Edullista lämpöä ja jäähdytystä kiinteistöön - Chiller
Edullista lämpöä ja jäähdytystä kiinteistöön - Chiller
Edullista lämpöä ja jäähdytystä kiinteistöön - Chiller
- No tags were found...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Chiller</strong> Oy:n asiakaslehti 1/2009<br />
4<br />
<strong>Edullista</strong> lämpöä<br />
<strong>ja</strong> jäähdytystä<br />
kiinteistöön<br />
SIVU<br />
Lämpöpumppu on mainio vekotin. <br />
SISÄLTÖ<br />
2 PÄÄKIRJOITUS Vuodet on<br />
käytetty hedelmällisesti<br />
3 Chillquick Light Kevyt<br />
uutuus vedenjäädytykseen<br />
Chillquick Thermo maalämpöpumppu<br />
täysmittakaavakoeajossa Tuusulassa<br />
Lämpöpumppujen laadun takeena ovat korkealuokkaiset, sekä<br />
erikseen että yhdessä testatut komponentit. Jokainen laite<br />
testataan kaksivaiheisesti: sille tehdään ylipainetesti<br />
sekoitekaasulla <strong>ja</strong> tyhjötesti erillisenä testinä. Näin taataan<br />
liitosten vuotamattomuus viimeisimpien eurooppalaisten<br />
standardien <strong>ja</strong> direktiivien mukaisiksi. Täysimittakaavakoeajoon<br />
asiakas voi halutessaan osallistua.<br />
6 Elektroninen paisuntaventtiili on<br />
tärkeä osa jäähdykekiertoa<br />
Jäähdykekierron vähäpätöisimmän komponentin<br />
merkitys on saanut arvonsa vasta<br />
2000-luvulla. Komponentti on järjestelmään<br />
nähden hinnaltaan halpa, joten sen kehittämiseen<br />
ei aiemmin ole katsottu olevan tarvetta.<br />
Energian kallistuminen on lopulta<br />
sysännyt liikkeelle tämänkin komponentin<br />
kehitystyön. <br />
Jonkun on näytettävä suuntaa.<br />
www.chiller.fi
PÄÄKIRJOITUS<br />
UUTUUS<br />
Kevyt uutuus vedenjäädytykseen<br />
Vuodet on käytetty hedelmällisesti<br />
Jo 19-vuotiaana suomalainen jäähdytyslaitteita valmistava <strong>Chiller</strong> Oy<br />
on viimeistä vuottaan teini-ikäinen. Vuodet on käytetty hedelmällisesti;<br />
olemme saavuttaneet merkittävän aseman eurooppalaisten<br />
jäähdytyslaitevalmistajien joukossa – etenkin taidollisesti. Myös<br />
asiakkaamme ovat sen havainneet. Elokuussa 2008 päättyneellä<br />
tilikaudella liikevaihtomme kohosi n. 22,5 miljoonaan euroon.<br />
Työtä olemme tottuneet tekemään matalalla profiililla. Voisi sanoa,<br />
että tiedotus- <strong>ja</strong> julkaisupolitiikkamme on ollut aina hyvin maltillista.<br />
Nyt on tullut aika uudistua. Olemme päättäneet ryhtyä julkaisemaan<br />
uutta teknologiapainotteista asiakaslehteä nimeltään ”SUUNTA”.<br />
Kädessäsi on uunituorepainos lehdestämme. Julkaisumme painottuu<br />
paitsi luonnollisesti jäähdytyslaitteisiin myös niin a<strong>ja</strong>nkohtaisiin<br />
energiateknisiin kysymyksiin. Kirjoitta<strong>ja</strong>kaarti koostuu maamme<br />
johtavista asiantuntijoista; sekä yrityksestämme että tavaratoimittajistamme.<br />
Talouden laskusuhdanne on pudottanut voimakkaasti hintatasoa.<br />
Hintojen laskeminen on toki luonnollista, mutta laatu ei silti saisi<br />
heikentyä. Jäähdytyslaitteen laatuhan rakentuu paitsi korkeatasoisista<br />
komponenteista, myös ammattitaitoisen työvoiman käytöstä <strong>ja</strong><br />
testauksesta sekä valmistuksen yhteydessä että sen jälkeen.<br />
Varsinainen laitteen kokoaminen on pienin kustannustekijä. Suurin osa<br />
kustannuksista muodostuu tuotekehityksestä, komponenteista <strong>ja</strong><br />
testaamisesta. Hankintahintojen pudotessa juuri komponenttihinnoista<br />
<strong>ja</strong> testaamisesta on kaikkein helpointa nipistää, mutta rakennutta<strong>ja</strong>n<br />
