormien valikko.

Laite. Huoneen laitteiden kuiva, konvektiivinen lämmitysteho [W/m²]. Yksityiskohtaiset asetukset

löytyvät hyperlinkistä.

Aikataulu. Aikataulu, jonka mukaisesti laite on toiminnassa [valikoima saatavilla olevien resurssien

perusteella]. Yksityiskohtaiset asetukset löytyvät hyperlinkistä.

Henkilöt. Huoneessa oleskelevien lukumäärä [lkm/m²]. Yksityiskohtaiset asetukset löytyvät

hyperlinkistä.

Aikataulu. Aikataulu, jonka mukaisesti henkilöt ovat läsnä [valikoima saatavilla olevien resurssien


Valaistus. Huoneen valaistuksen mitoitettu ottoteho [W/m²]. Yksityiskohtaiset asetukset löytyvät

hyperlinkistä.

Aikataulu. Aikataulu, jonka mukaan valaistus on päällä [valikoima saatavilla olevien resurssien


14

Sisäympäristön asetusarvot

Kuva 6

Valikko, jossa voidaan muokata huoneen sisäympäristön asetusarvoja.

Lämmityksen asetusarvo. Lämmityslaitteen ylläpitämä ilman lämpötila [°C].

Jäähdytyksen asetusarvo. Jäähdytyslaitteen ylläpitämä ilman lämpötila [°C].

Ohjaustapa. Ilmanlaadun määrittelytapa [CO2-raja]

CO2-raja – CO2:n enimmäispitoisuus.

Raja. Ilmanlaadun asetusarvo.

15

Yleinen lämmityslaite

Kuva 7

Yleisellä lämmityslaiteella on oletusarvoisesti rajoittamaton enimmäisteho. Sitä käytetään yleensö

ensimmäisissä laskelmissa mitoitustehon löytämiseksi. Oletusarvoisesti 40 % luovutetusta tehosta on

pitkäaaltoista säteilyä. Osuutta voidaan muuttaa Rakennus-välilehden oletusarvo kohdasta. Se

lämmittää huonetta suoraan käyttäen annettua energialähdettä eli se ei ole riippuvainen Rakennus-

välilehdellä määritellystä keskitetystä järjestelmästä.

. The generic heater is normally used in the initial stages, to find required system capacity. By default,

40% of the heat is emitted as long wave radiation. This ratio can be changed in the Building defaults

form.

Vesikiertoinen patteri tai konvektori

Kuva 8

Laitetyyppi. Patterin tai konvektorin tyyppi [valikoima saatavilla olevien resurssien perusteella].

Yksityiskohtaiset asetukset löytyvät hyperlinkistä.

Koko. Patterin/konvektorin koko [teho, otsapinta]

16

Teho. Tehonluovutus mitoitusolosuhteissa [W/m²].

Kopioi. Kopioi aikaisemman huoneyksikön lämmityslaskenta. Mitoitusteho esitetään (harmaassa)

syöttökentässä ja tätä vastaava pinta-ala esitetään (harmaassa) otsapinnan kentässä.

Otsapinta. Patterin/konvektorin otsapinta-ala [m²].

Patterin mitoitusolosuhteet.

Kuva 9

Huoneen ja veden lämpötilat, joissa patteri luovuttaa annetun tehon. Huomaa, että patterin

todellinen teho riippuu suuresti näistä arvoista.

17

Ilma-ilma, ei kanavoitu, lämpöpumppu

Kuva 10

Ilma-ilma, suoran paisunnan on/off –lämpöpumppumalli huoneilman lämmitykseen. Annetuissa

mitoitusoloissa (klikkaa painiketta nähdäksesi) malli luovuttaa sovitun tehon ja suorituskertoimen.

Mitoitetun tilanteen ulkopuolella suorituskykyyn vaikuttavat tietyt lisätyt parametrit. Nämä ovat

mitattavissa olevia lukuarvoja, mutta markkinoilla ei välttämättä ole vastaavanlaisia pumppuja.

Mikäli parametrit on määritelty vastaamaan oikean laitteen mittaustuloksia, malli arvioi tehon koko

toiminta-alueella muutaman prosentin (yleensä yhden) tarkkuudella.

18

Lattialämmitys

Kuva 11

Lattialämmitysjärjestelmä peittää oletusarvoisesti huoneen koko lattia-alan. Nettomassavirran

mitoitusarvo lämminvesivaraajasta järjestelmään ilmoitetaan mitoitustehon ja lämpötilaeron avulla.

Huomaa, että kaikkea tästä tehosta ei ehkä saada huoneessa käyttöön, jos putkisto esimerkiksi

sijaitsee keskellä eristekerrosta.

Jos lämminvesivaraajan (Rakennus-välilehti, Lämmitysjärjestelmä) vesi on lämpötilaltaan liian korkea

suoraan siirrettäväksi lattialämmitysjärjestelmään, oletusarvoksi tulisi valita

vakiomassavirtavaihtoehto.

Lattialämmitysputkiston sijainti laatassa voi olla kriittinen tekijä lämmönluovutuksen kannalta.

Kokonaislämmönsiirto putkista ympäröivään materiaaliin riippuu H-water-pipe-fin parametristä.

Lomakkeessa on annettu joitakin likiarvoja. Tarkemmissa simuloinneissa tulee käyttää mittaus- tai

laskennallisia tuloksia.

19

Lämmityspalkki

Kuva 12

Vedestä saadaan määrätty teho lämpötilojen vastatessa mitoitusolosuhteita ja ilmavirran vastatessa

mitoitusilmavirtaa. Tiettyä tehonluovutusta tapahtuu, vaikka ilmavirta olisi nolla, koska muutoin

mallista voisi tulla epävakaa. Mikäli mitoitusilmavirta on pienempi kuin kokonaistuloilmavirta

huoneeseen, ylimääräinen ilma saapuu huoneeseen ilman palkkia.

Kuva 13

Yleinen ilmanvaihto

Kuva 14

20

Ikkuna, jossa voidaan määritellä huoneen ilmanvaihto.

Tyyppi. Ilmanvaihtojärjestelmän tyyppi [vakioilmamäärä, muuttuva ilmamäärä].

Tuloilma. Koneellinen tuloilmavirta vakioilmamääräjärjestelmässä [l/sm²].

Poistoilma. Koneellinen poistoilmavirta vakioilmamääräjärjestelmässä [l/sm²].

min. Vähimmäisilmavirta muuttuvan ilmamäärän järjestelmässä [l/sm²].

maks. Enimmäisilmavirta muuttuvan ilmamäärän järjestelmässä [l/sm²].

Ohjaus. Muuttuvan ilmamäärän järjestelmän ohjaus [CO2, lämpötila, lämpötila + CO2].

Yleinen jäähdytyslaite

Kuva 15

Yleisellä jäähdytyslaitteella on oletusarvoisesti rajoittamaton enimmäisteho. Se jäähdyttää huonetta

konvektion avulla ja käyttäen annettua energialähdettä. Tätä käytetään yleensä ensimmäisissä

laskemissa mitoitustehon laskennassa. Se ei siis ole riippuvainen asetetuista keskitetyistä

järjestelmistä. Oletusarvoisesti yleinen jäähdytyslaite pitää huoneen ilman lämpötilaa 15 °C:ssa ja se

voi poistaa ilmankosteutta. Tätä lämpötilaa voidaan muuttaa Rakennus-välilehden kohdassa

oletusarvot.

21

Vesikiertoinen jäähdytyslaite

Kuva 16

Laitetyyppi. Jäähdytyslaitteen tyyppi [valikoima saatavilla olevien resurssien perusteella].


