Valloxin uusi automaattiohjaus – tarpeenmukaista ilmanvaihtoa ja todellista energiansäästöä

Tiivistelmä

Yleinen käsitys on, että asunnossa tulisi olla jatkuvasti 0,5-kertainen ilmanvaihto, vaikka määräykset edellyttävät vain riittävää ja hyvää ilmanvaihtoa — ei tarkkaa lukua. Kun ilmanvaihtokoneessa on luotettavat kosteus- ja hiilidioksidianturit, ilmanvaihto voidaan mitoittaa ja ohjata todellisen tarpeen mukaan sen sijaan, että se pidettäisiin jatkuvasti käyttötilan tasolla varmuuden vuoksi. Tämä artikkeli käy läpi, miten ilmanvaihdon tarve ja sen mitoitusrajat määritellään, mitkä sisäilman laadun mittarit ovat käytännössä toimivia, ja kuinka paljon energiaa ja kustannuksia tarpeenmukaisella, anturiohjatulla ilmanvaihdolla (Vallox Automaattiohjaus) voidaan säästää verrattuna jatkuvaan käyttötilan ilmanvaihtoon. Artikkeli on tarkoitettu suunnittelijoille ja muille asiantuntijoille, jotka arvioivat ilmanvaihdon mitoitusta ja ohjaustapoja energiatehokkuuden näkökulmasta.

1. Ongelman kehystys

Monilla on käsitys, että asunnossa pitäisi olla jatkuvasti 0,5-kertainen ilmanvaihto. Todellisuudessa määräykset puhuvat riittävästä ja hyvästä ilmanvaihdosta, ei tarkasta luvusta. Kun asunnossa ei ole ylimääräistä kosteutta tai hiilidioksidia, 0,5-kertainen ilmanvaihto voi olla suurempi kuin todellinen tarve edellyttäisi.

On hyvä huomioida, että vaikka nykyisissä ilmanvaihtokoneissa on korkea vuosihyötysuhde, kaikki ylituuletus on siitä huolimatta — varsinkin talvella — energianhaaskausta. Sisälämpötilaakaan ei yleensä nosteta paria tai kolmea astetta korkeammaksi pelkän varmuuden vuoksi, joten samalla logiikalla voidaan kysyä, miksi ilmanvaihdon tulisi olla yhtään todellista tarvetta suurempi.

Ilmanvaihdon mitoitus eri käyttötilanteissa

Ilmanvaihtosuunnitelmaan merkitään yleensä käyttötilan, poissa-tilan ja tehostustilan ilmavirrat. Esimerkiksi FINVAC ry:n julkaisemassa oppaassa ”Opas asuinrakennusten ilmanvaihdon mitoitukseen” listataan asunnon ilmavirrat eri tiloissa normaalikäytön aikana — tämä vastaa käyttötilan (tai kotona-tilan) ilmavirtaa. Oppaassa todetaan myös, että ilmanvaihdon on oltava tehostettavissa 30 % käyttöajan ilmanvaihtoa suuremmaksi, ja ilmanvaihtoa on oltava mahdollista pienentää 60 %:iin käyttötilanteen ilmanvaihdosta.

Oppaassa mainitaan myös, että pienempää ilmanvaihtoa voidaan käyttää vain asunnon ollessa tyhjillään, ilman erityisiä kosteus- tai epäpuhtauslähteitä (kuivuva kylpyhuone, kuivuva pyykki, lemmikkieläimet ja niin edelleen).

Tilanne on kuitenkin toinen, mikäli ilmanvaihtokoneessa on esimerkiksi kosteus- ja hiilidioksidianturit: silloin on perusteltua kysyä, miksi ilmanvaihdon pitäisi olla yhtään suurempi kuin mitä sille on todellisuudessa tarvetta — riippumatta siitä, onko asukas tai lemmikkieläin paikalla vai ei.

