Älykäs lämmityksenohjaus kaukolämpökohteissa

Luotu XXXXX Päivitetty XXXXXXX

Eksergia.fi – Avoin verkkokoulu energiatehokkaasta rakentamisesta

Lisensoitu Creative Commons Nimeä 4.0 Kansainvälinen -lisenssillä.

Sisältö

Minkä ongelman ratkaisee?

Osion jälkeen osaat

Ongelma

Lähteet: SiMAP-verkkosivut

Kuva: Eksergian ja yhteistyökumppaneiden tuottama älykäs lämmityksen ohjaus -opetusvideo, kuvakaappaus

  • Kiinteistön lämmitysjärjestelmää ohjataan ainoastaan ulkolämpötilaa mittaamalla.
  • Ulkolämpötila ei riitä huomioimaan muita sisäolosuhteisiin vaikuttavia tekijöitä:
    • säätila laajemmin (aurinkoisuus, tuulisuus, suhteellinen kosteus ym.)
    • ilmanvaihdon toiminta
    • ihmisten toiminta kiinteistön sisällä.
  • Sisäolosuhteet ovat epätasaiset, vaikka järjestelmä toimisikin ilman varsinaisia vikoja.
  • Suositusten vastaiset lämpötilat vaikuttavat viihtyvyyteen ja kuluttavat ylimääräistä energiaa.

Ylilämpötilat ovat olemassa olevissa kerrostaloissa hyvin tyypillisiä (ks. THL).

Kerrostalossa jonka keskilämpötila on liian korkea voi olla myös yksittäisiä huoneistoja joissa on liian kylmä. Eroja voi löytyä myös yhden huoneiston huoneiden välillä.

Kuvat: Eksergian ja yhteistyökumppaneiden tuottama älykäs lämmityksen ohjaus -opetusvideo

Ratkaisu

Lähteet: SiMAP-esite

Asumismukavuus ja terveellisyys saavutetaan ali- ja ylilämpöjen välttämisellä ja energiansäästö ylilämmittämisen välttämisellä.

Hyvä kuva

Ratkaisu

Enermix

“Älykkäillä lämmityksen ohjauspalveluilla voidaan taloteknisten laitteiden ohjaus automatisoida koneälyllä ja muilla algoritmeilla, jotka optimoivat energiankäyttöä ja leikkaavat lämmön kulutushuippuja. Lisäksi sisätilojen olosuhteet pysyvät tasaisina halutulla tasolla.

Älykäs lämmityksen ohjaus parantaa asumismukavuutta ylläpitämällä tasaisia sisäilman olosuhteita. Esimerkiksi asuinkerrostaloissa tai rivitaloissa älykäs ohjaus perustuu päälämmitysjärjestelmän ohjaamiseen ulkolämpötilan lisäksi myös asunnoista mitattuun sisäilman lämpötilaan.

Todelliseen sisäilman olosuhdetietoon perustuva lämmityksen ohjaus poistaa turhan lämmitykseen kuluvan energiankäytön. Kiinteistöä lämmitetään vain silloin kun siihen on oikea tarve.”

Lämpötilan laskeminen öisin ja asunnosta poissaollessa on tehokas energiansäästökeino. Makuuhuoneiden ja muiden tilojen lämpötilaa voidaan säätää alas kun niissä ei oleilla. Yöllä viileämmät tilat eivät haittaa, vaan päin vastoin voivat parantaa unen laatua.

Kuvat: Eksergian, Lähienergialiiton, Optiwatin ja Fourdegin opetusvideosta: Älykäs lämmityksen ohjaus

Esimerkki yöajan lämpötiloista. Kosteusantureiden avulla seurataan, ettei lämpötilaa lasketa kosteusteknisen toimivuuden kannalta koskaan liian alas.

Mitä järjestelmä pitää sisällään?

Osion jälkeen osaat

Ohjaustavat

Lähteet: Heinonen 2019 s. 3

Tilojen olosuhteiden älykkään ohjauksen palvelu optimoi olosuhteita hyödyntämällä mm.

  • asukkaiden omaa ohjausta (mobiilisovellus)
  • sisäilmasta mitattua olosuhdetietoa
  • sääennustetietoa
  • rakennuksen erityispiirteet huomioivia algoritmejä
  • kaukolämmön kysyntäjoustoa.

Älytermostaatti

Olennaiset järjestelmän osat

Älykäs

Älytermostaatit

Olosuhteita seuraavat sensorit (lämpötila, hiilidioksidi)

Lähteet: SiMAP-esite

“Järjestelmä on suunniteltu yhteensopivaksi tavallisimpien kiinteistöautomaatiolaitteiden, kuten antureiden, venttiilimoottorien, pumppujen, puhaltimien, vesi- ja energiamittareiden, ilmastointikoneiden ja muiden laitteiden kanssa. Esimerkiksi automaatiosaneerauksen yhteydessä on helppo vain korvata vanha automaatio uusilla ratkaisuilla.

Osia:

Langattomat anturit huoneistossa (mittaus)

Vastaanotin käytävässä (signaalit säätökeskukselle)

Säätöjärjestelmä (säätää lämmitysjärjestelmää)

Etäkäyttö: Perusasetukset on mahdollista tehdä sekä etänä että paikallisesti. Mittaustiedot siirretään pilvipalveluun, josta ne ovat luettavissa käyttäjän tietokoneen internet selaimella. Mittaustiedot esitetään graafisina trendeinä, joista voi seurata asuntojen lämpötiloja, lämmintä käyttövettä jne.

Pilvipalvelu on olennainen osa järjestelmää. Se mahdollistaa tietojen tallentamisen, seurannan sekä etähallinnan.

Radioverkko

Optimoinnin tasoja=????