Koko. Muuta jäähdytyslaitteen kokoa [tehoa, otsapinta-alaa].

Teho. Luovutettu teho [W/m²].

Kopioi. Kopioi aikaisemman huoneyksikön jäähdytyslaskenta. Mitoitusteho esitetään (harmaassa)

syöttökentässä ja tätä vastaava pinta-ala esitetään (harmaassa) otsapinnan kentässä.

Otsapinta. Jäähdytyslaitteen otsapinta-ala [m²].

Mitoitusolosuhteet.

Kuva 17

Lämpötilaolosuhteet, jolloin laite poistaa säädetyn määrän lämpöä.

22

Ilma-ilma, ei kanavoitu, lämpöpumppu

Kuva 18

Ilma-ilma, suoran paisunnan on/off –lämpöpumppumalli huoneilman jäähdytykseen. Annetuissa

mitoitusoloissa (klikkaa painiketta nähdäksesi) malli luovuttaa sovitun tehon ja suorituskertoimen

EER (jäähdytyksen COP).





23

Kuva 19

Oletusarvoiset mitoitusolosuhteet standardin EN 14511 mukaisesti.

Lattiajäähdytys

Kuva 20. Ks. lattialämmityksen ohje sivulla 18.

24

Jäähdytyspalkki

Kuva 21

Vedestä saadaan määrätty teho lämpötilojen vastatessa mitoitusolosuhteita ja ilmavirran vastatessa

mitoitusilmavirtaa. Pientä tehonluovutusta tapahtuu, vaikka ilmavirta olisi nolla numeerisista syistä.

Mikäli mitoitusilmavirta on pienempi kuin kokonaistuloilmavirta huoneeseen, ylimääräinen ilma

saapuu huoneeseen ilman palkkia.

Kuva 22

25

Lattialämmitys-/jäähdytys

Kuva 23

Yhdistetty lattialämmitys ja –jäähdytys. Ks. lattialämmityksen ohje sivulla 18.

26

Ikkuna

Kuva 24

Ikkunan määrittely.

Karmin osuus. Ikkunan lasittamaton osuuden suhde koko ikkuna-alaan [%].

Lasirakenne. Lasin rakenteen valinta (sisältää ikkunan g-, T, Tviz sekä U-arvon) [valikoima saatavilla

olevien resurssien perusteella]. Yksityiskohtaiset asetukset löytyvät hyperlinkistä.

Integroitu suojaus. Aurinkosuojaverhojen ja kaihtimien valinta [valikoima saatavilla olevien

resurssien perusteella]. Yksityiskohtaiset asetukset löytyvät hyperlinkistä.

Ulkopuolinen aurinkosuojaus. Lisää ikkunan ulkopuolisen aurinkosuojauksen. Valittuna ikkunan

kuvaan (

Kuva 24) tulee mukaan markiisi (Kuva 25).

Aukon ohjaus. Erilaisia ikkunan aukon ohjausvalintoja. [Aikataulu, PI lämpötilaohjaus + aikataulu]

27

Aikataulu – Aukkoa ohjataan aikataulun mukaan (tai ei ollenkaan)

PI lämpötilaohjaus + aikataulu – Aukko ohjataan ilman lämpötilan (sisä ja ulko) mukaan

täysin kiinni asennosta (0) asentoon, joka on annettu aikataulussa.

Aukon aikataulu. Ikkuna-aukon avautumisen aikataulu. 0 = täysin kiinni, 1 = täysin auki.

x Asema x-suunnassa [m]

y Asema y-suunnassa [m]

Leveys. Ikkunan leveys x-suunnassa (karmin ulkomitat) [m].

Korkeus. Ikkunan korkeus y-suunnassa (karmin ulkomitat) [m].

Ikkunasyvennys. Ikkunan ulkopuolisen lasin ja julkisivun ulkopinnan välinen etäisyys [m].

Markiisin leveys. Markiisin kokonaisleveys [m]. Ks. Kuva 25.

Markiisin korkeus. Markiisin kokonaiskorkeus [m]. Ks. Kuva 25.

Markiisin pituus. Markiisin enimmäispituus julkisivusta [m]. Ks. Kuva 25.

Markiisin asennusetäisyys ikkunan yllä. Markiisin ja ikkunasyvennyksen välinen etäisyys [m]. Ks.

Kuva 25.

28

Kuva 25

Ovi

Kuva 26. Oven määrittely.

29

Rakenne. Oven rakenne [valikoima saatavilla olevien resurssien perusteella]. Yksityiskohtaiset

asetukset löytyvät hyperlinkistä.



Leveys. Oven leveys x-suunnassa [m].

Korkeus. Oven korkeus y-suunnassa [m].

Pintaosa

Kuva 27

Pintaosan määrittely.

Rakenne. Pintaosan rakenne [valikoima saatavilla olevien resurssien perusteella]. Yksityiskohtaiset

asetukset löytyvät hyperlinkistä.



Leveys. Pintaosan leveys x-suunnassa [m].

Korkeus. Pintaosan korkeus y-suunnassa [m].

30

Rakennus-välilehti

Kuva 28

Rakennus-välilehteä käytetään määrittelemään yleistä informaatiota sekä simuloinnista että

rakennusta palvelevista LVI-järjestelmistä. Vastaavasti kuin Huone-välilehdellä (sivu 6) voidaan

oletuksena olevia objekteja vaihtaa vasemman reunan valikosta. Useimmat LVI-järjestelmien

kombinaatiot yhdistetään automaattisesti tarkoituksenmukaisiin järjestelmiin. Ks. sivu 61, jossa

esitetään yksityiskohtainen tekninen selostus generoitavista järjestelmistä.

Projektin tiedot

Projektin tiedot. Klikkaa auki projektin tiedot (simuloinnin dokumentointi ja valitut parametrit).

Projektin tiedot kirjataan raportteihin jne.

Yleiset tiedot

Sijainti. Rakennuksen sijainti [valikoima saatavilla olevien resurssien perusteella]. Objekti sisältää

viittauksen sijainti ja säätiedostoihin. Hyperlinkistä pääsee sijaintivalikkoon.

Tuuliprofiili. Tuuliprofiilin valinta [valikoima saatavilla olevien resurssien perusteella].


Kierrä rakennusta. Rakennuksen asteittainen kiertäminen [°].

31

Myötä. Kierrä rakennusta myötäpäivään valitun kulman verran.

Vastapäivään. Kierrä rakennusta vastapäivään valitun kulman verran.

Oletusarvot. Klikkaa avataksesi oletusarvojen sivun, joka sisältää jokaisen huoneen oletusarvot (Kuva

29).

Kylmäsillat. Klikkaa avataksesi kylmäsiltojen sivu, joka sisältää huoneiden kylmäsiltojen laskennalliset

häviökertoimet (Kuva 30).

Maaperän arvot. Klikkaa avataksesi maaperän arvojen sivu, joka sisältää rakennuksen maaperän

mallit ja lämpöolojen parametrit (Kuva 31).

Vuotoilma. Klikkaa avataksesi vuotoilman sivu, joka sisältää rakennuksen vuotoilmavirran

toimintatavan ja parametrit (Kuva 32).

Lisäenergia ja häviöt. Klikkaa avataksesi lisäenergia ja häviöt sivu, joka sisältää tiedot rakennuksen

lisäenergiasta, joka ei osallistu rakennuksen lämpötaseeseen (esim. ulkopuolinen valaistus). (Kuva

33).