Sisäilman laadun käytännölliset mittarit

Sisäilman laadun arviointiin tunnetaan tutkimuskirjallisuudessa lukuisia erilaisia mittareita, mutta käytännön asumisessa ja jatkuvassa seurannassa vain harvat niistä ovat aidosti tarkoituksenmukaisia. Euroventin mukaan sisäilman laadun seurantaan on teoriassa olemassa kymmeniä indikaattoreita, mutta käytännössä järkeviä käyttää ovat vain ne mittarit, jotka ovat teknisesti luotettavia, kustannustehokkaita ja jatkuvasti mitattavissa.

Näistä keskeisimmät ovat suhteellinen kosteus ja hiilidioksidipitoisuus. Suhteellinen kosteus kertoo suoraan rakennuksen ja asumisen kosteustilanteesta, kun taas hiilidioksiditaso toimii luotettavana indikaattorina ilmanvaihdon riittävyydestä ja ihmisten aiheuttamasta kuormituksesta. Kun nämä kaksi suuretta pysyvät hallinnassa, ilmanvaihto täyttää todellisen tarpeen ilman että sitä joudutaan ylimitoittamaan varmuuden vuoksi — juuri tähän perustuu aidosti tarpeenmukainen ilmanvaihto.

2. Menetelmä / periaate

Automaattiohjauksen toimintaperiaate

MyVallox-ilmanvaihtokoneissa on sisäänrakennettuina sekä kosteus- että hiilidioksidianturit, joten kone mittaa jatkuvasti kahta sisäilman laadun kannalta keskeistä suuretta.

Vallox Automaattiohjaus on ohjaustila, joka ei vaadi käyttäjältä tai asentajalta erillisiä asetuksia. Se hyödyntää olemassa olevia kotona- ja poissa-tilan ilmavirta- ja lämpötila-asetuksia. Automaattiohjauksessa kosteus- ja hiilidioksidiohjaus ovat lisäksi aina päällä eikä niitä voi kytkeä pois, mikä varmistaa, että ilmanvaihto reagoi aina todelliseen tarpeeseen.

Toimintaperiaate on yksinkertainen: ilmanvaihtolaite säätää ilmanvaihtoa tarpeen mukaan ja estää turhan ylituuletuksen. Mikäli asunnossa ei ole ylimääräistä kosteus- tai hiilidioksidikuormaa, laite ei ylituuleta asuntoa, vaan ilmanvaihdon taso pysyy todellisen tarpeen mukaisena.

Energiankulutuksen laskentaperiaate

Ilmanvaihdon energiankulutuksen vertailussa on huomioitava paitsi ilmanvaihtokoneen lämmöntalteenotto, myös asunnon primäärilämmitysjärjestelmän (asunnon varsinaisen lämmitysjärjestelmän) osuus. Tämä johtuu siitä, että kun energiankulutus lasketaan poistoilman lämpötilalla 21 °C ja tuloilman lämpötilalla 17 °C — kuten yleensä tehdään — jää sisäilman ja tuloilman välille 4 asteen lämpötilaero. Tämä puuttuva lämpöenergia tulee asunnon primäärilämmitysjärjestelmästä. Se ei siis ole energiankulutuksen kannalta ilmaista.

Laskennan keskeiset suureet ja niiden väliset yhteydet ovat:

• Ilmanvaihdon energiankulutus = Ilmanvaihdon vuotuinen energiantarve − lämmöntalteenotolla talteen otettu energia.
• Primäärilämmitysjärjestelmän energiantarve = energiamäärä, joka tarvitaan nostamaan lämmöntalteenoton jälkeinen tuloilma sisäilman lämpötilaan.
• Kokonaisenergiankulutus = Ilmanvaihdon energiankulutus + Primäärilämmitysjärjestelmän energiantarve.

3. Sovellusesimerkki

Esimerkkinä käytetään MyVallox 149 CFi -konetta, jonka vuosihyötysuhde on 83 %. Laskennassa käytetään käyttötilan ilmavirtaa 65 l/s, säävyöhykettä I (Etelä-Suomi, Helsinki-Vantaa) ja TRY2020-sääaineistoa. Energiankulutus lasketaan poistoilman lämpötilalla 21 °C ja tuloilman lämpötilalla 17 °C, ja mukaan on laskettu myös asunnon primäärilämmitysjärjestelmän tarvitsema lisäenergia.