kannalta se on sitä vaarallisinta säästämistä. Me <strong>Chiller</strong>issä haluamme<br />
tuottaa laitteita, jotka toimivat hyvällä hyötysuhteella <strong>ja</strong> vähäisillä<br />
huoltokustannuksilla koko elinkaarensa a<strong>ja</strong>n.<br />
Haluamme toivottaa hyviä lukuhetkiä julkaisumme parissa,<br />
Heikki Lahdenperä<br />
<strong>Chiller</strong> Oy, toimitusjohta<strong>ja</strong><br />
<strong>Chiller</strong> Oy:n asiakaslehti SUUNTA 1/2009<br />
Julkaisi<strong>ja</strong>: <strong>Chiller</strong> Oy, Louhostie 2, 04300 Tuusula, puh. (09) 2747 670, fax (09) 2747 6777,<br />
info@chiller.fi, www.chiller.fi<br />
Päätoimitta<strong>ja</strong>: Heikki Lahdenperä Toimitus: DDT Communications Oy<br />
Taitto: Sangraaf Oy Painatus: Forssan kir<strong>ja</strong>paino Oy<br />
Chillquick Light on uusi tulokas <strong>Chiller</strong>in<br />
tuoteperheeseen. Se on kevytrakenteinen,<br />
pienitehoisiin jäähdytysjärjestelmiin<br />
tarkoitettu vedenjäähdytysjärjestelmä,<br />
joka tuottaa kylmävesiaseman sisäyksiköstä<br />
käyttökohteisiin pumpattavaa, halutunlämpöistä<br />
kylmää vettä. Chillquick<br />
Light koostuu SAC -ulkoyksiköstä, CQLI<br />
-sisäyksiköstä <strong>ja</strong> väliin tulevasta kylmäaineputkituksesta.<br />
Chillquick Light on erinomainen ratkaisu<br />
kattoasenteisten ilmalauhdutteisten<br />
vedenjäähdytinten tilalle. Ulkotiloihin asennettava<br />
ilmalauhdutteinen vedenjäähdytin<br />
on käytännössä hyvin ongelmallinen, koska<br />
se on vaarassa jäätyä. Siksi laitoksessa on<br />
käytettävä EG-seosta. Päätelaitteissa EGseosta<br />
käytettäessä vuotoriski on puhtaaseen<br />
veteen verrattuna huomattavasti suurempi.<br />
Muita ongelmia ovat pumppujen<br />
ruostuminen <strong>ja</strong> ulkona olevan elektroniikan<br />
hapettuminen. Ne johtavat suuriin huoltokustannuksiin<br />
<strong>ja</strong> ongelmat syntyvät vielä<br />
tietenkin yleensä keväällä, jolloin jäähdytyskoneasentajia<br />
on kevätruuhkan vuoksi<br />
muutenkin vaikea tavoittaa.<br />
Manner-Euroopassa hyvin suosituksi<br />
järjestelmäksi ovatkin nousseet ns. VRV<strong>ja</strong><br />
Multisplit-järjestelmät. Ilmalauhdutteisten<br />
vedenjäähdytyspakettien ongelmia<br />
niissä ei ole. Riskittömiä valinto<strong>ja</strong> nekään<br />
eivät ole, sillä ongelma on jäähdyke itsessään.<br />
R-jäähdykettä kierrätetään rakennuksessa,<br />
jolloin vuotoriski on hyvin suuri.<br />
Lisäksi R22- jäähdyke poistuu markkinoilta<br />
vuoteen 2010 mennessä. Talteenotettuna<br />
<strong>ja</strong> puhdistettunakin sitä voidaan<br />
käyttää huoltotarkoituksiin vain vuoteen<br />
2015 saakka. R22:ta käyttävistä järjestelmistä<br />
osa laitoksista joudutaan purkamaan<br />
pois <strong>ja</strong> asiakas menettää koko jäähdytysjärjestelmänsä.<br />
Perinteisellä tavalla<br />
rakennetussa laitoksessa kylmävesikierto<br />
rajoittuu päätelaitteisiin, joten tätä ongelmaa<br />
ei ole. Kannattaakin muistaa, että<br />
myös osa nykyisin hyväksytyistä jäähdykkeistä<br />
poistuu joskus markkinoilta!<br />
<strong>Chiller</strong> Oy on halunnut uudella Chillquick<br />
Light -konseptillaan yhdistää laitosten<br />
hyvät puolet. Huonetiloissa kiertää<br />
aina puhdas vesi <strong>ja</strong> kahden pääkomponentin<br />
välissä kiertää kylmäaine. Vesiputkistopuolella<br />
suosittelemme yli + 5C° :tta<br />
suurempaa lämpötilaeroa, koska näin järjestelmään<br />
