Uusi ultraääneen perustuva mittausjärjestelmä parantaa sisäilman laatua ja vähentää energiakustannuksia jopa 50%

Fläkt Woods ja VTT kehittivät yhdessä innovatiivisen virtausanturin

Asiakas: Fläkt Woods

 

ultraljudsspjall_laeg_vinkel_cirklar.jpg 

Johtava ilmanvaihtoalan yritys parempia ratkaisuja etsimässä

Alun perin Ruotsissa vuonna 1918 perustettu FläktGroup on nykyisin Euroopan johtavia energiatehokkaiden ilmankäsittelyratkaisujen toimittajia. FläktGroupilla, konsernin sisäilma- ja paloturvallisuusratkaisuihin keskittyvällä liiketoimintayksiköllä, on 3 700 työntekijää 65 maassa ja sen liikevaihto on 680 miljoonaa euroa. Fläkt Woodsin sovelluksia käytetään ilmanlaadun parantamiseen toimistoissa, hotelleissa, sairaaloissa ja lentoasemilla sekä sellaisilla erikoisaloilla kuin lääke-, ydin-, öljy- ja kaasuteollisuudessa sekä laivanrakennuksessa.

Kuinka säätää ilmanvaihdon taso oikeaksi huoneen käyttöasteen mukaan?

Terveellinen, miellyttävä ja tuottavuutta parantava sisäilma saadaan aikaan ainoastaan varmistamalla, että ilmanvaihto vastaa täsmällisesti tilassa oleskelevien ihmisten tarpeisiin.

Nykyiset ilmanvaihtojärjestelmät perustuvat usein arvioituun keskimääräiseen käyttöasteeseen, eivätkä ne pysty mukautumaan sisätilojen käyttöasteen muutoksiin. Esimerkiksi kokous- tai luokkahuoneessa ilma ummehtuu nopeasti, jos tilan arvioitu käyttäjämäärä ylittyy – tai vaihtoehtoisesti ilmastointi saattaa pauhata täysillä, vaikka tila on tyhjä, jolloin energiaa ja rahaa kuluu hukkaan.

Suurimpana haasteena todellisen tarpeenmukaisen ilmastointijärjestelmän kehittämiselle on ollut se, ettei sopivia virtausantureita ole ollut tarjolla.

fläktwoods.jpg 

Ultraääneen perustuva mittausjärjestelmä: tarkka säätö ilman painehäviöitä tai melua

Fläkt Woods ja VTT ovat yhdessä kehittäneet OPTIVENT® ULTRA ‑järjestelmän, jolla yhdessä modernin säätötekniikan kanssa saavutetaan sekä korkea sisäilman laatu että energiatehokas käyttö. VTT:n uusi äärimmäisen tarkka, ultraääneen perustuva virtausanturi mahdollistaa luotettavan mittauksen koko nopeusalueella, myös pienillä virtauksilla.

"Fläkt Woodsin ja VTT:n välinen yhteistyö on täydellinen esimerkki tapauksesta, jossa molempien osapuolten tarpeet ovat kohdanneet. Me Fläkt Woodsilla näimme, että tarvitsimme uutta, parempaa mittausjärjestelmää, ja meillä on tarvittavat resurssit sen tuotteistamiseen ja mukauttamiseen asiakkaidemme ongelmien ratkaisemiseen. Toisaalta taas hyvin harvoilla kaupallisilla yrityksillä on aikaa tai rahaa tehdä syvällistä perustutkimusta, ja juuri sitä VTT:llä oli tarjottavana", kertoo tuotepäällikkö Timo Kaasalainen Fläkt Woodsilta.

Ilmavirtaa ohjaavat huonetilaan asennetut lämpötila- tai hiilidioksidianturit, jotka havaitsevat muutokset tilan käyttöasteessa. Ultraäänipulssi lähetetään ilmastointikanavan säteen suuntaisesti ja ilmavirran nopeuden aiheuttama signaalin "taipuma" mitataan differentiaalisesti MEMS (Micro Electro Mechanical System) -mikrofonien avulla. Kyseisen mittausjärjestelmän avulla saadaan eliminoiduiksi monia virhelähteitä, kuten mutkien ja T-haarojen aiheuttamat pyörteet, ja mittauksesta saadaan näin erittäin tarkka.

Koska ilmanvaihtokanavassa ei ole mitään erillisiä esineitä eikä säätölaippaa tarvita, sinne ei myöskään tarvitse asentaa likaa kerääviä eikä tilaa vieviä mittalaitteita. Koska säätölaippaa ei ole, myöskään melua ei synny. Uusi huoltovapaa, hiljainen, täsmällinen ja älykäs anturisovellus ei aiheuta painehäviöitä, sillä se ei fyysisesti vaikuta ilman virtaukseen.

