Ofnakerfi – Rannsókn, jafnvægisstilling, orkusparnaður

Grein/Linkur:  Rannsóknir á ofnakerfi og uppfærsla vegna orkusparnaðar

Höfundur: Sveinn Áki Sverrisson

Heimild: 

.

.

Ágúst 2025

Rannsóknir á ofnakerfi og uppfærsla vegna orkusparnaðar

Orkunotkun

Mjögl líltið hefur farið fyrir umræðu um jafnvægisstillingu vatnskerfa í byggingum. Gerðar hafa verið nokkrar skýrslur þar sem fjallað hefur verið um orkunotkun bygginga í tengslum við Grænni byggð, Vegvísaverkefnið og Orkunotkun húsa, kannanir Nýsköpunarmiðstöðar. Þessar skýrslur hafa ekki fjallað um hitakerfi sérstaklega en það er vitað að íslenskar byggingar nota meiri orku en svipaðar byggingar erlendis. Stór þáttur í aukinni orkunotkun er uppbygging hitakerfa, hvernig þeim er stýrt og hvernig þau eru stillt.

Jafnvægisstilling og orkusparandi lausnir

Að ná fram orkusparnaði í kvörtunarlausum hitakerfum í bygginga getur verið áskorun. Reynslan sýnir að í mörgum byggingum eru ofnakerfin alls ekki jafnvægisstillt og er undirrót hárra orkureikninga og kvartana íbúa um hitakerfið. Sem betur fer eru lausnir til að leysa ójafnvægið. Sjálfvirk þrýstijöfnum við stiglögn eða beint við ofna, hraðastýrðar dælur með mismunandi stillingarmöguleikum, rétt vatnsgæði og rétt gangsetning kerfisins tryggja hámarksvirkni og afköst hitakerfisins. Það gagnast bæði byggingareigendum og notendum byggigarinnar eða íbúum.

Skref 1:

Taka skal saman upplýsingar um kerfið. Ofnakerfið er lokað dælukerfi með varmaskipti. Stjórnstöð stýrir framrásarhita í takt við útihita. Snjallmælir er á jarðvarmaveitu og hægt er að nota til þess að mæla rennsli. Myndin hér að neðan sýnir kerfið. M1 (mótorlokinn) er PICV-loki sem er óháður þrýstingi.

Greining á tveggja pípu ofnakerfi

Við þurfum að fá að vita: Upplifa leigjendur í húsinu einhver af þessum vandamálum? Hávaðavandamál (tikk, flaut, loftbólur o.s.frv.) Undir-eða ofhitnunar vandamál með þægindi innandyra. Langur gangsetningartími, þegar það tekur langan tíma fyrir ofn að hitna eftir næturlækkun.

Annað . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … Hvaða byggingarár er byggingin? ……….

Hver er heildarorkunotkun allrar byggingarinnar síðustu þrjú hitunartímabil sem eru 8760 klst á ári fyrir Ísland (helst án neysluvatns). Áætla má neysluvatn sem 10% heildarnotkun ?

Hitatímabil ……/…… (t.d. 2021/2022)

Hitatímabil ……/…… (t.d. 2023/2024)

Hitatímabil ……/…… (t.d. 2025/2026)

………………………………. m3

………………………………. m3

………………………………. m3

Önnur vandamál með hitakerfið sem gætu skipt máli:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Hvaða gerð jafnvægisloka eru settir upp í hitakerfinu?

A Engir jafnvægislokar (strenglokar) yfirleitt

B Ofnlokar með forstillingu

C Handvirkir jafnvægislokar

D Annað (flæðistakmarkarar, op)

E Mismunaþrýstistýringur (sjálfvirkir jöfnunarlokar)

Er kerfið í gangi (ef þú hefur svarað B, C, D eða E í fyrra svari)?

Já Já, en aðeins forstilling á ofnalokum hefur verið gerð.

Já, en aðeins reiknuð forstilling hefur verið gerð á jafnvægislokum (Engar þrýstings- eða rennslismælingar Já, en engin skýrsla tiltæk.

Já, en jafnvægislokarnir virka ekki rétt.

Nei Merktir þú við í einhverjum af rauðu, ferköntuðu reitunum?