riittävät halkaisi<strong>ja</strong>ltaan pienemmät<br />
putket.<br />
2 SUUNTA 1/2009
Chillquick Light<br />
Helposti <strong>ja</strong> nopeasti asennettava Chillquick<br />
Light on erittäin hintakilpailukykyinen<br />
<strong>ja</strong> sen huollon tarve on pieni aiemmin<br />
kuvattuihin järjestelmiin nähden. Jäähdyketäytös<br />
on myös hyvin pieni, joten pienimpiä<br />
järjestelmiä ei edes vuosittainen<br />
tarkastuspakko koske.<br />
Ulkoyksikkö SAC on suunniteltu <strong>ja</strong> valmistettu<br />
pohjolan kylmiin olosuhteisiin.<br />
Kaikissa koneissa pienimmästä suurimpaan<br />
on käytetty kolmivaiheisia kierukkakompressoreita.<br />
Ratkaisu nostaa pienimpien<br />
kompressorilauhduttimien hintaa,<br />
mutta toisaalta ylikuormitus ei tuhoa kompressorin<br />
käämiä. Jokainen kompressori<br />
on varustettu vaihevahdilla, ylikuormitussuo<strong>ja</strong>lla<br />
<strong>ja</strong> kampikammion lämmitysvastuksella.<br />
Lauhtumispainetta säädetään<br />
Saginomyan kehittämällä <strong>ja</strong> valmistamalla<br />
portaattomalla painekytkimellä. Ratkaisu<br />
takaa osaltaan laitteen häiriöttömän<br />
ympärivuotisen käytön. Sähköurakoitsi<strong>ja</strong>n<br />
työtä helpottaaksemme olemme varustaneet<br />
jokaisen koneen turvakytkimellä.<br />
CQLI- sisäyksikkö on pieni kompakti<br />
laite, joka voidaan piilottaa siivouskomeroon<br />
tai johonkin sopivaan nurkkaan.<br />
Laitteen syvyys on ainoastaan 350 mm,<br />
joten se jää hyvin lähelle seinäpintaa.<br />
Laite on nopea <strong>ja</strong> kevyt asentaa. Järjestelmän<br />
äly si<strong>ja</strong>itsee CQLI-sisäyksikössä,<br />
joten ulkolämpötilan vaihteluilla ei ole<br />
mitään merkitystä järjestelmän toimintaan.<br />
Tasaisen käynnin takaamiseksi laite<br />
sisältää 80:n litran vesisäiliön. Paisuntaastia<br />
<strong>ja</strong> korkealaatuinen vesipumppu laitteen<br />
sisällä sisältyvät toimitukseen. Sisäyksikössä<br />
on myös usein aivan liian<br />
vähälle huomiolle jäävä elektroninen paisuntaventtiili,<br />
joka kompressorien <strong>ja</strong> lämmönvaihtimien<br />
rinnalla on kuitenkin yksi<br />
tärkeimmistä komponenteista.<br />
Chillquick Light on loppuun asti<br />
kehitetty, parhaista komponenteista<br />
rakennettu, moderni <strong>ja</strong> helposti asennettava<br />
vedenjäähdytysjärjestelmä pienitehoisiin,<br />
5–20 kW:n jäähdytysjärjestelmiin<br />
konttoritiloihin <strong>ja</strong> serverihuoneisiin tai esimerkiksi<br />
pienten koneiden jäähdytykseen<br />
teollisuudessa. www.chiller.fi<br />
UUTUUS!<br />
SUUNTA 1/2009 3
<strong>Edullista</strong> lämpöä <strong>ja</strong> jäähdytystä kiinteistöön<br />
Lämpöpumppu on mainio vekotin<br />
Teksti: DI Ari Aula<br />
Perinteisistä öljy- <strong>ja</strong> sähkölämmitysjärjestelmistä<br />
lämpöpumppulämmitys eroaa<br />
varsin selvästi. Lämpöpumppu toimii<br />
kuten jääkaappi; lämpöenergiaa siirretään<br />
kompressorikoneikolla jostakin matalalämpötilatasosta<br />
kiinteistön lämmitysjärjestelmään.<br />
Lämpöpumppu on siis sähkölämmityslaitteisto,<br />
jonka koneikko käyttää<br />
hieman sähköä toimintaansa <strong>ja</strong> tuottaa<br />
samalla runsaasti ilmaista lämpöenergiaa.<br />
Lämpötilatasoista riippuen sähkön osuus<br />
on yleisimmin vain kolmasosa lämpöpumpulla<br />
tuotetusta kokonaisenergiasta, suotuisissa<br />
olosuhteissa viidesosa tai jopa<br />
vieläkin vähemmän. Lämmönlähteenä voivat<br />
olla ympäröivä maaperä, kallioon poratut<br />