Rakennuksen 3D ja varjostus. Klikkaa avataksesi rakennuksen 3D ja varjostus sivu (Kuva 41, Kuva 42

ja Kuva 43).

32

Oletusarvot

Kuva 29

Oletusarvoja käytetään ellei huoneisiin tai alijärjestelmiin ole asetettu muita arvoja.

Ulkoseinät. Ulkoseinien rakenne (ellei ole määritelty huoneessa)

Sisäseinät. Sisäseinien rakenne (ellei ole määritelty huoneessa)

Sisälattiat. Sisälattioiden rakenne (ellei ole määritelty huoneessa)

33

Katto. Katon rakenne (ellei ole määritelty huoneessa)

Ulkopuolinen lattia. Ulkopuolisten lattioiden rakenne (ellei ole määritelty huoneessa).

Maaeristekerroksen katsotaan normaalisti kuuluvan maaperän rakenteeseen.

Lasi. Ikkunoiden lasi (ellei ole määritelty ikkunassa erikseen).

Oven rakenne. Ovien oletusrakenne. Oletusasetuksena tälle parametrille on ”[käytä

seinärakennetta]”, mikä tarkoittaa, ettei seinämateriaalia käsitellä erikseen.

Ikkunan integroitu suojaus. Ikkunan oletusarvoinen aurinkosuojaustapa.

Oletuslämmitys. Käytettävien lämpölaitosten ja ideaalisten huoneyksiköiden oletustyyppi.

Lämmityksen COP-arvo. Lämmityksen oletushyötysuhde.

Oletusjäähdytys. Käytettävien jäähdytyslaitosten ja ideaalisten huoneyksiköiden oletustyyppi.

Jäähdytyksen COP-arvo (EER). Jäähdytyksen oletushyötysuhde.

Ideaalisen jäähdytyspatterin lämpötila. [°C].

Ideaalisen lämmityslaitteen säteilyn osuus.

Ideaalisen lämmityslaitteen luovutuksen hyötysuhde.

Ideaalisen jäähdytyslaitteen luovutuksen hyötysuhde.

IDA-resurssit. Aikaisemmin tässä projektissa käytetyt IDA-resurssit.

Tietokanta. Avaa IDA-tietokannan.

34

Kylmäsillat

Kuva 30

Kuvan kertoimia käytetään huoneiden kylmäsiltojen häviöiden laskemiseen. Huoneen

kokonaishäviökerroin on eri rakenteiden kylmäsiltojen häviökertoimien summa.

Kertoimet esitetään lukuarvona per elementtiyksikkö (usein 1/m). Elementtien koot lasketaan

huoneen geometrian perusteella

35

Maaperän arvot

Kuva 31

Maakerros kellarin lattian alapuolella. Maakerrokset kellarin lattialaatan alla vakiolämpötilassa.

Maakerros perusmuurin ulkopuolella. Perusmuurin ulkopuoliset maakerrokset ympäristön

maaperän pinnan lämpötilassa.

Kellarikerroksen alapuolinen maakerros on vakiolämpötilassa, joka on säätiedostosta saatava ilman

keskilämpötila. Julkisivua ja kellaria ympäröiviä kerroksia yhdistää ryömintätila, jota pidetään

maaperän pinnan lämpötilassa. Huomaa, ettei näitä kytkentöjä ole mallinnettu 2D tai 3D:nä.

Vuotoilma

Kuva 32

Vuotoilma-ikkunan asetuksia käytetään määrittelemään rakennuksen tiiviyden mukainen

vuotoilmanmäärä ilman, että vuotoilmavirtoja täytyisi määritellä jokaisessa huoneessa erikseen.

Tässä esitellään julkisivun ja huoneiden väliset vakioilmavirrat.

36

Lisäenergia ja häviöt

Kuva 33

Tässä ikkunassa määritellään lisäenergian käyttö (esim. ulkopuolinen valaistus) sekä LVI-

jakelujärjestelmien häviöt.

Jakelujärjestelmien häviöt määritellään häviöinä rakennuksen putkistoista ilman että täytyisi

määritellä putkistojen tarkkaa reittiä tai niiden eristeiden ominaisuuksia. Vesiputkistoille luku on

positiivinen, kun huonetta lämmittävät lämmin käyttövesi ja lämpö, ja positiivinen, kun jäähdytetään

kylmävesiputkistoilla. Ilmanvaihtokanaviston häviöt luokitellaan positiivisiksi, kun kanava on

viileämpi kuin huone.

Kanavahäviöt sisältävät sekä lämpöhäviöt että vuotoilmahäviöt, vaikka todellista häviötä kanavan

seinämästä ei mallinneta. Kanavahäviöt ottavat huomioon kanaviston ja huoneiden todellisen

lämpötilaeron, kun taas vesiputkistojen häviöt ovat riippumattomia todellisista lämpötiloista.

Lämmön- ja kylmänjaon yksiköitä on mahdollista vaihtaa.

Häviöiden tasoa voidaan säätää karkeasti liukusäätimillä, mutta nämä tasot vaihtelevat suuresti eri

maiden välillä.

Annettu prosenttiosuus lämpöä (tai kylmää) jokaisesta jakelujärjestelmästä tulee huoneen

lämpötaseeseen. Jäljelle jäävä lämpö yksinkertaisesti poistuu ympäristöön.

Mikä tahansa määrä Lisäenergian käyttäjiä voidaan määritellä (klikkaa oikeaa näppäintä ja nimeä

uudelleen). Tämä on energiaa, joka pitäisi ottaa huomioon kokonaisenergian määrässä, mutta joka ei

37

vaikuta rakennuksen lämpötaseeseen. Esimerkkinä tästä on ulkovalaistuksen jäänpoistolaitteiden

energiankulutus.

Jokaiselle kohteelle voidaan määritellä kulutus absoluuttisena ja per lattia-alana. Molempien

yhteissumma esitetään. Jokaisen kohteen tulee myös viitata kaavioon ja energiamittariin.

Jakelujärjestelmät

Ilma. Raahaa ilmanjakelujärjestelmä vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.

Kaksoisklikkaa avataksesi ilmanjakelujärjestelmä (Kuva 34).

Kuva 34

Ilmanjakojärjestelmän kuvaus sisältää koneellisen ilmanvaihtojärjestelmän yleiset asetukset. Nämä

parametrit sisältyvät myös valitun iv-koneen asetuksiin. Niitä voidaan myös käyttää muualla.

Lämpö. Raahaa lämmönjakelujärjestelmä vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.

Kaksoisklikkaa avataksesi lämpö (Kuva 35).

38

Kuva 35

Lämmin käyttövesi sisältää vesikiertoisen lämmitysjärjestelmän yleiset asetukset. Näitä parametreja

käytetään primäärisen mallin generoimiseen. Menoveden lämpötilakäyrälle voidaan asettaa kolme

pistettä ympäristön lämpötilasta riippuvana. Jokaisen huoneen vesikiertoiseen lämmityslaitteeseen

syötetään samanlämpöistä vettä. Ilmastointilaitteeseen on mahdollista lisätä erillinen lämpimän

veden asetusarvo.

Jäähdytys. Raahaa jäähdytys-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.

Kaksoisklikkaa avataksesi jäähdytys (Kuva 36).

39

Kuva 36

Kylmävesiverkosto sisältää vesikiertoisen jäähdytysjärjestelmän yleiset asetukset. Näitä parametreja

käytetään primäärisen mallin generoimiseen. Menoveden lämpötilakäyrälle voidaan asettaa kolme

pistettä ympäristön lämpötilasta riippuvana. Jokaisen huoneen vesikiertoiseen jäähdytyslaitteeseen

syötetään samanlämpöistä vettä. Ilmastointilaitteeseen on mahdollista lisätä erillinen kylmän veden

asetusarvo.

