Mitoitusta puukattilan korvaamiseen

[jkl81]

Moi. Pyytäisin apua mitoitukseen ja muutenkin toteutustavan valintaan. Tarkoituksena on korvata vanhempieni talossa puukattila maalämpöpumpulla. Joko korvaamalla kattila heti tai kytkemällä alkuun maalämpöpumppu kattilan rinnalle. Onko kenelläkään kokemuksia rinnankäytöstä? Rinnankäytön ajatuksena olisi polttaa puuta jaksamisen rajoissa kattilan käyttöiän loppuun saakka.

Talo on vuonna 1999 rakennettu 1,5-kerroksinen puutalo Kuopiossa. Kerrosalaa 230 neliötä, tilavuus 835 kuutiota. Seinien eristepaksuus 200 mm, yläpohjassa 300 mm. Lattiassa 50 mm styrox ja 150 mm villa. Painovoimainen ilmanvaihto. Ikkunat sen ajan normien mukaan. Lämmitys vesikiertoisilla pattereilla. Puukattila lataa 2000 litran varaajaa. Varaajassa on sähkövastukset ja käyttöveden kierukka.

Keruupiirin saa sekä kallioon että saviseen peltoon.

[Roori]

Rinnankäyttö helppo rasti vaihtoventtiilikoneella jossa integroitu käyttövesivaraaja, käy lämmitykseen päin jos puuta ei ole poltettu, joka tapauksessa MLP huolehtii kuumasta vedestä aina, kylmä vesi systeemiin sen varaajan kierukan(t) kautta.

Sitten kun olette tuon kuvion sisäistäneet niin kannattaa miettiä hetken kuinka paljon sitä puuta tulisi poltettua yllä kuvatussa tilanteessa kun ei olisi pakko, eli jos tuntuu siltä että hyvin vähän palaisi tai puut joutuu ostamaan niin sitten kattila vaan heti suosiolla palstoille myyntiin (siitä saa vielä jotain ropoja)...tulisi homma kerralla kuntoon (=edullisin) eikä tule sitä kattilan irrotusrumpaa myöhemmin (kalliimpaa), samalla vapautuu siistiä tilaa kattilahuoneeseen kun polttohommat poistuu.

[tomppeli]

Talo on vuonna 1999 rakennettu 1,5-kerroksinen puutalo Kuopiossa. Kerrosalaa 230 neliötä, tilavuus 835 kuutiota. Seinien eristepaksuus 200 mm, yläpohjassa 300 mm. Lattiassa 50 mm styrox ja 150 mm villa. Painovoimainen ilmanvaihto. Ikkunat sen ajan normien mukaan. Lämmitys vesikiertoisilla pattereilla. Puukattila lataa 2000 litran varaajaa. Varaajassa on sähkövastukset ja käyttöveden kierukka.

Keruupiirin saa sekä kallioon että saviseen peltoon.

Tervetuloa joukkoomme Maalämpöfoorumille.!

Koetin tehdä laskelman ja liitin sen aloitusviestiisi.

Se näyttäisi tällaiselta:
 Talo  ”jkl81”   KUOPIO (Pohjois-Savo)
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ   
- Talon alakerta Patterilämmitys   19 367 kWh   6,18 kW
- Talon yläkerta Patterilämmitys   9 691 kWh   3,54 kW
YHTEENSÄ   29 058 kWh   9,7 kW
- Josta johtumisvuodot   20 094 kWh   6,41 kW
- Josta ilmanvaihdot   7 022 kWh   2,60 kW
- Josta vuotoilmat   1 941 kWh   0,72 kW

VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:      ( PATTERILÄMMITYS )   
Lämmitettävää   208 m2   519 m3
- Kiinteistö   3,3 COP   28 126 kWh
- Lämmin käyttövesi   2,8 COP   4 800 kWh
- Yhteensä   3,2 SCOP   32 926 kWh
Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho   10,1 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho   10,0 kW
- Valitun lämmityslaitteen teho riittää saakka   -34 C
▪ Maasta kerätään ( 3,3 COP)   7,0 kW   22 701 kWh
▪ Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä   10 208 kWh
▪ Sähkövastuksella tuotettavaksi jää   17 kWh
▪ Ostosähköä yhteensä   10 225 kWh
Tarvitaan 246 aktiivimetrin lämpökaivo. Keruun virtaus oltava vähintään 0,49 l/s.
Alla keruupiirin painehäviö sileäseinämäisille keräinputkille:
• Kaivon painehäviö 0,49 l/sek virtauksella ja 40 mm putkilla, Δt = 3,5 K   0,67 bar (67 kPa)
• Kaivon painehäviö 0,49 l/sek virtauksella ja 45 mm putkilla, Δt = 3,5 K   0,36 bar (36 kPa)
• Kaivon painehäviö 0,49 l/sek virtauksella ja 50 mm putkilla, Δt = 3,5 K   0,21 bar (21 kPa)
Tai vaakakeruupiiri, keruu: kostea savi, upotussyvyys vähintään 1,3 m   622 m
Vaakakeruupiiri pitää jakaa kahdeksi silmukaksi, esim. 2 x 320 m.