lämpökaivot, vesistö, ilmastointijärjestelmän<br />
poistoilma tai jopa ulkoilma. Lisäksi<br />
teollisuuskohteiden useimmiten käyttökelvoton<br />
prosessien hukkalämpö pystytään<br />
<strong>ja</strong>lostamaan lämpöpumpulla arvokkaaksi<br />
lämpöenergiaksi.<br />
Lämpöpumpun pääkomponentit ovat<br />
kompressori (1), höyrystin (2), lauhdutin (3)<br />
<strong>ja</strong> paisuntaventtiili (4). Koneikon toiminta<br />
perustuu kylmäaineen höyrystymiseen <strong>ja</strong><br />
lauhtumiseen. Kompressorilla <strong>ja</strong> paisuntaventtiilillä<br />
saadaan aikaiseksi paine-erot eri<br />
lämmönsiirtimien välille. Kylmäaine höyrystyy<br />
höyrystimessä matalassa lämpötilassa<br />
sitoen suuren määrän energiaa <strong>ja</strong><br />
nesteytyy lauhduttimessa korkeassa<br />
lämpötilassa luovuttaen lämmön lämmitysjärjestelmään.<br />
Alla olevassa kuvassa on esitetty tyypillinen<br />
kylmäaineen kiertoprosessi, kun<br />
lämmön lähteenä on maaperästä tai vesistöstä<br />
saatava energia. Höyrystimessä kylmäaine<br />
kiehuu noin -5°C:een lämpötilassa<br />
<strong>ja</strong> lämpiää lopussa noin 0°C:een. Kompressori<br />
imee höyryn <strong>ja</strong> puristaa sen noin<br />
30 baarin paineeseen. Lämpötila nousee<br />
samalla yli +90°C:een. Korkeapaineinen<br />
kaasu johdetaan lauhduttimeen, jossa se<br />
jäähtyy <strong>ja</strong> nesteytyy noin +50°C:een lämpötilassa<br />
luovuttaen lämmön lämmitysjärjestelmän<br />
veteen. Nestemäinen kylmäaine<br />
johdetaan paisuntaventtiilin kautta uudelleen<br />
höyrystimelle matalampaan, noin<br />
seitsemän baarin paineeseen, jolloin se on<br />
jälleen valmiina sitomaan energiaa lämmönlähteestä.<br />
Lämpöpumppujen teho<strong>ja</strong> verrattaessa<br />
puhutaan laitteen lämpökertoimesta. Esimerkkitilanteessa<br />
järjestelmän lämpökertoimeksi<br />
saadaan noin 3.5. Toisin sanoen,<br />
jos höyrystimellä kerätään lämpöä maasta<br />
75 kW:n teholla, tarvitaan kompressorin<br />
pyörittämiseen sähköä noin 30 kW <strong>ja</strong><br />
kokonaisuudessaan saadaan lämpöenergiaa<br />
hyödyksi 105 kW.<br />
Kiinteistön lämmitys <strong>ja</strong> jäähdytys<br />
lämpöpumpulla<br />
Nykyisin lähes kaikkien uusien liike- <strong>ja</strong> toimistokiinteistöjen<br />
LVI-järjestelmä varustetaan<br />
myös koneellisella jäähdytyksellä.<br />
Monia kiinteistöjä on jäähdytettävä kuitenkin<br />
vain kesäaikaan, jolloin koneikko on<br />
käyttämättä suurimman osan vuotta. Tuntuisikin<br />
järkevältä käyttää samaa laitteistoa<br />
myös lämmitykseen, onhan jäähdytyskoneikko<br />
rakenteeltaan <strong>ja</strong> toiminnaltaan<br />
aivan vastaava kuin lämpöpumppu.<br />
Monissa kiinteistöissä on toisaalta tarvetta<br />
talviaikaiseenkin jäähdytykseen esimerkiksi<br />
ATK- <strong>ja</strong> muissa laitetiloissa. Tämä hukkalämpö<br />
voidaan hyödyntää lämpöpumpun<br />
avulla <strong>ja</strong> käyttää se lämmittämiseen muualla<br />
kiinteistössä.<br />
Lämpöpumppujärjestelmän toimivuuden<br />
kannalta on tärkeintä ottaa suunnittelussa<br />
huomioon kaikki jäähdytys- <strong>ja</strong> lämmitysenergian<br />
tarpeet. Suunnitteluvaiheessa<br />
on mietittävä, mitoitetaanko laitteisto tarvittavan<br />
jäähdytys- vai lämmitystehon<br />
mukaan; toimiiko laitteisto lämpöpumppuna<br />
vain sillä teholla, joka saadaan jäähdytystarpeesta<br />
vai tarvitaanko lämpöpumpulle<br />
muitakin lämmönlähteitä.<br />
Karkeasti voidaan arvioida, että jäähdytyskoneikolla<br />