Lämmin käyttövesi

Raahaa lämmin käyttövesi-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen. Kaksoisklikkaa

avataksesi lämmin käyttövesi (Kuva 37).

Kuva 37

40

Lämpimän veden käyttö voidaan ilmoittaa eri yksikköinä. Huomaa, että käytettäessä yksikköä, joka

sisältää henkilöiden lukumäärän, vastaava henkilöiden lukumäärä tulee ilmoittaa myös. Henkilöiden

lukumäärä-kenttä on oletuksena sidottu kaikkien henkilöiden lämpökuormien summaan. Monissa

tapauksissa tämä luku kuitenkin poikkeaa suuresti ”vettä käyttävästä henkilöstä”. Esimerkiksi

kokoushuoneeseen voi mahduttaa monen henkilön kuorma, joilla kuitenkin on normaali kuormansa

jossakin toisessa huoneessa.

Energia

Sähköhinta. Raahaa sähköhinta-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.

Kaksoisklikkaa avataksesi objekti (Kuva 38).

Polttoainehinta. Raahaa polttoainehinta-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.

Kaksoisklikkaa avataksesi objekti (Kuva 38). Huomaa, että hinnoittelu ilmoitetaan suhteessa

polttoaineen lämpöarvoon, ei poltettuun massaan tai tilavuuteen.

Kaukolämpöhinta. Raahaa kaukolämpöhinta-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-

välilehteen. Kaksoisklikkaa avataksesi objekti (Kuva 38).

Kaukojäähdytyshinta. Raahaa kaukojäähdytyshinta-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-

välilehteen. Kaksoisklikkaa avataksesi objekti (Kuva 38).

Kuva 38

CO2-kerroin. Raahaa CO2-kerroin-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.

Kaksoisklikkaa avataksesi objekti (Kuva 39).

41

Kuva 39

CO2-kertoimia käytetään ilmaisemaan se käytetyn energialähteen energiamäärä, joka pääsee

ympäristöön. Polttoaineen kohdalla energia ilmaistaan polttoaineen lämpöarvona.

Energiamuotojenkertoimet. Raahaa energiamuotojenkertoimet-objekti vasemman reunan valikosta

Rakennus-välilehteen. Kaksoisklikkaa avataksesi objekti (Kuva 40).

Kuva 40

Energiamuotojenkertoimilla ilmaistaan jokaisen yksikön käyttämä primäärienergia. Monet valtiot

ovat määrittäneet primäärienergiakertoimia, joita käytetään erilaisten järjestelmien

ympäristövaikutusten vertailussa.

Keskitetyt järjestelmät

Aurinkolämpö. Raahaa aurinkolämpö-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.

Kaksoisklikkaa avataksesi objekti. Poista klikkaamalla roskakoria.

Aurinkosähkö. Raahaa aurinkosähkö-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.


42

Ilmanvaihto. Raahaa ilmanvaihto-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.


Lämpövaraaja. Raahaa lämpövaraaja-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.


Kylmävaraaja. Raahaa kylmävaraaja-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.


Topup-lämmitys. Raahaa Topup-lämmitys -objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.


Peruslämmitys. Raahaa peruslämmitys -objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.


Jäähdytys. Raahaa jäähdytys-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-välilehteen.


Ulkolämmönsiirto. Raahaa ulkolämmönsiirto-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-

välilehteen. Kaksoisklikkaa avataksesi objekti. Poista klikkaamalla roskakoria.

Maalämmönsiirto. Raahaa maalämmönsiirto-objekti vasemman reunan valikosta Rakennus-

välilehteen. Kaksoisklikkaa avataksesi objekti. Poista klikkaamalla roskakoria.

Kaikki ulkoilma ja maalämmönsiirtimet on kytketty nestepiiriin, jotka on aina kytketty varaajien

lämmönsiirtimiin (eli ns. kierrukaan). Näin olleen esimerkiksi maapiiri voi suoraan jäähdyttää

jäähdytysvaraajaa ilman jäähdytyksentuottoyksikköä eli chilleriä. Liuos-vesi-jäädytyslaiteen

lauhduttimen kytketään liuosvirtaan, joka voi olla lämpötilatasoltaan sopiva myös lämmitysvaraajaan

lämmittämiseen

Kahden tai useamman keskitetyn järjestelmän ollessa graafisesti kytkettyinä, lisätty järjestelmä

kattaa molempien toiminnot.

Valitset tuottojärjestelmä yksityiskohtaisemmat tulosteet Simulointi-välilehdeltä nähdäksesi

tarkemmin tuottojärjestelmän toiminnan eri ajanhetkinä

Rakennuksen 3D ja varjostus

Rakennuksen 3D ja varjostus –ikkuna avautuu klikkaamalla Rakennus-välilehden ”Rakennuksen 3D ja

varjostus” –painiketta.

43

Huoneet

Rakennuksen 3D ja varjostus –ikkunassa huoneille voidaan määritellä todellisen rakennuksen

kolmiulotteinen asema. Raahaa huoneita Huoneet-välilehden taulukosta ”Rakennuksen 3D ja

varjostus” –ikkunaan (Kuva 41). 3D näkymässä huone on liikuteltavissa x ja y –suunnissa.

Liikutellaksesi huonetta z-suunnassa pidä shift-painike pohjassa. Sijoittaaksesi huone uudelleen,

valitse se, pidä ctrl-painike pohjassa ja raahaa. Oletusarvoisesti jokainen huone sijoitetaan origoon.

Huoneet eivät varjosta ikkunoita tai aurinkopaneeleja.

Kuva 41

Varjostusobjektit

Rakennuksen 3D ja varjostus –ikkunassa varjostus-objekteja voidaan lisätä varjostamaan ikkunoita ja

aurinkopaneeleja. Raahaa varjostus-objekteja valikosta ”Rakennuksen 3D ja varjostus” –ikkunaan

(Kuva 42). Poista klikkaamalla oikeaa näppäintä ja valitsemalla poista. Kopioi hiiren oikealla

näppäimellä valitsemalla kopioi. Uusi objekti ilmestyy alkuperäisen viereen. Valittuna olevaa objektia

voidaan siirtää pitämällä Ctrl pohjassa ja raahaamalla se uuteen paikkaan. Objektia voidaan liikutella

x ja y –suunnissa. Liikutellaksesi objektia z-suunnassa pidä shift-painike pohjassa. Varjostus-objektin

muokkaus tapahtuu valitsemalla muokkaa hiiren oikean näppäimen valikosta (Kuva 43).

44

Kuva 42

Kuva 43

45

Kun valittuna on muokkaustila (Kuva 43), varjostusobjekteja voidaan muokata seuraavasti.

- Muokkaa varjostusobjektin muotoa ja paikkaa asettamalla hiiren osoitin pallukan

päälle, klikkaa hiiren vasenta näppäintä ja raahaa pallukkaa.

- Siirrä koko varjostusobjektia asettamalla hiiren osoitin varjostusobjektin päälle

kahden pallukan väliin ja klikkaa hiiren vasenta näppäintä ja raahaa objektia.

Varjostusobjekti seuraa kursoria x ja y-suunnissa, mutta ei z-suunnassa.

- Liikuttele varjostusobjektia z-suunnassa asettamalla hiiren osoitin varjostusobjektin

päälle ja liikuttele hiirtä shift painettuna alas.

