Anturien huolto optimaalisen energiansäästön saavuttamiseksi ilmanvaihtojärjestelmissä

Edistyneet ohjausmenetelmät, kuten tarpeenmukainen ilmanvaihto ja vapaa jäähdytys, ovat kasvattaneet suosiotaan, kun paine energiankulutuksen vähentämiseen ilmanvaihdossa kasvaa. Mikään määrä älykkyyttä rakennusautomaatiojärjestelmässä ei kuitenkaan auta, jos olosuhteita mittaava anturi on ryöminnän vuoksi ajautunut pois kalibroinnistaan. Ei myöskään riitä, että laitteet täyttävät uutena tarkkuusvaatimukset, vaan vaatimusten pitäisi täyttyä rakennuksen koko elinkaaren ajan. Sisäilman olosuhteita voidaan pitää suotuisina antureille. Toisaalta rakennusautomaatiojärjestelmissä käytettyjä antureita harvoin kalibroidaan tai huolletaan järjestelmän käyttöönoton jälkeen. Virheellisesti kytketyt tai vialliset anturit ovat yleisiä, joten järjestelmän käyttöönoton yhteydessä tulisi tehdä vähintään yksi vertailumittaus. Asennetut anturit kannattaa tarkistaa parin vuoden kuluttua luotettavalla kannettavalla mittalaitteella.

Jotkin mittaukset vaativat erityistä huolellisuutta. Seuraavaksi käsittelen tarkemmin ulkotilojen ilmankosteus- ja hiilidioksidiantureita.

Ulkotilojen ilmankosteusmittaukset

Ekonomaiserit voivat säästää energiaa tietyissä ilmastotyypeissä käyttämällä ilmaista jäähdytystä ulkoilmasta. Kosteassa ilmastossa tärkein tekijä on ulkoilman kosteus, ei lämpötila. 30 °C:n lämpötilassa entalpia kasvaa 30 kJ/kg:sta 96 kJ/kg:een, kun ilman suhteellinen kosteus muuttuu kuivasta kosteuteen 95 %RH. ASHRAE-standardin 90.1 mukaan ekonomaisereissa suositellaan käytettäväksi entalpiaero-ohjausta tai kiinteää entalpian ohjausta kuumissa ja kosteissa ilmastoissa. Ohjausanturien suhteellisen kosteuden tarkkuuden tulisi olla < ±5 %RH. Vaikka useimpien anturien tarkkuudeksi on määritelty ±5 %RH tai parempi, nämä tekniset tiedot koskevat vain käyttöönottohetkeä. ±5 %RH:n tarkkuus tulisi säilyttää koko järjestelmän käyttöiän ajan.

Ulkoilman kosteuden mittaaminen on vaativampaa. Anturit altistuvat suurelle kosteudelle, voimakkaille tuulille, auringon säteilylle ja saasteille. On järkevämpää käyttää yhtä asianmukaisesti huollettua, korkealaatuista ulkokosteusanturia kuin useita huonolaatuisia antureita.

Huolto sisältää mittausten säännöllisen tarkistuksen sekä säteilysuojan säännöllisen puhdistuksen. Jos tämä laiminlyödään, lämpötilan mittauslukemat voivat olla useita celsiusasteita korkeampia ja suhteellisen kosteuden lukemat yli 10 %RH matalampia kuin todelliset arvot.

Tärkeintä on käyttää ulkokäyttöön suunniteltua anturia. Jotkin anturit, joiden tekniset tiedot vaikuttavat hyviltä, voivat ulko-olosuhteissa muuttua muutamassa kuukaudessa ryöminnän johdosta niin epätarkoiksi, että ne eivät ole enää käyttökelpoisia. Kuvassa 1 on testitulokset kolmesta Vaisalan HUMICAP®-anturista, joita on käytetty yli 12 vuotta ulkotiloissa Vaisalan testihavaintopaikalla Vantaalla. Näistä vaikuttavista tuloksista huolimatta suosittelemme silti säännöllistä tarkistusta luotettavalla kannettavalla mittalaitteella vähintään joka toinen vuosi, sillä ulkoilmaolosuhteet vaihtelevat huomattavasti.