(kylmävesiasema) pystytään<br />
tuottamaan lämpöpumppukäytössä<br />
sama lämmitysteho kuin koneikon jäähdytysteho<br />
on jäähdytystilanteessa. Näin on,<br />
mikäli järjestelmä on mitoitettu tuottamaan<br />
jäähdytystilanteessa +12/+7°C :een vettä<br />
<strong>ja</strong> liuoslauhduttimen mitoituksena on<br />
+36/+42°C sekä lämpöpumppukäytössä<br />
järjestelmän lämmönlähteenä on vesistö<br />
tai lämpökaivot <strong>ja</strong> tuotetun lämmön lämpötila<br />
noin +50°C.<br />
Oletetaanpa, että kiinteistön mitoitustilanteen<br />
lämmöntarve on 200 kW, jäähdytystarve<br />
100 kW <strong>ja</strong> koneikko mitoitetaan<br />
jäähdytystehon mukaan. Lämpöpumppukäytössä<br />
samalla koneikolla pystytään<br />
siten tuottamaan noin 50 prosenttia mitoitustilanteen<br />
lämmitystehosta, mutta koko<br />
vuotuisesta lämmitysenergiasta jopa<br />
yli 90 prosenttia. Jos kiinteistöä pitäisi<br />
jäähdyttää myös talvisaikaan, lämpöpumpun<br />
hyötysuhde paranee <strong>ja</strong> osuus koko<br />
lämmöntuotosta nousee entisestään.<br />
Kuvan 4 mukaisella kuormitusprofiililla<br />
lämmitysenergian tarve on noin 540 MWh<br />
<strong>ja</strong> jäähdytysenergian tarve noin 240 MWh.<br />
Kaaviossa vihreä pinta kuvaa lämpöpum-<br />
Kuva 2. Kompressorin kiertoprosessi esitettynä log p-h tasolla. Esimerkkitilanteessa lämmönlähteestä<br />
saadaan höyrystimeen +2°C lämpöä <strong>ja</strong> liuos palaa maahan -1°C lämpötilassa. Lauhduttimessa<br />
lämmitysjärjestelmän +44°C vesi lämmitetään +50°C lämpötilaan.<br />
4 SUUNTA 1/2009
pulla tuotettua energiaa <strong>ja</strong> punainen tarvittavaa<br />
lisälämpöä. Lämpöpumpun osuus<br />
on noin 92 prosenttia lämmitysenergiasta.<br />
Sininen alue kuvaa jäähdytysenergiaa.<br />
Integroidussa lämpöpumppu- /<br />
jäähdytyskoneikkokäytössä lämpöpumpun<br />
lämmönlähdettä, esimerkiksi porakaivoa<br />
<strong>ja</strong> vesistöä, voidaan käyttää myös tuottamaan<br />
edullista vapaajäähdytystehoa.<br />
<strong>Chiller</strong> Chillquick Thermo<br />
Lämpöpumput<br />
<strong>Chiller</strong> Oy:n valmistamat lämpöpumput<br />
ovat kotimaisia sar<strong>ja</strong>valmisteisia laitteita. Ne<br />
koostuvat moduulirakenteisesta lämpöpumppukoneikko-osasta<br />
<strong>ja</strong> asiakaskohtaisista<br />
lisämoduuleista. Lisämoduuleilla laite<br />
räätälöidään kohteeseensa halutuille suoritusarvoille<br />
<strong>ja</strong> toimintaperiaatteille. Lämpöpumppu<br />
on helposti muunneltavissa toimimaan<br />
niin lämmitys-, jäähdytys- kuin<br />
lämmön talteenottolaitteistonakin.<br />
Koneikoissa käytetään erittäin hil<strong>ja</strong>isia<br />
<strong>ja</strong> värähtelytasoltaan perinteisiin mäntäkompressoreihin<br />
verrattuna matalia kierukkakompressoreita,<br />
scrolle<strong>ja</strong>. Kylmäaineputkistot<br />
ovat erikoisvahvaa Cuporin<br />
(Outokummun) jäähdytyslaadun kupariputkea.<br />
Putkistot valmistetaan taivuttamalla,<br />
joten juotosten <strong>ja</strong> mahdollisten<br />
vuoto- <strong>ja</strong> rikkoutumiskohtien määrä on<br />
minimoitu. Koneikkojen tiiviys tarkastetaan<br />
<strong>ja</strong> varmistetaan monivaiheisella paine- <strong>ja</strong><br />
tyhjötestauksella, viimeisenä markkinoiden<br />
tarkimmalla menetelmällä eli helium<br />
vuototestillä.<br />
Kylmäaineena käytämme nykyiset<br />
ympäristömääräykset täyttävää <strong>ja</strong> erityisesti<br />
ilmastointi- <strong>ja</strong> lämpöpumppusovelluksiin<br />
