Maalämpöfoorumi
Maalämmön suunnittelu => Mitoitus omakotitalot ja pienet kohteet => Aiheen aloitti: Topsu - 18.10.22 - klo:16:27
-
Hei,
Mitoituslaskelmaa pyytäisin seuraavilla tiedoilla:
- Pirkkala
- Rakentamisvuosi 2007. Ei ole rinnetalo.
- Kokonaissähkönkulutus ollut melkolailla vakio 38MWh, mutta tästä on arviolta 4MWh ulkoporeallas sekä 4MWh saunan "ylikäyttö" eli sauna (6kW kiuas) joka päivä. Mutta nämä karkeita arvauksia. Kenties jää ilman allasta ja saunan "keskimääräistä enemmän olevaa käyttöä" 30MWh kokonaissähkönkulutukselle. Jäisikö näinollen arviolta 25MWh lämmityssähkölle (lattia + käyttövesi)?
- Lattialämmitys
- Koneellinen iv. lämmöntalteenotolla
- Kerrosala päämittojen mukaan 197 neliötä
- Ulkoseinä 375mm Siporex, joka samalla tasoitukset, pinnoitukset ja rappaus lisättyinä ulkoseinän kokonaispaksuus
- 1 kerroksinen
- Lämpimien tilojen huoneistoala 167 neliötä
- Huonekorkeus 2,7m mutta 40:n huoneistoalaneliön osalta 3,15m
- Rossipohja. Talon alapohja 250mm Siporex laatta + 100mm Styrox + betonivalu
- Yläpohja 250mm Siporex laatta + puhallusvilla arviolta 250mm
- Ikkunat 3-lasiset. Ikkunoiden pinta-alat 37,3 neliötä.
- Ei muita lämmitettäviä tiloja
- Sisälämpötila 22 astetta
Kiitoksia!
-
Varmaankin tarkoitat MWh nuo 'kWh' lukemat, eli puhut vuosikulutuksista?
-
Kyllä :) Kiitoksia huomiosta! Muokkasin alkuperäistä.
-
Tervetuloa mukaan foorumille!
Koetin tehdä laskelman. Klikkaa tätä; näet tehokuvaajan ja laskelman erittelyn. (https://www.maalampofoorumi.fi/index.php?action=dlattach;topic=11077.0;attach=17404)
Jos laskelman lähtötiedoissa on virheellisyyksiä, kerro niistä ja korjaan ne. Korjaaminen on helppoa.
Tässä laskelman tulos tiivistettynä:
Talo ”Topsu” PIRKKALA (Pirkanmaa)
VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE: LATTIALÄMMITYS - COP -laskennassa 31 °C - menovesi lämpötila max 33 °C
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ - MUT = -28 °C
- Siporex talo 1982: LaminaattiLattialämmitys, 22°C, 172 m2, 477 m3 49,1 W/m2 8,45 kW 23 881 kWh
RAKENNUKSEN LÄMPÖHÄVIÖT YHTEENSÄ 49 W/m2 8,45 kW 23 881 kWh
• Kiinteistö, 172 m2, 477 m3 5,4 COP 8,19 kW 23 881 kWh
- Lämmin käyttövesi, varaajatilavuus 0,209 m3 / 50 °C 3,4 COP 1,15 kW 4 800 kWh
- Yhteensä 4,9 SCOP 9,3 kW 28 681 kWh
- Vähennetään taloussähkön lämmitysvaikutus -1 232 kWh 0,40 kW 27 449 kWh
- Ei huomioitu mitään lisälämmitysmuotoja 0 kWh 0,00 kW 27 449 kWh
- Maalämmöllä tuotetaan 9,30 kW 27 449 kWh
- Sähkövastuksella tuotettavaksi jää 0 kWh
Yhteensä 172 m2 160 kWh/m2 4,9 SCOP 9,3 kW 27 449 kWh
• Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho 9,3 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho, ( Optimiteho ) 9,3 kW
- Valitun lämpöpumpun teho riittää saakka -27 °C
- Maasta kerätään ( 4,9 COP) 7,6 kW 21 851 kWh
- Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä 5 598 kWh
- Ostosähköä yhteensä (pumpun käyttösähkö + vastuslämmitystä 0 kWh) 5 598 kWh
- Lisäksi ilmanvaihdon jälkilämmitys kuluttaa sähköä vuodessa 2 285 kWh
• Tarvitaan vähintään 233 m lämpökaivo. Kaivon yläosassa 5 m vedetöntä ja 20 m maaporausta. Poraussyvyys 233 m
- Kaivon aktiivisyvyys 228 metriä. Kaivoon tarvittavan keräimen pituus 2 x 233 m. Putkea kaivossa yhteensä 466 m
- Liitäntä pumpulta kaivolle. Välimatka = 10 m. (Painehäviö 7,4 kPa) 2 kpl PE40x3.7 20 m
Kaivon aktiivisyvyydellä tarkoitetaan sitä kaivon syvyyttä, jossa keruuputkisto on aina veden ympäröimänä.