Þá ætti að fínstilla tveggja pípa ofnakerfið.

Haltu áfram

Þrep 2

Mælingar og skráning

Vinsamlegast mælið og skráið eftirfarandi hitastig þrisvar sinnum á einum degi (ef mögulegt er). Nákvæmir mælipunktar eru merktir með tölu á myndinni hér að neðan.

• Núverandi útihitastig 1

• Útstreymishitastig varmaskiptara 2

• Útstreymishitastig þéttikatla/varmaskiptara 3

• Útstreymishitastig og útstreymishitastig neðst á fyrsta og síðasta stigrörinu 4

• Útstreymishitastig og útstreymishitastig á síðasta ofni í hverju stigröri 5

Þrep 2a

Bættu mælinganiðurstöðunum við grafið. Veldu dag með eins lágum útihita og mögulegt er. Mældu aðrennslis- og frárennslishita og bættu við gildinu við grafið hér að neðan með því að setja „punkta“ við mældan útihita. Dragðu síðan línu til að tengja þrjár mælingar á deginum (sjá dæmi).

Er mældur hitastigsmunur (ΔT) lægri en 20 °C (hönnunar-ΔT)? Ef já, íhugaðu hagræðingu kerfisins.

Er mældur hitastigsmunur (ΔT) hærri en 20 °C? Ef já, þá er kerfið rétt jafnvægisstillt.

Ef þú ert með mikið hitastigsfall í dreifilögnum, athugaðu einangrun á pípum.

Þrep 3

Að hámarka hitaferilinn

Opnaðu stjórntækið við hitagjafann (stjórnistöð/katli o.s.frv.) og lestu stillingar ferilsins. Breyttu og leiðréttu (ef þörf krefur) hitaferilsins „samsíða færslu“ í stjórntækinu við stjórnistöðina samkvæmt „kjörhitaferlinum“. Endurnýjuð bygging (einangrun) Gömul bygging (engin einangrun)

Þrep 4

Hönnun og uppsetning

Athugið þrýsting og flæði á hringrásardælunni. Það ætti að vera hægt að athuga hvort þrýstingurinn sé stöðugur. Lágmarksþrýstingur dælunnar ætti að ná yfir þrýstingsfallið í mikilvægu hringrásinni (lengstu). Vinsamlegast athugið tiltækan þrýsting með öllum hitastillum opnum eða sundurskildum.

Niðurstaða

Gildin sem fengust í skrefum 2 til 4 gefa ykkur skýra yfirsýn yfir (hugsanleg) vandamál í hitakerfinu ykkar og eru vísbending um að hámarka kerfið. Auðvelt er að ræsa kerfið eftir að því er lokið með því að setja upp sjálfvirka jafnvægisloka frá ASV og hitastillta ofnloka með forstillingu, þar sem ofnlokarnir tryggja rétt flæði í gegnum hvern ofn og ASV-PV lokarnir útrýma sjálfkrafa þrýstingssveiflum sem orsakast af breyttri hitaþörf.

Uppsetning og gangsetning

• Fáið teikningar eftir herbergjaflötum, gefin upp í m2, af öllum íbúðum í byggingunni. Ef teikningar eru ekki tiltækar, vinsamlegast mælið flatarmálið.

• Ákvarðið forstillingargildi fyrir hvern ofnloka í samræmi við stærð hvers herbergis og upplýsingarnar úr töflunni:

• Skráðu valda forstillingu (gangsetningarreglur)

• Ákvarðið ásamt eiganda fasteignarinnar og framkvæmdastjóra takmörkun á herbergishita og íhugið þörfina fyrir hitastilli með fjarstýrðum skynjara.

• Veljið gerð mismunadrýstistýringar (fastur ΔP 10 kPa ASV-P eða stillanleg 5-25 kPa ASV-PV) samkvæmt töflunni: . Athugið nauðsynlegt ΔP fyrir ASV-P(V). Veljið stærð lokans, þessi ætti að vera sú sama og stærð strengsins, eða ef núverandi lokar eru með minni stærð en strengurinn, veljið þá þessa stærð.

ATHUGIÐ! Hafið í huga að ALLIR ofnar verða að vera stjórnaðir með ASV-loka. Þetta á einnig við um ofna í sameiginlegum rýmum eins og kjallara. Það er ekki hægt að sleppa neinum ofnum í þessu orkusparnaðarferli.

