Varaava sähkö maalämpöön - patterien mitoitus?

[Korppi]

Hei,

edessä on siis lämmitysjärjestelmän vaihto rintamamiestaloon. Nykyinen systeemi on vesikiertoinen (patterit) järjestelmä n. 3000 litran varaajalla, jota lämmitetty 6+6+7kW sähkövastuksilla. Lämmitettäviä neliöitä n. 250m2, joista n. puolet alkuperäistä v. -56 rakennettua ja puolet myöhemmin rakennettua (ja siten jonkin verran paremmin eristettyä) laajennustilaa. Laajennustilassa käytössä lisäksi ilmalämpöpumppu. Sähkön vuositason kulutus ollut 45MW, mikäli kaikki tilat on pidetty 19-20C tuntumassa. Oikein optimoimalla ja säätämällä on todistetusti päästy vuositasolla 36MW kulutukseen, mutta asuinmukavuuden ja hermojen kustannuksella.

Suunnitelmana on siis 13kW pumppu + 9kW:n vastus, kaivon syvyys 240m. Talossa on pattereita yht. 22 kpl, joista osa uudempia 2-lehtisiä, osa vanhempia 1-lehtisiä. Ulkolämpötilan ollessa -20C on menoveden lämpötila ollut 45C (kiertovesipumpun ohessa mittari). -8C:ssä vastaavasti 35C. En muista nähneeni -55C:tä korkeampaa menoveden lämpötilaa, mutta satavarma asiasta en voi olla.

Laskeskelin netistä löytyneellä patterilaskurilla, että teoreettisesti nykyisten patterien lämpöteho 55/40C asteessa on n. 20kW. Mikäli olen oikein käsittänyt, olisi maalämpöpumpun hyötysuhdetta ajatellen hyvä pyrkiä mahd. alhaiseen menoveden lämpötilaan. Nykyisillä pattereilla laskettuna 45/35C antaakin lämpöä enää vain 16kW. Eli ainakin tuo -4kW "häviö" olisi korvattava uudemmilla pattereilla. Puhtaasti maalaisjärjellä ajateltuna kannattaisi varmaan korvata huonokuntoisimmat ja matalatehoisimmat patterit uudemmilla.

Yritinkin sitten laskea, kuinka järkevää taloudellisesti olisi ostaa 2- tai jopa 3-lehtisiä pattereita. Mutta muuttujia on aika monta - alkaen eri tilojen lämmitysvaatimuksista sähkön hintaan ja patterien vaihdon kustannuksiin. Varsinainen kysymykseni siis on, että kuinka järeäksi patterit kannattaa mitoittaa - kovimpia pakkasia ajatellen vaiko jotenkin muuten?

...
Editoinut "tomppeli.: poistin lisäämäni liitetiedoston, jotta liitetiedostokansio ei täyttyisi liiaksi!

[tomppeli]

Nykyinen systeemi on vesikiertoinen (patterit) järjestelmä n. 3000 litran varaajalla, jota lämmitetty 6+6+7kW sähkövastuksilla. Lämmitettäviä neliöitä n. 250m2, joista n. puolet alkuperäistä v. -56 rakennettua ja puolet myöhemmin rakennettua (ja siten jonkin verran paremmin eristettyä) laajennustilaa. Laajennustilassa käytössä lisäksi ilmalämpöpumppu. Sähkön vuositason kulutus ollut 45MW, mikäli kaikki tilat on pidetty 19-20C tuntumassa. Oikein optimoimalla ja säätämällä on todistetusti päästy vuositasolla 36MW kulutukseen, mutta asuinmukavuuden ja hermojen kustannuksella.

Suunnitelmana on siis 13kW pumppu + 9kW:n vastus, kaivon syvyys 240m. Talossa on pattereita yht. 22 kpl, joista osa uudempia 2-lehtisiä, osa vanhempia 1-lehtisiä. Ulkolämpötilan ollessa -20C on menoveden lämpötila ollut 45C (kiertovesipumpun ohessa mittari). -8C:ssä vastaavasti 35C. En muista nähneeni -55C:tä korkeampaa menoveden lämpötilaa, mutta satavarma asiasta en voi olla.