- Kierrä varjostusobjektia z-akselin ympäri asettamalla hiiren osoitin varjostusobjektin

päälle, paina alas shift ja hiiren keskimmäinen painike ja liikuta hiirtä.

- Skaalaa varjostusobjektia (siirrä pallukat lähemmäs/kauemmas toisistaan)

asettamalla kursori varjostusobjektin päälle, pidä shift ja hiiren oikea painike

alaspainettuna ja liikuta hiirtä.

- Lisää uusi pallukka klikkaamalla hiiren vasemmalla samalla pitäen ctrl-painike

pohjassa.

- Poista pallukka asettamalla kursori pallukan päälle, pidä ctrl pohjassa ja klikkaa

hiiren oikeaa painiketta.

Poistu muokkaustilasta klikkaamalla hiiren oikeaa painiketta ja valitsemalla valikosta OK tai Peruuta.

Aurinkopaneeli

Mikäli rakennukseen on lisätty aurinkolämpö tai –sähköjärjestelmä, aurinkopaneelit ovat valittavissa

Rakennuksen 3D ja varjostus –ikkunassa (Kuva 44). Aurinkopaneelit voidaan sijoittaa 3D-näkymässä

pitämällä ctrl alhaalla ja raahaamalla paneeli uuteen kohtaan. Paneeli liikkuu x-y-tasossa. Liikuta

paneelia z-suunnassa pitämällä shift-painike pohjassa.

Muut varjostusobjektit varjostavat aurinkopaneeleja. Aurinkopaneelit varjostavat myös toisia

aurinkopaneeleja sekä ikkunoita, mikäli niiden paikkaa origosta on siirretty.

46

Kuva 44

3D-näkymän ohje –painike näyttää seuraavan ohjeen:

”Hiiren vasen näppäin: Valitse objekti napsauttamalla. Valittu objekti muuttuu punaiseksi.

Hiiren vasen näppäin: paina alas ja pyöritä rakennusta liikuttamalla hiirtä.

Hiiren keskimmäinen näppäin (tai tavallisessa hiiressä molemmat näppäimet): paina alas ja liikuta

rakennusta liikuttamalla hiirtä.

Hiiren oikea näppäin: paina alas ja zoomaa liikuttamalla hiirtä. zoomataksesi lähemmäs, liikuta


Näppäimet x+, x-, y+, y-, z+, z- muodostavat leikkauksen huoneesta. Kun leikkaus on aktivoitu,

paina Ctrl, klikkaa punaisen kehyksen sisäpuolelle ja liikuta hiirtä liikuttaaksesi leikkausta.

Huone, varjostusobjekti tai aurinkopaneeli voidaan raahata uuteen paikkaan. Kun huone,

varjostusobjekti tai aurinkopaneeli on valittuna, paina Ctrl-näppäin pohjaan, klikkaa objektia ja

liikuta objektia liikuttamalla hiirtä. Objekti liikkuu x ja y –suunnissa. Liikutellaksesi objektia z-

suunnassa pidä shift-painike pohjassa.

Kun valittuna on muokkaustila, objektia voidaan muokata seuraavasti.

47

Muokkaa objektin muotoa ja paikkaa asettamalla hiiren osoitin pallukan päälle, klikkaa hiiren

vasenta näppäintä ja raahaa pallukkaa.

Siirrä koko objektia asettamalla hiiren osoitin objektin päälle kahden pallukan väliin, klikkaa hiiren

vasenta näppäintä ja raahaa objektia. Objekti seuraa kursoria x ja y-suunnissa. Liikuta objektia z-

suunnassa pitämällä shift pohjassa.

Kierrä objektia x- ja y-tasossa asettamalla hiiren osoitin objektin päälle, paina alas shift ja hiiren

keskimmäinen painike ja liikuta hiirtä.

Skaalaa objektia (siirrä pallukat lähemmäs/kauemmas toisistaan) asettamalla kursori objektin

päälle, pidä shift ja hiiren oikea painike alaspainettuna ja liikuta hiirtä.

Lisää uusi pallukka klikkaamalla hiiren vasemmalla samalla pitäen ctrl-painike pohjassa.

Poista pallukka asettamalla kursori pallukan päälle, pidä ctrl pohjassa ja klikkaa hiiren oikeaa

painiketta.

Palauta oletusnäkymä Zoomaa ja liikuta mallia, kunnes koko malli palautuu kokonaan näkyviin.

x+ Leikkaa 3D-näkymää poistaen kaiken muodon x-akselin positiiviselta puolelta.

x- Leikkaa 3D-näkymää poistaen kaiken muodon x-akselin negatiiviselta puolelta.

y+ Leikkaa 3D-näkymää poistaen kaiken muodon y-akselin positiiviselta puolelta.

y- Leikkaa 3D-näkymää poistaen kaiken muodon y-akselin negatiiviselta puolelta.

z+ Leikkaa 3D-näkymää poistaen kaiken muodon z-akselin positiiviselta puolelta.

z- Leikkaa 3D-näkymää poistaen kaiken muodon z-akselin negatiiviselta puolelta.

48

Yleinen aurinkolämmitys

Kuva 45

Valitse aurinkokeräinmalli alasvetovalikosta. Valittavissa on joko kokonaispinta-ala tai yksiköiden

lukumäärä.

Yleinen aurinkosähkö

Kuva 46

49

Aurinkosähkö voidaan ilmaista kokonaispinta-alan ja -hyötysuhteen avulla. Kaikki tuotettu sähkö

näkyy negatiivisena tuodun energian raportissa.

Vakio IV-kone

Kuva 47

Vakioilmanvaihtojärjestelmä muodostuu seuraavista osista (Kuva 47): tuloilman lämpötilan

asetusarvon säätö (1), Poistopuhallin (2), lämmönsiirrin (3), lämpöpatteri (4), jäähdytyspatteri (5),

tuloilmapuhallin (6), molempien puhaltimien käyttöaikataulu (7) sekä lämmönsiirtimen aikataulu (8).

Yksikkö tuottaa halutun lämpöistä ilmaa tietyssä paineessa. Yksittäisten osien tärkeimpiä

parametreja on esitetty lomakkeessa; avaa muokattavaksi. Tuloilman lämpötilan asetusarvo

määritellään ilmanjakojärjestelmän ikkunassa, joka avataan tuplaklikkaamalla ilmanjakojärjestelmän

ohjausboksia.

50

Poistoilmakone

Kuva 48

Ks. kappale Vakio IV-kone.

IV-kone sähkölämmityspatterilla

Kuva 49. Ks. kappale Vakio IV-kone.

51

Yleinen topup-lämmityslaite

Kuva 50

Topup-lämmityslaitetta käytetään lämminvesivaraajan lämpötilan laskiessa 2 °C alle vaaditun

korkeimman lämpötilan. Voidaan valita sekä energialähde että COP-hyötysuhde. Enimmäisteho voi

valinnaisesti olla rajoittamaton.

52

Ilma-vesilämpöpumppu

Kuva 51

On/off ilma-vesilämpöpumpun malli. Määrätyissä mittausolosuhteissa (klikkaa painiketta nähdäksesi)

malli antaa säädetyn kokonaistehon ja hyötysuhteen (COP).





53

Kuva 52

Liuos-vesi-lämpöpumppu

Kuva 53

On/off liuos-vesi-lämpöpumpun malli. Määrätyissä mittausolosuhteissa (klikkaa painiketta

nähdäksesi) malli antaa säädetyn kokonaistehon ja hyötysuhteen (COP).