• Alla keruupiirin painehäviö sileäseinämäisille keräinputkille virtauksella 0,55 l/s = 33 l/min = 1980 l/h:
- Kaivo, painehäviö 0,55 l/s virtaus PE40*2.4 putkilla, ΔT = 3,3 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 489 litraa 85 kPa = Huono
- Kaivo, painehäviö 0,55 l/s virtaus PE45*2.6 putkilla, ΔT = 3,3 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 618 litraa 48 kPa = 0,48 bar
Tai vaakakeruulla:
- kostea savi, 512 m = 2 x 260 metriä PE40x3.7 SINIRAITA. Upotussyvyys vähintään 1 m. Vol 518 litraa 25 kPa = 0,25 bar
...
Jos haluat, lähetän koko laskelman sinulle tavalliseen sähköpostiisi. Silloin voisit itse korjata virheelliset lähtötiedot.
Laskentaohjelman avaamiseen tarvitaan koneellesi ladattu ilmainen LibreOffice -toimisto-ohjelma (https://fi.libreoffice.org/).
Laskentapohja on myöskin ladattavissa täältä. (http://bergheat.ingalsuo.fi/)
Tämäkin mitoituslaskelma on vain suuntaa antava; ei ole mikään takuumitoitus.
Luotettavimman suunnittelun ja mitoituksen saat paikalliselta alan ammattisuunnittelijalta.
-
Kiitoksia kovasti!
Lähetä vain laskelma sähköpostitse, niin voin simuloida lisää rakennusluvasta löytämilläni U-arvoilla.
Laskelmasi tukee sitä käsitystä, että minun kannattaisi ottaa syvempi kaivo kuin nyt suunniteltu 220m.
En tosin tiedä paljonko kaivon poraussyvyyden kasvattaminen esim. 220m => 240m kustantaisi. Joka tapauksessa lienee parempi hieman ylimitoittaa kaivo, kuin alimitoittaa.
Pumpuksi tulee Thermia Atlas 12kW, joten se riittää teholtaan. En tosin tunne invertteripumpun logiikkaa niin hyvin, että osaisin sanoa että pyöriikö kompressori pienemmillä tehoilla kaivon ollessa syvempi paluuliuoksen lämpötilan ollessa korkeampi vai kuinkas tämä meneekään. Kovilla pakkasilla sitten pumppu joutuu lämmittämään vastuksilla, jos kaivo ei ole tarpeeksi syvä - onko tämä se pääasiallinen ongelma? Saa vääntää rautalangasta... :)
-
Laitoin laskelman sähköpostiisi..
-
2007 tuon kokoisia siporex taloja mitoitettiin 180m kaivolla joka on auttamattomasti liian lyhyt. Vastukset on käytössä ahkerasti pakkasjaksoilla ja kulutus kovaa.
Lienee 35 eur/m poraushinta tällä hetkellä. Laita samalla tonni lisää ja 250m kaivo niin ei tarvi vastuksilla lämmitellä ja saat hyvän COPin yli 5.0 kun kaivossa lämpöä riittää. Kulutus on ollut kuitenkin kovaa niin on viisasta pelata varman päälle.
1 aste kaivosta tulevassa on 3% lämpökertoimeen. Oma Boschin pumppu tekee 5.5 asteella 5.45 COPia, mutta jos kaivosta tulee isolla teholla 2 asteista jää COP alle 4.0. Kun teet syvemmän kaivon säästät 2000kwh vuosi, nykyhinnoilla n. 400-500 eur. Äkkiä on lisämetrit maksettu.
-
Hyviä pointteja, kiitos!
Kyllä selvältä vaikuttaa, että kaivosta täytyy tehdä syvempi.
-
Pumpuksi tulee Thermia Atlas 12kW, joten se riittää teholtaan.