  • Talokohtainen keskilämpötilan optimointi
  • Huoneistokohtainen optimointi
  • Huonekohtainen optimointi

Mitä rakennuksia koskee?

Osion jälkeen osaat

Mitä kiinteistöjä koskee?

Lähteet: SiMAP-verkkosivut

  • Kaikissa lämmitetyissä tiloissa on samantyyppisiä lämmitykseen liittyviä haasteita riippumatta kiinteistön tyypistä.

Mitä hyötyjä saavutetaan?

Osion jälkeen osaat

Tavoiteltavia etuja

Lähteet: Heinonen 2019 s. 3-4

Älykkään ohjauksen avulla voidaan:

  • Laskea kaukolämmön huipputehon maksua leikkaamalla kaukolämmön tehohuippuja esimerkiksi käyttöveden kulutuspiikkien aikana
  • Ylläpitää tarkasti haluttuja sisäilman olosuhteita, ts. pienentää lämpötilojen vaihteluväliä
  • Helpottaa lämmityksen hallintaa ja poikkeamiin reagoimista
  • Mahdollistaa olosuhteiden tarkka seuranta, myös käyttäjiä opastavassa mielessä
  • Säästää energiaa ja kustannuksia optimoimalla kaukolämmön käyttöä.

Auttaa patteriverkoston tasapainotuksessa

  • Asuntojen lämpötilojen jatkuva seuranta auttaa ymmärtämään patteriverkoston tasapainotilannetta, ja löytämään ne asunnot, joissa tasapainotukselle on tarvetta.

Erään asuinkerrostalon huoneistojen lämpötilat visualisoituina.

Kuvaaja ja tiedot: Heinonen 2019 s. 12 & 14

Valokuva: © Y-säätiö

KIRA-digi -hankkeessa (Heinonen 2019) tuotettua trendihistoriaa 7 vuorokauden mittausajalta eräässä kerrostalossa, kun jokaiseen huoneistoon asennettiin lämpötilamittari. Huoneistojen keskilämpötila on mustalla, kuumimman asunnon lämpötilat punaisella ja kylmimmän sinisellä.

Kerrostaon asuntojen välillä olla jopa 7 oC-asteen eroja.

Asuntoja joissa suurin tarve toimenpiteille erojen tasaamiseksi.

Tietyt asunnot olivat ylilämmitettyjä ja tietyt ali.

Kerrostalon julkisivu.

Lähteet: SiMAP-esite

Nyrkkisääntö Motivan mukaan:

1 C muutos huonelämpötilassa =

5 %lämmitysenergian kulutuksessa

Saavutettava energiansäästö riippuu talon aikaisemmasta tilanteesta. Kylmässä talossa saavutetaan vain asumismukavuuden parantuminen

Kaukolämmön tehopiikin leikkaaminen

Lähteet: Heinonen 2019 s. 14

Kaukolämmön tehopiikkiä pystyttiin KIRA-digi hankkeen kokeilussa (Heinonen 2019) leikkaamaan älykkäillä algoritmeillä ja tehdyillä säädöillä 20-30 %.

Huipputehon pieneneminen vähentää kaukolämmön perusmaksua.

Menetelmä: Kun asukkaat käyvät suihkussa aamuisin ja iltaisin, se aiheuttaa energiankulutukseen tehopiikin. Olemme leikanneet sitä samaan aikaan lämmitysverkostosta pois, Enermixin toimitusjohtaja Janne Heinonen kertoo.

(Lähde: http://www.kiradigi.fi/tulokset/kokeilutulokset/digitalisaatio-muuttaa-kerrostaloasumista-kerrostaloasukas-voi-saataa-huoneiden-lampotilaa-ja-ostaa-arkeen-palveluita.html)

Mitä huomioida hankinnassa?

Osion jälkeen osaat

Asukkaan osallistuminen vapaaehtoiseksi

  • KIRA-digi -kokeilun perusteella (Heinonen 2019) palveluksi kannattaa kerrostaloissa valita mahdollisimman automaattisesti ja vaivattomasti taustalla ilman asukkaiden aktiivista osallistumista toimiva järjestelmä.
  • Puhelinsovelluksella lämpötilaan vaikuttamisesta oli kokeilussa kiinnostunut vain n. 10 % asukkaista, mutta osallistuminen on tärkeä kaikille mahdollistaa.

Esimerkki kerrostaloasukkaan kännykkäliittymästä lämpötilanohjauksessa (Talotohtori Home).

Pohdinta: Mikä alhaisessa kiinnostuksesta omaan lämmityksen ohjaamiseen voisi olla syynä? Kun se ei vaikuta suoraan lämpölaskuun? Ei olla totuttu käyttämään? Jokin muu?

Esimerkkejä

Eksergia.fi – Avoin verkkokoulu energiatehokkaasta rakentamisesta

www.eksergia.fi | posti@eksergia.fi

Oppimateriaaleihin on sisällytetty energiatehokkaaseen rakentamiseen tarvittavia hyviä käytänteitä ja periaatteita. Eksergia ei vastaa niiden sopivuudesta yksittäisiin rakennuskohteisiin sellaisinaan. Rakennuskohteiden toteutus tulee tehdä aina yksilöllisten toteutussuunnitelmien mukaisesti.

Seuraavia dioja rakennetaan vielä...

Älykäs lämmityksenohjaus kaukolämpökohteissa

Versio XXXX

Eksergia.fi – Vapaa verkkokoulu energiatehokkaasta rakentamisesta

Lisensoitu Creative Commons Nimeä 4.0 Kansainvälinen -lisenssillä.

6.8.3 Älykäs lämmityksenohjaus kaukolämpökohteissa - Google Slides