54



Kuva 54

Yleinen lämminvesivaraaja

Kuva 55

Jonkinlainen lämminvesivaraaja on pakollinen ESBO-simuloinnissa. Ks. lisätietoa varaajista ja ESBO

järjestelmien malleista sivulla 61. Jos vesisäiliötä ei tarvita, asetetaan vesitilavuus pieneksi suhteessa

mallinnettavaan järjestelmään. Näin ollen säiliö esittää putkiston ja siihen liitettyjen laitteiden yleistä

massaa. Jos säiliön koko on liian pieni, siitä seuraa todennäköisesti laskennallisia ongelmia.

55

Yleinen kylmävesivaraaja

Kuva 56

Jonkinlainen kylmävesivaraaja on pakollinen ESBO-simuloinnissa. Ks. lisätietoa varaajista ja ESBO

järjestelmien malleista sivulla 61. Jos vesisäiliötä ei tarvita, asetetaan vesitilavuus pieneksi suhteessa

mallinnettavaan järjestelmään. Näin ollen säiliö esittää putkiston ja siihen liitettyjen laitteiden yleistä

massaa. Jos säiliön koko on liian pieni, siitä seuraa todennäköisesti laskennallisia ongelmia.

Yleinen jäähdytyslaite

Kuva 57

Voidaan valita sekä energialähde että EER (jäähdytyksen COP)-arvo. Enimmäisteho voi valinnaisesti

olla rajoittamaton.

56

Liuos-vesi-jäähdytyslaite

Kuva 58

Liuos-vesi-jäähdytyslaitteen malli veden jäähdytykseen. Annetuissa mitoitusoloissa (klikkaa

painiketta nähdäksesi) malli luovuttaa sovitun tehon ja EER-arvon (jäähdytyksen COP).


mitattavissa olevia lukuarvoja, mutta markkinoilla ei välttämättä ole vastaavanlaisia laitteita. Mikäli

parametrit on määritelty vastaamaan oikean laitteen mittaustuloksia, malli arvioi tehon koko


Liuos-vesi lämpöpumpun höyrystin kytketään automaattisesti liuospiiriin. Useimmissa tapauksissa

myös ulkoilma taikka maalämmönsiirrin on lisättävä järjestelmään lämmönlähteeksi. Tämä tehdään

vetämällä komponentti omalle paikalleen komponenttipaletista. Lämpöpumpun ”kylmäpuoli”

kytketään aika jäähdytysvaraajaan ”vapaajäähdytyksen” saamiseksi aina kun se on mahdollista.

57

Kuva 59

Lämmönsiirto annetulla lämmönlähteellä

Kuva 60

Käytetään määrittelemään lämmönsiirron vaihtoehto käytännössä rajoittamattomasta

lämmönlähteestä kuten merivedestä tai joissakin approksimaatioissa maaperästä. Vakiolämpötilan

sijaan voidaan määritellä aikataulu, jonka mukaisesti lämpötila muuttuu ajan mukaan.

Tehoa, lämpötilaeroa ja painehäviötä käytetään lämmönsiirtimen ja siihen liittyvien pumppujen ja

putkien koon määrityksessä. Pumppuja pidetään teholtaan säädettävinä nollailmavirtaan asti ja

vakiohyötysuhteisina.

58

Kuiva tai kostea ilma liuoslämmönsiirtimeen

Kuva 61

Puhallinavusteisen ulkoilmalämmönsiirtimen malli. Koska lämmöntuotto-moodissa saattaa esiintyä

kondensaatiota, tarvitsee määritellä kostean patterin mitoituspiste. Hyötysuhde määritellään

suhteessa laitteen kastepisteeseen, joka on liuoksen meno- ja paluulämpötilan keskiarvo. Kosteasta

patterista lähtevän ilman tila on psykrometrisen asteikon suoralla alkutilan ja laitteen kastepisteen

välissä. Hyötysuhde on dimensioton välimatka tällä suoralla.

59

Käynnistä simulointi-välilehti

Kuva 62

Tulokset

Pyydetty tulostustieto - Valitse. Avaa valikko, jossa voidaan valita simuloinnin aikana tulostettavat

kuvaajat ja raportit. Huomaa, että lämmöntuottojärjestelmä, yksityiskohtaiset tulosteissa on

tarkemmat tulosteet koko järjestelmän toiminnasta.

Simulointi

Lämmitystarpeen laskenta - Asetukset. Avaa valikko, jossa voidaan valita tärkeimmät laskennan

parametrit.

Lämmitystarpeen laskenta - Suorita. Suorita lämmitystarpeen laskenta.

Jäähdytystarpeen laskenta - Asetukset. Avaa valikko, jossa voidaan valita tärkeimmät laskennan

parametrit.

Jäähdytystarpeen laskenta - Suorita. Suorita jäähdytystarpeen laskenta.

Energia – Asetukset. Avaa valikko, jossa voidaan valita tärkeimmät laskennan parametrit.

Energia - Suorita. Suorita energiasimulointi.

60

Vakiovyöhyke

Saatavilla vain, mikäli IDA ICE:n täysversio on asennettuna.

Rakenna malli. Klikkaa rakentaaksesi malli. Järjestelmän IDA ICE malli avautuu tulokset välilehdelle.

Kuva 63

Tulokset taulukko. Taulukkoon tulostuu jokaisen huoneen tulokset. Voit vaihtaa näkymiä

valitsemalla yhteenveto, lämmitys- tai jäähdytystarpeen laskennan tulokset.

Raportti. Tulokset taulukko tulostuu Excel-muotoon.

Laajennettu taulukko. Tulokset taulukko avautuu erilliseen, helposti luettavaan ikkunaan.

Yksityiskohtaiset tulokset. Listaus kaikista simuloinnissa mukana olevista kohteista.

Muokattu. Päiväys, jolloin mallia on viimeksi muutettu. Näytetään vain, mikäli mallia on muutettu

viimeksi tehdyn simuloinnin jälkeen.

Tallennettu. Edellisen tallennuksen päiväys.

Simuloitu. Edellisen simuloinnin päiväys.

Luo raportti. Syöttötiedot ja tulokset tulostuvat Word-dokumentiksi (dokumentin avaamiseen

vähintään Office 2000).

61

Oletusjärjestelmien tekninen kuvaus

Rakennus-välilehdellä voidaan määritellä monia erilaisia konfiguraatioita raahaamalla välilehdelle eri

komponentteja. Näihin perustuen järjestelmät generoituvat automaattisesti IDA ICEn

standardiversiossa. IDA ICEn täysversiossa näitä järjestelmiä voidaan tarkastella yksityiskohtaisesti.

Expert-versiossa, järjestelmiä voi lisäksi kytkeä uudelleen ja konfiguroida.

Tässä kappaleessa esitellään oletusjärjestelmien rakentamisen ja ohjauksen periaatteet. Huomaa,

että eri yhdistelmät (esim. aurinkokeräin + varaaja tietyltä valmistajalta) voivat johtaa kokonaan

toisenlaiseen järjestelmän konfiguraatioon, joka voi olla yhteensopimaton saatavissa olevien yleisten

komponenttisarjojen kanssa. Esimerkiksi, jos aurinkokeräin+varaaja- yhdistelmä mahdollistaa vain

sisäänrakennetun sähköisen topup-lämmityksen, sekä lämminvesivaraaja, aurinkolämpö,

peruslämmitys että topup-lämmityksen sarakkeet täyttyvät yhdistelmäjärjestelmällä, eikä mikään

muu järjestelmä voi kytkeytyä lämminvesivaraajaan.

Tässä selosteessa pitäydytään standardi-version mukaisiin järjestelmän skemaattisiin diagrammeihin.