Teillä on siellä lattialämmitys, joten Atlaksen HGW:sta ei ole kovinkaan suurta hyötyä, jos hyötyä ollenkaan. Pohtisin pumpun vaihtamista Thermia Calibra 3-12 tästä syystä johtuen. Suurin ero Atlaksen ja Calibran välillä on juurikin tuo HGW millä lämmitetään käyttövettä samalla kun tehdään lämmönjakoon lämmintä. Yksinkertaistettuna mitä kuumempaa vettä tehdään lämmönjakoon, sen kuumempaa käyttövettäkin tehdään samanaikaisesti ilman, että pumppu vaihtaa lämmityksestä käyttövedelle.
Noiden pumppujen hinnassa voi olla se 2000€ eroakin, niin se on iso raha ominaisuudesta, josta ei olisi välttämättä nimellistäkään hyötyä. Syventää vaikka kaivoa sillä euromääräisellä erotuksella, joka tulee pumpun vaihtamista Atlas -> Calibra. :)
-
Kiitos vinkeistä!
-
Joo, jos on lattialämmitys niin en laittaisi myöskään Atlasta koska ei HGW pääse oikeuksiinsa sillä rahalla mitä maksaa...
1 aste kaivosta tulevassa on 3% lämpökertoimeen. Oma Boschin pumppu tekee 5.5 asteella 5.45 COPia, mutta jos kaivosta tulee isolla teholla 2 asteista jää COP alle 4.0. Kun teet syvemmän kaivon säästät 2000kwh vuosi, nykyhinnoilla n. 400-500 eur. Äkkiä on lisämetrit maksettu.
Hmmm, onkos se niin että jos nostaa kaivon lämpötilaa niin COP nousee 3% per +1K liuosta, mutta tippuu lähes 8% per -1K liuosta... No ei se niin mene, se COP menee molempiin suuntiin samalla lailla kun liuos lämpö muuttuu.
5598kWh/vuosi näkyy olevan laskelmassa pumpun arviokulutus, jos kaivon syvyyttä lisäämällä saa sen keskilämpötilaa nostettua 2K niin 6% tiputus kulutuksessa on 335kWh, 0.2€/kWh sähkön hinnalla se on 67€/vuosi eli luokkaa 2m kaivoa hankkii vuodessa eli 20 vuotta ja 40m.
Mielestäni tuossa kaivon kairaamisessa myös pitää olla tolkkua kuinka paljon 'ylimääräisiä' porauttaa... jossain kohtaa liika-metreistä ei ole hyötyä.
@tomppelin laskurista varmaan saa ulos arviota kuinka monta metriä lisää pitäisi porata jotta kaivon ka. lämpö nousisi 2K!??
-
1 aste = 3% pätee jos kaivoa kuormitetaan samalla teholla.
Invertteripumpussa myös teho muuttuu, minimiteholla 5kW tekee Boschin tuota 5.45 Copia, mutta 10 kW keskiteholla Cop laskee alle 4.0 ja myös liuos laskee 2.2 asteeseen. Ketju aloittajalle on invertteripumppu tulossa.
230m kaivosta saa pirkanmaalla n. 90kWh/m= 20700kWh/vuosi
250m kaivosta saa 1800 kWh enemmän n.22500 kWh/vuosi
n.5kWh /vrk saa syvemmästä kaivosta enemmän.
Tuon voi Coppien kauttakin laskea kunhan käyttää realistisia yhteisCoppeja lämmitys + kv 4.48
ja viileämmälle kaivolle 3.58. Tällöin erotus on laskujeni mukaan 1778 kWh 250m kaivon hyväksi.
-
230m kaivosta saa pirkanmaalla n. 90kWh/m= 20700kWh/vuosi
250m kaivosta saa 1800 kWh enemmän n.22500 kWh/vuosi
Tuonne suuntaan... sitten vaan jaetaan tuo hyvällä COPilla niin saadaan se hyöty rahassa ~70€/vuosi eikä mitään satoja euroja.
-
Tuo nyt ainakin pitää tietää että kaivon syvyys ei vaikuta talon energiankulutukseen.
Kuinka paljon lämpimämpää liuosta tulee 250m kaivosta verrattuna 200 m kaivoon keskimäärin vuoden aikana?
-
...
@tomppelin laskurista varmaan saa ulos arviota kuinka monta metriä lisää pitäisi porata jotta kaivon ka. lämpö nousisi 2K!??
Tässä @Topsu tapauksessa laskentaohjelman mukaan kaivon syvyys kasvaisi 233 metristä 302 metriin, jotta kaivosta tuleva lämpenisi 2 astetta.