kehitettyä R410A -kylmäainetta.<br />
R410A:n hyvät tulistusominaisuudet takaavat<br />
runsaasti lämmintä käyttövettä.<br />
Elektronisten paisuntaventtiiliensä<br />
ansiosta koneikot käyvät tasaisesti <strong>ja</strong><br />
energiatehokkaasti kaikissa kuormitusolosuhteissa.<br />
<strong>Chiller</strong>in kehittämä oh<strong>ja</strong>usautomatiikka<br />
optimoi <strong>ja</strong> tasaa kompressorien<br />
käynnin <strong>ja</strong> minimoi käynnistysten <strong>ja</strong> pysähdysten<br />
määrän. Lämpöpumppu voi toimia<br />
joko täysin itsenäisenä lämmitys- <strong>ja</strong> jäähdytyslaitteistona<br />
tai sitä voidaan oh<strong>ja</strong>ta<br />
kiinteistön taloautomatiikalla.<br />
Lämpöpumpussa on kokoluokasta riippuen<br />
joko 1, 2 tai 4 kompressoria. Kahdella<br />
<strong>ja</strong> neljällä kompressorilla varustetut lämpöpumput<br />
ovat lisäksi kaksipiirisiä eli kompressori-<br />
tai putkirikko-tilanteessakin puolet<br />
tehosta on vielä käytössä. Usean<br />
kompressorin järjestelmissä on luonnollisesti<br />
monta tehoporrasta, mikä takaa, että<br />
laite toimii aina energiantarpeen mukaisesti.<br />
Suurissa kohteissa useita lämpöpumppu<strong>ja</strong><br />
voidaan kytkeä rinnan.<br />
Kaikki valmistamamme lämpöpumput<br />
testataan tuotannossa täysmittakaavakoeajossa,<br />
johon asiakas voi halutessaan<br />
osallistua.<br />
Kuva 3. Periaatekuva yhdistetystä lämmitys- <strong>ja</strong> jäähdytyskäytöstä<br />
Kuva 4. Esimerkki lämmitys- <strong>ja</strong> jäähdytystehon pysyvyyskäyrät<br />
Käy tutustumassa tarkemmin verkkosovuillamme: www.chiller.fi<br />
Lisämoduuli lämpöpumppukoneikkoon LTO,<br />
lämmönkeruu <strong>ja</strong> jäähdytyssovelluksiin<br />
Kuva 5. 3D-mallit lämpöpumppu- <strong>ja</strong> lisämoduulista<br />
<strong>Chiller</strong> Chillquick Thermo -malliston neljän<br />
kompressorin lämpöpumppu moduuli<br />
SUUNTA 1/2009 5
Teksti: Heikki Lahdenperä<br />
Elektroninen paisuntaventtiili on<br />
tärkeä osa jäähdykekiertoa<br />
Jäähdykekierron vähäpätöisimmän komponentin merkitys on saanut arvonsa vasta 2000-luvulla.<br />
Komponentti on järjestelmään nähden hinnaltaan halpa, joten sen kehittämiseen ei aiemmin ole<br />
katsottu olevan tarvetta. Energian kallistuminen on lopulta sysännyt liikkeelle tämänkin komponentin<br />
kehitystyön.<br />
Jäähdykekierron pääkomponentit ovat kompressori,<br />
höyrystin, lauhdutin <strong>ja</strong> paisuntaventtiili. Alan kir<strong>ja</strong>llisuudessa<br />
käsitellään yleensä näitä kolmea ensimmäistä.<br />
Kaikkein vähimmälle huomiolle jää paisuntaventtiili. Sillä<br />
on jäähdykekierossa kuitenkin tärkeä tehtävänsä. Paisuntaventtiili<br />
erottaa kompressorin imu- <strong>ja</strong> painepuolen toisistaan.<br />
Kompressori pumppaa jäähdykekaasun lauhduttimeen,<br />
jossa kaasu nesteytyy vapauttaen energiaa<br />
johonkin väliaineeseen. Nestemäinen jäähdyke virtaa sitten<br />
paisuntaventtiilin kautta höyrystimeen. Höyrystyminen<br />
on mahdollista, koska kompressori aiheuttaa matalamman<br />
paineen paisuntaventtiilin avulla.<br />
Paisuntaventtiilin tehtävänä on reagoida nopeasti järjestelmässä<br />
tapahtuviin muutoksiin.<br />
Paisuntaventtiili on sinänsä edellä mainituista laitteista<br />
täysin irrallaan toimiva komponentti. Se oh<strong>ja</strong>utuu höyrystymisen<br />
jälkeisestä kaasusta <strong>ja</strong> erityisesti kaasun lämpötilasta,<br />