Hiilidioksidianturit

Hiilidioksidianturit ovat keskeisiä energiankulutuksen vähentämisessä tarpeenmukaisen ilmanvaihdon avulla. Koska mittaukset ohjaavat suoraan käytetyn raittiin ilman määrää, vaatimukset mittaustarkkuudelle kiristyvät. Kalifornian säädös CEC-400-2008-001-CMF edellyttää tarkkuutta ±75 ppm pitoisuuksilla 600 ja 1 000 ppm sekä 5 vuoden stabiiliutta. Vihreän rakentamisen ASHRAE-standardi 90.1 edellyttää ±50 ppm:n tarkkuutta pitoisuudella 1 000 ppm. Tällaista tarkkuutta ei voi saavuttaa yksinkertaisilla mittalaitteilla, jotka luottavat 400 ppm:n taustapitoisuuden kompensointialgoritmeihin. Hiilidioksidin ohjauspitoisuus 1 000 ppm on liian kaukana oletetusta 400 ppm:n taustapitoisuudesta, sillä ajan myötä myös herkkyys alkaa todennäköisesti heiketä. Erityisesti ±50 ppm:n vaatimuksen voi saavuttaa vain joko kahta sädettä tai yhtä sädettä ja kahta aallonpituutta hyödyntävillä mittalaitteilla (kuten Vaisalan CARBOCAP®), jotka kalibroidaan säännöllisesti käyttämällä kalibrointikaasuja. Kahden vuoden kalibrointiväli on todennäköisesti riittävä. Tämä riippuu mittalaitteen tyypistä.

Tärkeintä on käyttää ulkokäyttöön suunniteltua anturia. Jotkin anturit, joiden tekniset tiedot vaikuttavat hyviltä, voivat ulko-olosuhteissa muuttua muutamassa kuukaudessa ryöminnän johdosta niin epätarkoiksi, että ne eivät ole enää käyttökelpoisia. Kuvassa 1 on testitulokset kolmesta Vaisalan HUMICAP®-anturista, joita on käytetty yli 12 vuotta ulkotiloissa Vaisalan testihavaintopaikalla Vantaalla. Näistä vaikuttavista tuloksista huolimatta suosittelemme silti säännöllistä tarkistusta luotettavalla kannettavalla mittalaitteella vähintään joka toinen vuosi, sillä ulkoilmaolosuhteet vaihtelevat huomattavasti.

Jos vaatimustaso on hieman matalampi, viiden vuoden huolto- tai vaihto-ohjelma saattaa riittää, kuten ilmenee kuvasta 2, joka esittää 23 testatun Vaisala CARBOCAP® GM10 ‑mittausmoduulin stabiiliutta.

Kun ulkotilojen CO₂-antureita käytetään sisä- ja ulkoilman CO₂-pitoisuuksien 600 ppm:n eron hallintaan, tästä anturista tulee yksi koko rakennuksen tärkeimmistä antureista. Ryömintä tässä anturissa vaikuttaa kaikkiin rakennuksen erillisiin vyöhykkeisiin.

Yhteenveto:

Ilmanvaihdon mittalaitteiden käytön tarkoituksena on usein energian säästäminen. Ennustettujen energiansäästöjen saavuttamiseksi mittausten täytyy pysyä tarkkoina koko mittalaitteiden elinkaaren ajan. Jos jotain kannattaa mitata, se kannattaa mitata oikein.

Vieraile Vaisalan Preference Centerissä, jossa voit tilata sähköpostiisi Vaisala-uutiskirjeet sekä lukea mielenkiintoisia tarinoita, artikkeleita ja näkökulmia aiheista ja teemoista, jotka ovat itsellesi merkityksellisiä.