Ensimmäisessä käyttötilanteessa ilmanvaihtokone on jatkuvasti kotona-tilassa (100 % ajasta käyttötilan ilmavirralla 65 l/s). Toisessa käyttötilanteessa todellinen ilmanvaihdon tarve on puolet ajasta 65 l/s ja puolet ajasta 40 l/s (esimerkiksi asunnon ollessa tyhjillään 50 % ajasta).

• Erotus kokonaisenergiankulutuksessa: 486 kWh/a.
• Sähkön hinnan oletus: 0,2 €/kWh.
• Kustannusvaikutus: noin 97 €/a.

Yksittäisenä vuonna 97 €:n kustannusero ei ole suuri, mutta se on kustannus, joka on periaatteessa täysin vältettävissä. Kymmenen vuoden ajalta laskettuna kertymä kasvaa jo selvästi merkittävämmäksi.

4. Suunnittelusuositus

• Mitoita ilmanvaihto todellisen tarpeen mukaan. Kun käytössä on luotettavat kosteus- ja hiilidioksidianturit, ilmanvaihdon ei tarvitse olla jatkuvasti kiinteän 0,5-kertaisuuden tai käyttötilan tasolla, vaan se voidaan ohjata todellisen kuormituksen mukaan FINVACin sallimissa rajoissa.
• Suosi anturiperusteista automaattiohjausta kiinteän aikaohjelman sijaan. Ajastus tai viikkokello ei reagoi todelliseen, vaihtelevaan kuormitukseen. Anturiohjattu automaattiohjaus (esim. Vallox Automaattiohjaus) säätää ilmanvaihtoa jatkuvasti ilman että käyttäjän tarvitsee itse osata säätää järjestelmää.
• Valitse seurattavat suureet käytännössä toimivien indikaattoreiden joukosta. Suhteellinen kosteus ja hiilidioksidipitoisuus ovat teknisesti luotettavia, kustannustehokkaita ja jatkuvasti mitattavissa, toisin kuin monet teoreettiset sisäilman laadun mittarit.
• Huomioi energialaskelmissa myös primäärilämmitysjärjestelmän osuus. Pelkkä ilmanvaihtokoneen lämmöntalteenoton tarkastelu aliarvioi todellisen energiankulutuksen ja siten myös tarpeenmukaisen ohjauksen säästöpotentiaalin.

Sudenkuopat:

• Korkea vuosihyötysuhde ei poista ylituuletuksen haittaa: ylimitoitettu, jatkuvasti käyttötilan ilmavirralla käyvä ilmanvaihto kuluttaa tarpeetonta energiaa, vaikka kone itsessään olisi tehokas.
• Ilman anturiohjausta pienennetty ilmanvaihto sopii vain tilanteisiin, joissa ei ole erityisiä kosteus- tai epäpuhtauslähteitä — esimerkiksi asunnon ollessa tyhjillään.
• Kaikki teoriassa mahdolliset sisäilman laadun mittarit eivät sovellu jatkuvaan käytännön seurantaan; kannattaa valita mittarit, jotka ovat luotettavia, kustannustehokkaita ja jatkuvasti mitattavissa.

Anturiperusteinen automaattiohjaus mahdollistaa tarpeenmukaisen ilmanvaihdon ilman, että käyttäjän tarvitsee jatkuvasti säätää järjestelmää tai olla ilmanvaihdon asiantuntija.

5. Viitteet ja liittyvät dokumentit

• FINVAC ry. ”Opas asuinrakennusten ilmanvaihdon mitoitukseen.”
• Eurovent.eu — Sisäilman laadun indikaattoreita koskeva ohjeistus.
• MyVallox 149 CFi -tuotedokumentaatio ja Vallox Automaattiohjaus -toiminnon kuvaus.