yleisesti puhutaan tulistuneesta kaasusta. Paisuntaventtiilin<br />
on pidettävä tulistuslämpötilaa vakiona.<br />
Normaalisti tulistuslämpötila on n. 6...8 °C.<br />
Kompressorivalmista<strong>ja</strong> haluaa mahdollisimman<br />
suuren tulistuksen, jotta jäähdykekaasu tulisi kompressoriin<br />
mahdollisimman kuivana, pisarattomana. Höyrystinvalmista<strong>ja</strong><br />
puolestaan haluaa mahdollisimman<br />
pienen tulistuksen, koska tulistuksen lisääminen johtaa<br />
matalampaan höyrystymislämpötilaan, siis aiheuttaa<br />
jäätymisvaaran. Liian suuri tulistus taas heikentää höyrystymislämpötilasta<br />
johtuen laitoksen COP-arvoa.<br />
Lämmönvaihtimissa on tapahtunut huima muutos<br />
2000-luvulla. Moniputkisiirtimistä on siirrytty levylämmönvaihtimiin.<br />
Niiden tyypillisenä piirteenä on erinomainen<br />
lämmön siirtyminen pieneen tilavuuteensa nähden<br />
sekä jäähdyke- että vesipuolella. Pieni tilavuus saa<br />
aikaan erittäin aggressiivisen prosessin. Prosessin<br />
nopeus edellyttää myös erittäin nopeaa paisuntaventtiiliä.<br />
Siksi tarvitaan elektronisia paisuntaventtiilejä.<br />
Komponenttitoimitta<strong>ja</strong>t ovat tutkineet huolella elektronista<br />
paisuntaventtiiliä, merkittävänä esimerkkinä Carel.<br />
Elektronisen paisuntaventtiilin komponentit <strong>ja</strong> toiminta<br />
Järjestelmä koostuu kolmesta pääkomponentista,<br />
jotka ovat:<br />
- elektroninen paisuntaventtiili<br />
- muunnin/oh<strong>ja</strong>inosa,<br />
- paine <strong>ja</strong> lämpötila-anturit.<br />
Höyrystimen lopussa tapahtuvan tulistuksen säätö<br />
<strong>ja</strong>kautuu seuraaviin vaiheisiin:<br />
1. Kompressorin imulämpötilan <strong>ja</strong> tulistuksen<br />
loppupaineen mittaus.<br />
2. Höyrystymispaineeseen perustuva<br />
höyrystymislämpötilan laskenta.<br />
3. Tulistuslämpötilan laskenta.<br />
4. Tulistuslämpötilan <strong>ja</strong> asetusarvolämpötilan välisen<br />
virhe-eron laskenta.<br />
5. Venttiilin uudelleen asettelu PID-algoritmin<br />
mukaan<br />
6. Venttiilin uudelleen asettelu jäähdykkeen<br />
virtausmäärän mukaan.<br />
Kylmäkierron optimointi energiaa säästäväksi<br />
Merkittävin keino kylmälaitoksen COP-arvon parantamiseksi on<br />
lauhtumispaineen laskeminen ulkolämpötilan funktiona. Tällöin<br />
kompressori tekee pienemmän pumppaustyön <strong>ja</strong> jäähdyke on<br />
lauhduttimen jälkeen alemmalla lämpötilatasolla, jolloin jäähdytysteho<br />
kasvaa. Mekaanista paisuntaventtiiliä käytettäessä tämä<br />
ei ole mahdollista, koska se vaatii riittävän paine-eron toimiakseen.<br />
Tätä ongelmaa ei ole elektronisellapaisuntaventtiilillä.<br />
Kysymys on merkittävistä säästöistä: energiaa voidaan Suomen<br />
ilmastossa säästää yli 20 %. Kun tällaiseen laitokseen lisätään<br />
vielä vapaajäähdytys kylmiä vuodenaiko<strong>ja</strong> varten, laitoksella on<br />
erinomainen COP-arvo. Chillqick Eco -laitos on perustunut juuri<br />
tähän logiikkaan.<br />
6 SUUNTA 1/2009
Seuraavassa kuvassa on esitetty<br />
termostaattisen- <strong>ja</strong> elektronisen<br />
paisuntaventtiilin toimintaeroa<br />
kylmävesiasemassa.<br />
Molemmissa tapauksissa +12 °C:nen vesi<br />
jäähdytetään +7 °C:een.<br />
Mekaaninen venttiili joudutaan säätämään<br />
normaalisti paljon suuremmalle tulistukselle<br />
kuin elektroninen venttiili, jotta vältetään<br />
kylmäainenesteen pääsy kompressoriin.<br />
Kuvan esimerkissä elektronisella<br />
paisuntaventtiilillä saavutetaan 2 astetta<br />
