Controllability of room air temperature

Tutkimuksen tavoitteena on selvittää huonetilan ja sen lämmitys- ja ilmastointijärjestelmän muodostaman kokonaisuuden toimintaa ja huonelämpötilan säädettävyyttä eri toimintatiloissa. Huonelämpötilan säätöpiiriä tarkastellaan aluksi yksikköprosessina, jotta prosessin tunnusomaiset piirteet saadaan selville mahdollisimman hyvin. Prosessille tehdään askelvastekokeita, selvitetään säätolain valintaa ja viritystä sekä suljetun säätöpiirin toimintaa erilaisissa muutostilanteissa. Tutkimus pohjautuu pääosin toimistorakennukselle tehtyihin simulointilaskelmiin, joita on tehty käyttäen TRNSYS-, HVAESIM+- ja PIPNET-simulointiohjelmistoja. Raportissa esitetään myös mittaustuloksia huonelämpötilan säädettävyydestä koekohteessa. Tehtäessä esim. tuloilman lämpötilaan porrasmainen muutos näkyy muutoksen vaikutus huonelämpötilan vasteessa huomattavasti vaimentuneena, ja uuden huonelämpötilan tasapainotilan saavuttaminen kestää useita tunteja. Prosessin aikavakio on 30 min - 100 min. Säätötekninen tasapainotila saavutetaan noin 4 tunnissa. Säädön vaikeusaste on huomattavasti alle 0,1 kaikissa huonelämpötilan säädön tapauksissa. Askelvastekokeiden perusteella Zieglerin ja Meholsin kokemusperäisillä kaavoilla viritetty säädin soveltuu huonelämpötilan säätöön. Tutkimuksessa tarkastellaan myös keskitettyä ja huonekohtaista huonelämpötilan säätöä. Keskitetty huonelämpötilan säätö ei johda riittävän hyvään säätötulokseen, joten pyrittäessä yksilölliseen säätöön, tulee säädön olla huone- tai vyöhykekohtaista. Simulointien perusteella lämmityksen ja ilmastoinnin yhdistetty säätö on optimaalisesti vaikea toteuttaa varsinkin silloin, kun ulkoiset lämpökuormat vaihtelevat paljon. Koekohteessa tehtyjen mittausten perusteella ei lämmityksen ja ilmastoinnin säätöjärjestelmien yhteensovittamisesta havaittu olevan hyötyä. Tähän vaikuttaa se, että koekohteessa oli suuret sisäiset lämpökuormat, ja patteriverkostolla oli pieni vaikutusmahdollisuus