IDA ICEn täysversiossa näihin päästään Rakenna malli painikkeen kautta. Avaa Primäärijärjestelmä

Yleislomake-välilehdeltä.

Oletusjärjestelmien teknisen kuvauksen tarkoitus

Energiatehokkaissa todellisissa järjestelmissä on tehtävä monia kompromisseja. Venttiilien,

pumppujen ja liityntöjen lukumäärien on oltava kohtuullisia ja ohjauslogiikka ei saa olla

monimutkainen. Tähän nähden ESBOn oletusjärjestelmien tarkoituksena on hyödyntää kaikki

merkittävät energiavirrat perustuen käyttäjän antamiin minimaalisiin syöttötietoihin, ja vaikka

fyysiset osaset eivät olisikaan tarkoituksen mukaisia todellisissa järjestelmissä. Generoituneet

järjestelmät ovat teknisesti realistisia, mutta voivat ainakin pienimmissä asennuksissa – sisältää liian

monta osasta, jotta ne olisivat hintansa puolesta houkutteleva vaihtoehto tosielämässä.

Ohjausjärjestelmät ovat lisäksi poikkeuksellisen ”hajautettuja”. Jotta ei tarvitsisi määritellä

keskitettyä ohjausjärjestelmää jokaiselle mahdolliselle järjestelmäratkaisulle, jokainen alijärjestelmä

on maksimaalisesti autonominen. Esim. maalämpöpiirin virtausmittari tarkistaa vain milloin on

mahdollista tuottaa lämpöä (tai kylmää) ja tekee tätä niin kauan kuin se on taloudellisesti

kannattavaa (ts. kunnes pumppauskustannukset ylittävät saatavan hyödyn). Pitkän välin

ohjausstrategiat (esimerkiksi lämpövaraston tasapainon säilyttäminen vuodenaikojen vaihtuessa)

eivät kuulu automaattisesti generoituihin oletusjärjestelmiin. Aina kun jotain virtausta voidaan

käyttää hyödyksi lyhyellä aikavälillä, virtaus aktivoituu.

62

Oletusvaraajamallit

Kaikki oletuksena generoituvat järjestelmät keskittyvät kahden kerroksellisen vesivaraajan (lämmin-

ja kylmävesi) ympärille. Nämä kaksi varaajaa ovat pakollisia useimmille järjestelmille, vaikka

todellinen järjestelmä ei sisältäisikään varaajaa. Varaajat ovat lisäksi varustettuja venttiileillä, jotka

mahdollistavat meno- ja paluuvirtojen kytkennät optimaalisella korkeudella säiliössä. Tällä tavalla

minimoidaan veden nosteesta johtuva sekoittuminen. On olemassa samalla tavalla toimivia todellisia

varaajia, jotka hyödyntävät esim. tulistinteknologiaa.

Jos varaaja ei ole osa tutkittavaa konseptia, voidaan varaajan tilavuus asettaa pieneksi (ei kuitenkaan

nollaksi) suhteessa ympäröiviin järjestelmiin. Varaajia voidaan siten pitää ”lämpötilan

kytkentätauluina”, jotka minimoivat lämpötilan sekoittumista järjestelmässä. Varaajan tilavuus

esittää tällöin todellisen LVI-järjestelmän lämpömassaa.

Varaajan korkeus/halkaisija-suhde (muotokerroin) on oletuksena 5 kuvaten melko korkeaa säiliötä,

jolla vastaavasti on vain pieni konduktio vesikerrosten (10 kerrosta = oletus) välillä. Muotokerroin

voidaan asettaa pienemmäksi, jolloin tuloksena on vähemmän ideaalinen säiliö, joka lähestyy

täydellisesti sekoittunutta säiliötä. Tällöin kerrosten väliset lämpötilaerot tasoittuvat.

Advance tasolla on mahdollista kytkeä pois varaajan tulistinominaisuus ja valita kiinteät

korkeussuuntaiset yhteet. Sen jälkeen malli laskee automaattisesti nosteesta aiheutuvan

sekoittumisen.

Esimerkki generoidusta järjestelmästä

Kuva 64 on esimerkki mallien täyttämästä Rakennus-välilehdestä. Muut mallit on valittu jokainen

kutakin mahdollista toimintoa varten. Liuos-vesi-höyry kompressiolaitteet on määritelty

peruslämmitykseen sekä jäähdytykseen. Määriteltynä ovat myös maalämmönsiirto ja lämmönsiirto

ulkoilmasta.

63

Kuva 64

Kuva 65 esittää generoitua järjestelmää IDA ICEn advance tasolla. Seuraavassa selitetään jokainen

tärkeä alijärjestelmä.

64

Kuva 65

Lämmin- (ylempi) ja kylmävesivaraajan (alempi) välille rakentuva putkistokaavio. Oikealla ylhäällä on

lämpimän käyttöveden piiri.

Lämmin käyttövesi otetaan lämminvesivaraajasta vasemmanpuoleisesta PMT (paine-massa-

lämpötila) –linkistä, jossa on massavirtasignaali, joka antaa vaaditun massavirran lämpimälle

käyttövedelle. Oikeanpuoleinen PMT-linkki huolehtii veden syötöstä päävesiverkosta sekä syötetystä

lämpötilasta (joka on laskennallisesti vuosittainen keskiarvo viimeisestä säätiedostosta). Jokainen

aliputkisto (tämä mukaan lukien) syöttää lämpötilan asetusarvoa varaajaan. Tässä tapauksessa tämä

on lämpimän käyttöveden asetusarvo (55 °C).

Yksinkertaisuuden vuoksi lämpimälle käyttövedelle ei ole oletuksena määritelty erillistä varaajaa

varaajan sisälle. Lämmönsiirtoa lämpimän käyttöveden ja ympäröivän veden välillä pidetään

viiveettömänä.

Mittareita oikealla ylhäällä käytetään tallentamaan lämpimän käyttöveden tuoton tuloksia.

Alempana on IV-koneen lämminvesipiiri, joka on yhdistetty pumpulla IV-koneeseen. Piiri tuottaa IV-

konetta vasten lämmintä vettä annetussa paineessa ja lämpötilassa. Vastaavasti lämpimän

käyttöveden piirin asetusarvo (esimerkissä 60 °C) ilmoittaa varaajalle tarvittavasta lämpötilasta. IV-

koneen kentässä on myös on/off-kytkin, jolla voidaan katkaista lämmin vesi sekä IV-koneeseen että

65

vyöhykkeisiin, kun ympäristön lämpötila on korkeampi kuin ulkolämpötilan asetusarvo (tässä 18 °C).

Itse asiassa tälle kytkimelle on ohjelmoitu 3 °C:een liikkumavara, jotta voidaan välttyä toistuvilta

katkaisuilta.

Tilojen lämmin vesipiiri on samanlainen, mutta sillä on hienostuneempi lämpötilan asetusarvon

laskentamenetelmä, joka mahdollistaa asetusarvon määrittelyn ympäristön lämpötilasta riippuvana

tai yöaikaisesta pudotuksesta riippuvana.

Kylmävesivaraajaan kytketyt IV-koneen ja tilojen jäähdytysvesipiirit löytyvät alinna oikealla. Niillä on

tässä esimerkissä yksinkertaiset, pysyvät asetusarvot läpi vuoden (IV-koneella 5 °C ja tiloilla 14 °C).

Tuottopuolella vasemmassa yläkulmassa on aurinkosähköpiiri. Sitä ei ole oletuksena kytketty

mihinkään toiseen malliin, mutta silti vastaanottaa asianmukaisesti varjostettua auringonvaloa

syöttävistä komponenteista ja muuttaa sen sähköksi. Tämän sähkön määrää mittaa siihen tarkoitettu

mittari.