• Setjið upp mismunaþrýstistýringar.

• Forstillið ofnaloka. Forstillið ASV-PV loka í öllum stiglögnum.

• Fyllið, skolið og loftið úr kerfinu.

Gangsetning og prófanir

Gangsetning

• Mælið mismunaþrýstinginn yfir síðasta stigrörið (milli frárennslis á ASV-P/PV (festið millistykki fyrir mismunaþrýstingsmælingu 003L8273) og ASV-BD á stigrörinu. Lækkið dæluþrýstinginn þar til stilltur þrýstingur er tapaður, aukið dæluþrýstinginn nokkur skref aftur á bak til að fá stillt gildi.

• Stillið þrýsting í hringrásardælunni þannig að nauðsynlegt ΔP sé náð. Ef er um endurbætur að ræða skal muna að opna hitastillana að fullu.

• Setjið upp hitastilla fyrir ofna.

• Stillið feril stjórntækisins (við stjórnstöðina) á raushæft gildi miðað við fyrri stillingu.

Eftirfylgni

Eftir að ofnakerfið hefur verið í gangi í um það bil 1 mánuð skal mæla rennslis- og bakstreymishita í stjórnstöðinni, lokastigsrörinu og lokaofninum í kerfinu á appelsínugulum merktum stöðum. Þetta ætti að gera við lægsta útihita og mögulegt er (að morgni). • Athugaðu hitastigið, markmiðið er að ná ΔT samkvæmt niðurstöðu skrefs 2.

JAFNVÆGISSTILLING OFNAKERFIS

Forstilling á ofnlokum gerð RA-N10 frá Danfoss

Forstilling hjálpar til við að dreifa vatnsflæði um ofna. Hún gerir kerfinu kleift að mæta breytilegri hitaþörf og samsvara breytilegri orkuframboði til að hámarka þægindi og orkusparnað.

Dæmi:

Ef margir ofnar eru í sama herbergi, vinsamlegast lestu dæmið hér að neðan.

Dæmi: Í 24m2 herbergi eru tveir jafnstórir ofnar. Þá ætti að forstilla viðkomandi ofna fyrir 12m2 hvor. Þegar ofnar eru af mismunandi stærð ætti að aðlaga forstillinguna út frá stærð ofnanna.

Sum herbergi eru staðsett á kaldari stöðum, til dæmis herbergi staðsett í horni með útveggjum, beint undir þaki eða fyrir ofan kalt, óhitað gólf. Þessi herbergi þurfa aðeins meiri hitun samanborið við herbergi staðsett í miðri byggingu til að fá sömu þægindi innandyra.

Aldraðir eða veikir einstaklingar þurfa einnig nokkrar viðbótargráður á Celsíus til að upplifa sömu þægindi innandyra og ungir, heilbrigðir og virkir einstaklingar. Hitasvið er 20-24°C.

Notaðir eru ofmlokar með fastri innri stillingu sem takmarkar hámarksrennsli ofnloka. Á ofnastreng eru þrýstijafnarar sem stilltir eru á þrýsting sem eru svipaður og reikningslegt þrýstitöp í strengnum og ofnloka.

Forstilling ofnloka er kv-gildi sem reiknuð eru út miðað við afköst ofns og æskilegt þrýstitap yfir ofnloka (venjulega 5-8kPa).

Taka skal af ofnhitastilli og mælið þrýstifall yfir ofnlokann sem er lengst frá dælu sem er ofn 207 l Mælið yfir ofnlokann og ef mælir sýnir of lágt gildi skal bæta við dæluþrýstinginn eða þrýstijafnara inn í inntaksklefa. Stillið þannig að réttur þrýstingur sé yfir ofnlokann (oft 5-10kPa). Skynsamlegt er að taka tékkmælingar á fleirri stöðum.

Notið þrýstimæli frá Danfoss ef þið eruð með Danfoss ofnloka. Ef þið eruð með Heimeier þá skal nota mæligræjur sem passar við þá gerðina. Hægt er að hugsa sér að skipta um loka á meðan verið er að prófa og stilla kerfið.