Tämä laskelma on vain suuntaa antava, ei ole mikään takuumitoitus!
Luotettavimman suunnittelun ja mitoituksen saat osaavalta alan ammattisuunnittelijalta.

[Matias]

Onko kenelläkään kokemuksia rinnankäytöstä? Rinnankäytön ajatuksena olisi polttaa puuta jaksamisen rajoissa kattilan käyttöiän loppuun saakka.

Meillä -88 rakennettu ok-talo ,alkujaan varaava yösähkö/puukattila lämmitys jossa 1250l varaaja.
Lisättiin 1998 maalämpöpumppu (9kw) varaajaan siten että kattila ja varaajan sähkövastukset jäi edelleen käyttöön.Maalämpökoneen termostaattianturi sijoitettiin varaajaan jolloin kattilalla on edelleen mahdollista lämmittää jos intoa ja polttopuuta on.Maalämpökone käynnistyy jos varaaja jäähtyy lähelle patteriverkoston pyytämää menoveden lämpötilaa.
On nyt reilun 19v toiminut ongelmitta.

Periaate systeemistä liitekuvassa

[jkl81]

Kiitoksia nopeista vastauksista, ajatukset rinnankäytön järkevyydestä ovat niiden myötä vahvistuneet. Puuta vanhemmilla kyllä riittää omasta takaa yltä kyllin, joten ostopuuhun ei ole tarvetta. Talo on lämminnyt puuta polttamalla jo sen vajaat 20 vuotta. Varaajan vastukset eivät ole käyneet päällä montaa kertaa tuona aikana.

Tuo Matiaksen esittämä kytkäri tuntuu houkuttevalle vaihtoehdolle. Sen toteuttaminen sujuisi melko helposti varaajan tulpattuina oleviin yhteisiin. Samoin kattilan ja pumpun marssijärjestys hoituisi automaattisesti. En usko, että malttavat puunpolttoa ihan kertalaakista lopettaa. 

Löytyyköhän tuohon kytkentään valmista automatiikkaa vakiona tai lisävarusteena joltain valmistajalta vai pitääkö viritellä itse?

[Matias]

Löytyyköhän tuohon kytkentään valmista automatiikkaa vakiona tai lisävarusteena joltain valmistajalta vai pitääkö viritellä itse?

Sen voi tehdä monella tavalla,meillä on patteriverkon menoveden lämpötilaa säätämässä Ouman EH-80 shuntti ja tuon shuntin asennonosoittimeen virittelin mikrokytkimen silleen että kun shuntti on täysin auki niin mikrokytkimen kosketin sulkeutuu ja se käynnistää maalämpöpumpun,varaajan lämpötila on silloin niillä paikkeilla että lämpöä tarttee nostaa.
Kun lämpöpumppu on nostanut varaajan lämpöä n 5 astetta niin shuntti alkaa sulkeutua ja samalla mikrokytkin avautuu ja lämpöpumppu pysähtyy.
Tällä saadaa n 6 käynnistystä / vrk kun on reilun kokoinen varaaja.

Käytännössä siin patteriverkon kiertopumppu,shuntti,sähkövastukset yms automatiikat jää varaajaan ennalleen,maalämpökoneen käyntiä ohjaa shuntti oman lämpökäyrän mukaan.

Lisäksi varaajassa on kiinteät termostaatit veden lämpötilan ylä- ja alarajoille.
Eli jos varaajan lämpötila ylittää +50C niin lämpöpumppu ei voi käynnistyä.
Jos varaajan lämpötila alittaa +30 astetta niin termostaatti käynnistää lämpöpumpun ja nostaa viitisen astetta varaajan veden lämpöä.Tämä siis käyttöveden esilämmityksen takia.