Aurinkosähköpiirin oikealla puolella on aurinkolämpökeräin, jossa on kiertovesipumppu sekä erillinen

paisuntasäiliö. Tämä erillinen liuospiiri syöttää lämminvesivaraajan alla olevaa lämmönsiirrintä.

Varaajan sisällä olevia lämmönsiirtimiä syötetään myös ideaalisella tulistinteknologialla.

Oletustilanteessa aurinkokeräin ei milloinkaan priorisoi lämpimän veden tuotantoa, vaan ylläpitää

piirissä kiinteää (esim. 5 °C) lämpötilaeroa pumppuun kytketyllä PI-säätimellä. Kun aurinko ei paista,

pumppu ei ole päällä, koska lämpötilaero aurinkokeräimen yli on negatiivinen tai alle 5 °C jopa

minimaalisella virtauksella, mitä ylläpidetään aina.

Seuraavana oikealla on topheating piiri, joka pitää varaajan yläosaa hieman vaadittua

enimmäislämpötilaa alempana. Koska se on kytketty suoraan varaajan veteen ja paisunta-astiat ovat

varaajan sisällä, tässä piirissä ei tarvita kuin pumppua. Säädin mittaa varaajan yläpinnan veden

lämpötilaa ja pitää sen 2 °C alempana kuin varaajan syöttöveden maksimilämpötila.

Topheating –piiri aktivoituu vain, jos muut lämmönlähteet eivät onnistu ylläpitämään korkeinta

asetusarvoa.

Alapuolella on peruslämmitys-piiri, jossa liuos-vesilämpöpumpun lauhdutin syöttää suoraan

lämminvesivaraajaa. Lämpöpumppua ja lauhduttimen piirin pumppua ohjaa PI-säädin, joka pyrkii

pitämään varaajan täyttöasteen vakiona (oletus = 0,2). Jos täyttöaste on 1, kaikki varaajan vesi on

korkeimmassa asetuslämpötilassa. Jos täyttöaste taas on 0, koko varaaja on ympäristön lämpötilassa

(20 °C).

Höyrystinpuolella liuos-vesilämpöpumppu on yhdistetty Liuos-piiriin. Liuos-piiri on hieman

epätavanomainen piiri, joten sen toiminta selitetään tässä. Perusideana on, että kaikki vapaat

66

lämmön ja kylmän lähteet yhdistetään rinnakkain yhteen liuos-piiriin. Piiri syöttää yksikköihin aina

vuoronperään lämpöä (kuten tämänhetkistä lämpöpumppua) ja kylmää. Jos esim. vapaita lämmön ja

kylmän lähteitä on saatavilla samaan aikaan ja molempia tarvitaan, täytyy tehdä valinta, kumpi tarve

voidaan tyydyttää. Ideana tässä on, että tällainen tilanne on verrattain harvinainen.

Liuos-piirin toimintaa voidaan kuvata paremmin vilkaisemalla, mitä tapahtuu peruslämmityksen

höyrystimen liuosvirtauksessa. Kun peruslämmityksen pumppu aloittaa pumppaamisen, liuoksen

lämpötila paluupuolella lauhduttimen jälkeen putoaa. Liuos kulkee ensin ”PMT-hanasta”, joka myös

vastaanottaa piirin avaamissignaalin höyrystimeltä ja lämpöpumppu käynnistyy. Mikäli jäähdytetyn

veden kierrättäminen kylmävesivaraajan yläosan lämmönsiirtimen kautta on hyödyllistä, se

tapahtuu. Liuos palaa takaisin liuoksen jakoputkistoon PMT-hanan kautta.

Mikäli vapaa syöttöpiiriä ei ole ja höyrystin ei kykene purkamaan kylmävesivaraajaa, liuospiirin

virtausta pitää yllä liuossäiliön pumppu, joka valvoo molempia PMT-hanan komponetteja mahdollisia

hyödyllisiä virtauksia silmällä pitäen. Tavallisemmin käy niin, että yksi tai useampi vapaista

syöttöpiireistä tyydyttää lämmitystarpeen lämpöpumpun höyrystimen osalta. Yksi näistä piireistä

kuuluu ulkoilmalämmönsiirtimelle.

Ulkolämmönsiirtimen piiri (liuospiirin vasemmalla puolella) on esimerkki puhallinavusteisesta

ulkoilmalämmönsiirtimesta, joka kykenee tarvittaessa sekä jäähdyttämään että lämmittämään

liuosta. Kaikki vapaista syöttöpiireistä toimivat pumppu/säätimellä ” FreeSupCtrl”, joka valvoo

liuoksen meno- ja paluuputkistojen lämpötilojen eroa. Kun lämpötila paluuputkistossa putoaa, vapaa

syöttöpiiri (esimerkissä ulkoilmalämmönsiirtimen puhallin) ryhtyy tuottamaan lämmitykseen

vaadittua virtausta. Lämmitystilanteessa piiri toimii tilassa, joka pitää virtauksen liuoksen

paluulämpötilaa (oletuksena 5 °C) lämpimämpänä. Toiminta jatkuu kunnes se ei ole enää hyödyllistä,

esimerkiksi jos puhallinteho ylittää saadun tehon.

Kaikki vapaat syöttöpiirit pyrkivät itsenäisesti toisistaan riippumatta tyydyttämään vallitsevan

tarpeen. Jokainen piiriä, joka voi auttaa nostamaan liuoksen menopuolen lämpötilaa, käytetään

lämmitystilanteessa.

Vapaita syöttöpiirejä voidaan myös käyttää ilman haihduttimia tai höyrysitimiä. Oletetaan

esimerkiksi, että lämminvesivaraajan alaosan lämpötila on paljon ulkoilman lämpötilaa pienempi.

Tällöin PMT-hana avaa piirinsä ja ulkoilmalämmönsiirrin aloittaa lämminvesisäiliön varaamisen.

Tällainen tapaus on toki paljon tyypillisempi jäähdytyksessä; vapaat lähteet voivat usein pystyä

suoraan syöttämään kylmävesivaraajaa.

67

Esimerkissä liuos-vesijäähdytyin toimii samalla tavalla. Kaikki käyttökelpoinen haihduttimen jälkeinen

lämpö johdetaan suoraan lämminvesivaraajaan, vapaa syöttöpiiri poimii jäähdytystarpeen ja alkaa

toimimaan.

Mikään ei estä esimerkin lämpöpumppua ja nestejäähdytintä toimimasta rinnan, samaan aikaan sekä

jäähdyttäen että lämmittäen liuospiiriä. Tässä tapauksessa liuospumppu pitää piirin liuoksen

virtauksessa, mutta jonkin ajan kuluttua toinen kahdesta puristusvaiheesta voittaa ja synnyttää

nettomääräisen jäähdytys- tai lämmitystarpeen, jonka vapaa syöttöpiiri taas puolestaan tyydyttää.

Nykyinen esimerkki, jossa on kaksi liuosta liitettynä höyrykompressiolaitteisiin ja useita vapaita

syöttöpiirejä, esittää kaikkien monimutkaisinta järjestelmätyyppiä, joka voidaan kuvata. Kaikissa

muissa tapauksissa jotkut komponenteista tai liitynnöistä puuttuvat luoden yksinkertaisemman

järjestelmän, jolla on vähäisempi määrä toimintoja.

ida early stage building optimization (esbo) käyttöopas · 2013. 12. 23. · esbo –sovellus ei...

Documents