Laitoin jotain taulukkoon.
Ilmalämpöpumpun osuutta en osannut arvioida, joten laskin vanhan ja uuden osan koot arvaamalla rakennuksen lämmitystarpeen.
Liitin PDF -tulosteen omaan viestiisi tähän yläpuolelle.

Laskelman mukaan 13 kW -tehoinen lämpöpumppu on liian pieni. Tarvittaisiin 15 kW tehoinen.
Samoin 240 metrinen porakaivo olisi liian matala.
Lämpökaivo on tässä määritetty pumpun tehon mukaan,
rakennuksen lämmitystarpeen perusteella laskien kaivosta tulee vielä noin 30 metriä syvempi.!

Voit koettaa itsekin laskea mitoitusta tällä.!

[Seagear]

Ihan oikein olet ymmärtänyt tuon hyötysuhteen ja lämpötilan välisen riippuvuuden.

Meillä ennen öljylämmityksen aikaan korkein havaitsemani menoveden lämpötila oli 57 astetta kun ulkona oli -30. Silloin tosin patteripiirin kiertopumppu oli aina 1-nopeudella (30W) ja nykyään maalämmön kanssa pidän sitä 2:lla (46W). Se toki kannattaa huomioida että maalämpöpumput eivät eräiden kauppiaiden puheista huolimatta välttämättä "jaksa tehdä" edes sitä 55-asteista patteriverkkoon. Tämä on toki mitoituskysymys mutta esim. meidän mitoituksella olen nähnyt verkkoon menevän max. 51-asteista. Tuon kuumempaa ei siis pumppu jaksa tehdä vaikka kävisi 12h putkeen. Meno-paluu-lämpötilaero on meillä 4 astetta. Käyttövesipuolelle tekee toki 58-59-asteista mutta se onkin eri tilanne kun lämmitetään "seisovaa vettä". Lisävastuksia on kuluneiden 16 kk aikana tarvittu 16h * 3kW + 7h * 6 kW = 90 kWh (sis. legionellakuumennuksen).

Jos teillä -20C pakkasella riittää 45-asteinen menovesi niin en välttämättä ensialkuun vaihtaisi montaakaan patteria. Meillä taitaa vastaavalla pakkasella olla menovesi 48-49 luokkaa. Ainoastaan pesuhuoneen patteri on vaihdettu uuteen 2-lehtiseen ja kaikista pattereista vajaa puolet on vielä 1-lehtisiä. En tosin niitä aio vaihtaaakaan autotallissa, varastotiloissa tms. Kannattaa myös huomioida esteettinen puoli sillä joku +100 mm syvä 3-lehtinen ei välttämättä istu naisväen sisustussilmään oikein hyvin 

[Seagear]

Laskelman mukaan 13 kW -tehoinen lämpöpumppu on liian pieni. Tarvittaisiin 15 kW tehoinen.

Minusta suurin kysymysmerkki mitoituksen suhteen on tuollaisen vanhan ison yösähkövaraajan todellinen hyötysuhde. Jos kellarissa oleva huonosti eristetty varaaja lämmitetään yösähköllä 95-asteiseksi niin hukkalämmön osuus on valtava. Ainakin näin on tutulla, jolla vastaava varaaja ja vuosikulutus 36 MWh luokkaa. Ulkona sokkelin vieressä on puoli metriä lumetonta varaajahuoneen kohdalla ja narsisssit jo kohta puskevat maasta.

[Korppi]

Laitoin jotain taulukkoon.
Ilmalämpöpumpun osuutta en osannut arvioida, joten laskin vanhan ja uuden osan koot arvaamalla rakennuksen lämmitystarpeen.
Liitin PDF -tulosteen omaan viestiisi tähän yläpuolelle.

Laskelman mukaan 13 kW -tehoinen lämpöpumppu on liian pieni. Tarvittaisiin 15 kW tehoinen.
Samoin 240 metrinen porakaivo olisi liian matala.
Lämpökaivo on tässä määritetty pumpun tehon mukaan,
rakennuksen lämmitystarpeen perusteella laskien kaivosta tulee vielä noin 30 metriä syvempi.!