... Kuinka paljon lämpimämpää liuosta tulee 250m kaivosta verrattuna 200 m kaivoon keskimäärin vuoden aikana?
Kaivosta tulisi Tampereella laskentaohjelman mukaan 1,5 astetta lämpöisempää.
Paikkakunta vaikuttaa siksi, että eri paikkakunnilla on erilainen kaivon syvyyden metriä kohden oleva lämpötilan muutoksen gradientti.
Tampereella se on erään GTK :n tutkimuksen mukaan noin 9,7 K/km.
-
Tässä @Topsu tapauksessa laskentaohjelman mukaan kaivon syvyys kasvaisi 233 metristä 302 metriin, jotta kaivosta tuleva lämpenisi 2 astetta.
Kaivosta tulisi Tampereella laskentaohjelman mukaan 1,5 astetta lämpöisempää.
Paikkakunta vaikuttaa siksi, että eri paikkakunnilla on erilainen kaivon syvyyden metriä kohden oleva lämpötilan muutoksen gradientti.
Tampereella se on erään GTK :n tutkimuksen mukaan noin 9,7 K/km.
Eli, ylimääräisistä metreistä ei ole mitään hyötyä, siis nimenomaan ylimääräisistä ettei yritetä ymmärtää väärin. ;)
Kaivon syvyydeksi riittää tarpeen teoreettinen mitta lisättynä vähän päälle varmentamaan hyvemmälle puolelle jääminen. Teoreettinen mitta tietysti sen mukaan jos tilojen laajentaminen näköpiirissä tjms.
-
Eli, ylimääräisistä metreistä ei ole mitään hyötyä, siis nimenomaan ylimääräisistä ettei yritetä ymmärtää väärin. ;)
Kaivon syvyydeksi riittää tarpeen teoreettinen mitta lisättynä vähän päälle varmentamaan hyvemmälle puolelle jääminen. Teoreettinen mitta tietysti sen mukaan jos tilojen laajentaminen näköpiirissä tjms.
Näinhän se on, totta. Kaivon poraussyvyydeksi siis riittää hienosti 240 metriä, eli 7 metriä varmuusvaraa, mutta tuo keruuputkitus täytyy Topsun ottaa huomioon:
• Alla keruupiirin painehäviö sileäseinämäisille keräinputkille virtauksella 0,55 l/s = 33 l/min = 1980 l/h:
- Kaivo, painehäviö 0,55 l/s virtaus PE40*2.4 putkilla, ΔT = 3,3 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 489 litraa 85 kPa = Huono
- Kaivo, painehäviö 0,55 l/s virtaus PE45*2.6 putkilla, ΔT = 3,3 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 618 litraa 48 kPa = 0,48 bar
Kaivoon kannattaa valita keruuputkiksi tuo 45mm. Moni porausyritys vaan vieläkin taitaa vannoa tuon 40mm nimeen ja sanoa ettei tuosta 45mm ole mitään käytännön hyötyä. Tässä siis kannattaa olla tiukkana ja vaatia tuo 45mm putki.
-
Hyviä neuvoja, kiitos! 240m vaikuttaa olevan hyvä poraussyvyys. Laajennustarvetta, eikä mahdollisuuttakaan kiinteistössä ole, mutta toisaalta sähkönkulutusarviokin (lattia+käyttövesi) on aika karkea arvaus.
Mutta tuota halkaisijaltaan leveämpää keruuputkea en kyllä ollut yhtään ajatellut tai huomannut. Ilmeisesti useimmat kaivot on tehty ja tehdään tuolla 40mm putkella? Paljonkohan siitä voisi olettaa tulevan lisähintaa.
-
Suosittelen myös 45mm putkia. Pitää kuitenkin muistaa että niiden asentaminen hankalampaa kuin 40mm kun kaivon halkaisija on sama. Siksi porarit eivät noita suosi. 40mm putki ei ole invertteripumpulle katastrofi.
Pirkanmaalla oli viime talvena kolme yli -20 asteen pakkaspäivää, jolloin huipputeholle oli tarvetta. Muuna aikana invertteripumpulla virtaus keruupiirissä on ehkä 40-60% luokkaa maksimista, jolloin 40m putki riittää.
Kuva liitteenä, pienempi putki aiheuttaa tulopuolella (vihreä) lämpötilan laskua paluunesteen (oranssi) menon pakkasen puolelle kun pidempään kuormitetaan. Sinällään ei ole mitään haittaa, kun muutoin talvi menee melkein minimiteholla ja kaivo palautuu muutamassa päivässä ennalleen.