korkeampi höyrystymislämpötila kuin<br />
perinteisellä paisuntaventtiilillä <strong>ja</strong> samasta<br />
höyrystimestä saadaan huomattavasti<br />
suurempi teho <strong>ja</strong> koneiston hyötysuhde<br />
paranee useita prosentte<strong>ja</strong>.<br />
Perinteinen termostaattinen paisuntaventtiili<br />
Elektroninen paisuntaventtiili<br />
Elektronisen paisuntaventtiilin tekniset edut:<br />
Lämpöpumppu/jäähdytyslaitokset voivat toimia moitteettomasti eri kuormituksilla sekä eri lauhtumislämpötiloissa<br />
että eri höyrystimen veden lämpötiloilla. Näitä laitoksia ei käytännössä voi tehdä muilla paisuntaventtiiliratkaisuilla.<br />
Paisuntaventtiili voidaan sähköisten ominaisuuksiensa vuoksi yhdistää kaukovalvontaan <strong>ja</strong> saada sen toiminta<br />
optimoitua laitokseen sopivaksi.<br />
Laitoksen jäähdykemäärä voidaan säätää tarkalleen oikeaksi, koska paisuntaventtiilin askelmäärä indikoi<br />
jäähdykemäärän. Pienessä laitoksessa jäähdyketäytöksen virhe vaikuttaa hyötysuhteeseen useita prosentte<strong>ja</strong>.<br />
Elektroninen paisuntaventtiili reagoi hyvin nopeasti kuormituksen vaihteluihin, joten COP pysyy korkealla tasolla<br />
koko laitoksen toiminnan a<strong>ja</strong>n.<br />
<strong>Chiller</strong> Oy on toimittanut kaikki kylmävesiasemat jo kahden vuoden a<strong>ja</strong>n elektronisilla paisuntaventtiileillä<br />
varustettuina. Kokemukset ovat olleet erinomaisia.<br />
SUUNTA 1/2009 7
<strong>Chiller</strong> Oy<br />
Louhostie 2<br />
04300 Tuusula<br />
Puh. (09) 2747 670<br />
Fax (09) 2747 6777<br />
info@chiller.fi<br />
www.chiller.fi<br />
<strong>Chiller</strong> Jyväskylä<br />
Puh. (014) 378 2511<br />
Fax (014) 378 2510<br />
jyvaskyla@chiller.fi<br />
<strong>Chiller</strong> Lahti<br />
Puh. (03) 876 470<br />
Fax (03) 876 4750<br />
lahti@chiller.fi<br />
<strong>Chiller</strong> Tampere<br />
Puh. (03) 214 3250<br />
Fax (03) 213 4252<br />
tampere@chiller.fi<br />
<strong>Chiller</strong> Kuopio<br />
Puh. (017) 263 1880<br />
Fax (017) 263 1807<br />
kuopio@chiller.fi<br />
<strong>Chiller</strong> Turku<br />
Puh. (02) 253 5700<br />
Fax (02) 253 5799<br />
turku@chiller.fi<br />
<strong>Chiller</strong> Stockholm<br />
Puh. +46 8 5450 2080<br />
Fax +46 8 611 0680<br />
info@chillersverige.se<br />
REFTEC AS, Norway<br />
Puh. +47 7 310 3950<br />
Fax +47 7 310 3955<br />
www.reftec.no<br />
Lisätieto<strong>ja</strong> <strong>Chiller</strong> Oy tuotteista <strong>ja</strong> ratkaisuista löydät<br />
kotisivuiltamme www.chiller.fi<br />
Voit tilata <strong>Chiller</strong> Oy:n SUUNTA-lehden sekä<br />
esitemateriaalia sähköpostitse: info@chiller.fi tai<br />
puhelimitse 09-274 7670.<br />
Lehteä voi myös lukea sähköisesti<br />
kotisivuillamme: www.chiller.fi<br />
Huom!<br />
Suunnittelutoimistot, jos olette kiinnostuneita<br />
kuulemaan lisää lämpöpumppuratkaisuistamme,<br />
varatkaa meiltä luentoaika, p. 09-274 7670<br />
SEURAAVASSA NUMEROSSA 2/2009<br />
Lämpöpumppu <strong>ja</strong> lämmöntalteenotto<br />
Osa 2: <strong>Edullista</strong> lämpöä <strong>ja</strong> jäähdytystä kiinteistöön.<br />
<strong>Chiller</strong> kasettipatteri<br />
Kasettipatteri on erinomainen ratkaisu toimistotilojen<br />
jäähdytykseen.<br />
Laadun varmistus tuotannossa<br />
Täysmittakaavakoeajo <strong>ja</strong> vuototestaus heliumilla ovat<br />
laadunvarmistuksen tärkeimmät tukipylväät.<br />
CH_TT_0708_1.indd 1 10.10.2008 15:04:54
Change language