Tuollainen viritys
http://www.maalampofoorumi.fi/index.php?action=dlattach;topic=5292.0;attach=3695;image

[Roori]

Kiitoksia nopeista vastauksista, ajatukset rinnankäytön järkevyydestä ovat niiden myötä vahvistuneet. Puuta vanhemmilla kyllä riittää omasta takaa yltä kyllin, joten ostopuuhun ei ole tarvetta. Talo on lämminnyt puuta polttamalla jo sen vajaat 20 vuotta. Varaajan vastukset eivät ole käyneet päällä montaa kertaa tuona aikana.

Tuo Matiaksen esittämä kytkäri tuntuu houkuttevalle vaihtoehdolle. Sen toteuttaminen sujuisi melko helposti varaajan tulpattuina oleviin yhteisiin. Samoin kattilan ja pumpun marssijärjestys hoituisi automaattisesti. En usko, että malttavat puunpolttoa ihan kertalaakista lopettaa. 

Löytyyköhän tuohon kytkentään valmista automatiikkaa vakiona tai lisävarusteena joltain valmistajalta vai pitääkö viritellä itse?

Onko se puihin liittyvä intressi niiden poltto vai onko se seurausta... voisko se olla että halutaan tehdä metsähommia ja siinä sitten syntyy klapeja sekä metsänhoito siinä sivussa tulee hoidettua.
Eli jos tarkastelee asiaa niin että nyt on polteltu ~40pm3 puita vuodessa että on saatu tuo tomppelin laskema  energia 33MWh (ks. lainaus) taloon aikaiseksi, tuo jos olis tehty sähköllä ja konvertoi sähkön hinnalla rahaksi
niin pinomotin arvoksi tulee 33000kwh*12c/kwh/40pm3=99€/pm3, eli hyvä hinta on puulle saatu.
Nyt kun maalämmöllä sitten lämmitetään SCOP:lla 3.2 niin oman metsän pinomotin arvoksi jää 99€/3.2=~30€...eli uskoisin että jäisi voiton puolelle kun möisi ne kaikki klapit mitkä vuodessa tekee.
Sekapuun pinomottihinta lienee 50+€ kun sitä ostetaan ja myydään. Eli ~tonnin verran parempi tuotto klapeja myydessä kuin poltellessa. Toisella tavalla ajatellen ~2k€ saa kalpeista hintaa ja ~1k€ menee lämmitykseen sähköä maalämmöllä, eli myynnillä kuittaa sähkölaskun ja vähän jääkin. 

VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:      ( PATTERILÄMMITYS )   
Lämmitettävää   208 m2   519 m3
- Kiinteistö   3,3 COP   28 126 kWh
- Lämmin käyttövesi   2,8 COP   4 800 kWh
- Yhteensä   3,2 SCOP   32 926 kWh

Tuosta kytkäriä ajatellen jos se puu jää niin ei kannata pistää sitä maalämpö menoa sinne varaajan ihan ylös koska kerrostumisen takia siellä majailee ylensä kuuminta ja se sekoittuu turhaan varaajassa, eli alemmas vois ottaa sitä tuloa siihen pönttöön jos yhteitä löytyy...
Vähän niinku tuohon kuvan tapaan. Tuossa siis yhdellä MLP:llä on tehty 2 tason lämpöä lämmityspiireihin esim patterit ja lattiat, tuolla pumpulla tuo onnistuu ainakin noin...
Oliko lattialämmitystä?

[Matias]

Nyt kun maalämmöllä sitten lämmitetään SCOP:lla 3.2 niin oman metsän pinomotin arvoksi jää 99€/3.2=~30€...eli uskoisin että jäisi voiton puolelle kun möisi ne kaikki klapit mitkä vuodessa tekee.

Samoihin tuloksiin meilläkin laskeskeltu puulämmityksen kannattavaisuus.
Jos maalämpöpumpulla halutaan korkea hyötysuhde ja tasainen lämmöntuotto niin moderni invertterilämpöpumppu,esim tuollainen Nibe suoraan tai pienen puskurivaraajan kanssa patteriverkon ja käyttöveden lämmitykseen.Silloin jää myös ison varaajan lämpöhäviöt pois.


http://www.taloon.com/maalampopumppu-nibe-f1255-4-16/LVI-5361588/dp