VTT:llä on kehitetty piipohjaisia MEMS-antureita 90-luvulta saakka. Tätä virtauksen mittausmenetelmää voi hyödyntää myös monissa muissa uudenlaisissa teollisissa tai ajoneuvosovelluksissa.

 

    Tuotekehityksemme teki hyvän päätöksen ottaessaan yhteyttä VTT:hen. Yhteishankkeen avulla pystyimme yhdistämään VTT:n pitkään kokemukseen pohjautuvan ja laajan perustutkimusosaamisen Fläkt Woodsin markkinatietouteen ja asiantuntemukseen laajojen teknisten hankkeiden toteuttamisesta. Olen todella tyytyväinen siihen, miten kaikki sujui.”

 Timo Kaasalainen, Product Manager, Fläkt Woods

 

Parempi sisäilma puolta pienemmin kustannuksin

 

Uuden virtauksensäädön ansiosta huoneeseen pumpataan ainoastaan se määrä ilmaa kuin kulloisessakin tilanteessa on tarpeen. Kiinteistön elinkaaren aikaiset kokonaiskustannukset laskevat, kun siinä on tarpeenmukainen ja tarkasti toimiva ilmastointi.

Ultraääneen perustuva mittausjärjestelmä voidaan asentaa myös paikkoihin, joissa tilaa on vähän, eikä se yleensä tarvitse suojaetäisyyksiä ilmavirran kulkua häiritseviin rakenteisiin. Kaikki tämä sekä järjestelmän helppo asennettavuus ilmanvaihtokanaviin tekevät siitä ihanteellisen peruskorjauskohteisiin.

"Tuotekehityksemme teki hyvän päätöksen ottaessaan yhteyttä VTT:hen", Kaasalainen toteaa. "Yhteishankkeen avulla pystyimme yhdistämään VTT:n pitkään kokemukseen pohjautuvan ja laajan perustutkimusosaamisen Fläkt Woodsin markkinatietouteen ja asiantuntemukseen laajojen teknisten hankkeiden toteuttamisesta. Olen todella tyytyväinen siihen, miten kaikki sujui."

Tarkalla, tarpeenmukaisella ilmanvaihdolla voidaan säästää jopa 45–50 prosenttia ilmanvaihdon energiakustannuksista. Myös ilmanvaihdon ylläpitokustannukset alenevat, kun kanavissa ei ole puhdistusta tai huoltoa vaativia komponentteja.

Challenge
 HAASTE
  •  Terveellinen ja miellyttävä sisäilma on riippuvainen riittävästä ilmanvaihdosta joka tilanteessa
  • Nykyiset ilmanvaihtojärjestelmät eivät pysty mukautumaan huoneen käyttöasteen mukaan 
  •  Liian vähäinen ilmanvaihto täydessä huoneessa tekee ilmasta tunkkaisen. Liiallinen ilmanvaihto tyhjässä huoneessa aiheuttaa tarpeettomia kustannuksia
  • Suurimpana haasteena todelliselle tarpeenmukaiselle ilmanvaihdolle on ollut se, ettei sopivia virtausantureita ole ollut tarjolla
Solution
 RATKAISU
  • Fläkt Woods ja VTT ovat yhdessä kehittäneet ultraääneen perustuvan mittausjärjestelmän
  • Ultraäänipulssi lähetetään ilmastointikanavan halki ja sen poikkeama mitataan äärimmäisen tarkkaa ilmavirran nopeuden mittausta varten
  • Ultraääneen perustuvalla menetelmällä saadaan eliminoiduksi tyypillisiä virhelähteitä, kuten mutkien ja T-haarojen aiheuttamat pyörteet
  • Koska ilmanvaihtokanavassa ei ole mitään erillisiä esineitä, järjestelmä on huoltovapaa, hiljainen ja täsmällinen eikä painehäviöitä aiheudu 
Benefit 
 HYÖTY
  • Innovaatio takaa sen, että huoneeseen pumpataan juuri oikea määrä ilmaa silloinkin, kun huoneen käyttöaste muuttuu
  • Ultraääneen perustuva mittausjärjestelmä voidaan asentaa paikkoihin, joissa tilaa on vähän, joten se on ihanteellinen peruskorjauskohteisiin
  • Tarkalla, tarpeenmukaisella ilmanvaihdolla voidaan säästää jopa 45–50 prosenttia ilmanvaihdon energiakustannuksista
  • Myös ilmanvaihdon ylläpitokustannukset alenevat, kun kanavissa ei ole puhdistusta tai huoltoa vaativia komponentteja

 

 

 

 

 

​​ Lue lisää VTT:n MEMS-mikrosysteemipalveluista ja -tutkimuksesta

LUE LISÄÄ
​​
Asiakaspalvelu
Sähköpostiinfo@vtt.fi
Puhelin020 722 7070
Avoinna arkisin klo 9.00 - 11.00 ja 12.00 - 15.00