Voit koettaa itsekin laskea mitoitusta tällä.!

Kiitos taulukosta. Täytyy illalla rauhassa perehtyä. Tuo 15kW pumppu olisi jo ilmeisesti aika lähellä täystehoista. Erään firman tarjouksessa oli 13kW pumppu ja 2x160m eli yht. 320m lämpökaivoa, olisikohan se ollut lähempänä totuutta. Bisnes on tietysti bisnestä, ja sitä myydään mikä kaupaksi menee. Noh, nythän kaivoja ei ole vielä porattu eikä pumppua ostettu, joten asiaan voi vielä helposti vaikuttaa.

[Korppi]

Minusta suurin kysymysmerkki mitoituksen suhteen on tuollaisen vanhan ison yösähkövaraajan todellinen hyötysuhde. Jos kellarissa oleva huonosti eristetty varaaja lämmitetään yösähköllä 95-asteiseksi niin hukkalämmön osuus on valtava. Ainakin näin on tutulla, jolla vastaava varaaja ja vuosikulutus 36 MWh luokkaa. Ulkona sokkelin vieressä on puoli metriä lumetonta varaajahuoneen kohdalla ja narsisssit jo kohta puskevat maasta.

Varaaja on kyllä hyvin eristetty (ei minun, vaan useamman paikalla käyneen ammattilaisen näkemys), melko uuden näköinen ja se on otettu käyttöön 2000-luvun taitteessa. Termostaatilla + ajastuksella säädetty lämpiämään yöllä n. 90-asteiseksi. Yletöntä hukkalämpöä en ole huomannut, eli ei mitään lumien sulamisia tai pannuhuoneen kuumuutta. Eli kertooko tämä sitten sen, että lämpöhukkaa ei hirveästi ole ja todellinen kulutus on jossakin 36-45MW välimaastossa.

[Korppi]

Meillä ennen öljylämmityksen aikaan korkein havaitsemani menoveden lämpötila oli 57 astetta kun ulkona oli -30. Silloin tosin patteripiirin kiertopumppu oli aina 1-nopeudella (30W) ja nykyään maalämmön kanssa pidän sitä 2:lla (46W). Se toki kannattaa huomioida että maalämpöpumput eivät eräiden kauppiaiden puheista huolimatta välttämättä "jaksa tehdä" edes sitä 55-asteista patteriverkkoon. Tämä on toki mitoituskysymys mutta esim. meidän mitoituksella olen nähnyt verkkoon menevän max. 51-asteista. Tuon kuumempaa ei siis pumppu jaksa tehdä vaikka kävisi 12h putkeen. Meno-paluu-lämpötilaero on meillä 4 astetta. Käyttövesipuolelle tekee toki 58-59-asteista mutta se onkin eri tilanne kun lämmitetään "seisovaa vettä". Lisävastuksia on kuluneiden 16 kk aikana tarvittu 16h * 3kW + 7h * 6 kW = 90 kWh (sis. legionellakuumennuksen).

Jos teillä -20C pakkasella riittää 45-asteinen menovesi niin en välttämättä ensialkuun vaihtaisi montaakaan patteria. Meillä taitaa vastaavalla pakkasella olla menovesi 48-49 luokkaa. Ainoastaan pesuhuoneen patteri on vaihdettu uuteen 2-lehtiseen ja kaikista pattereista vajaa puolet on vielä 1-lehtisiä. En tosin niitä aio vaihtaaakaan autotallissa, varastotiloissa tms. Kannattaa myös huomioida esteettinen puoli sillä joku +100 mm syvä 3-lehtinen ei välttämättä istu naisväen sisustussilmään oikein hyvin 

Tuossa meidän talon 45C @ -20C tilanteessakin pitää huomioida se, että talon kaikissa tiloissa ei ole tasainen 22C, vaan pikemmin 18-20C (pääasialliset asuintilat toki mukavuusalueella). Riippuen ulkoseinien, ikkunoiden, ovien, eristysten ja patterien määristä jne. lämpötila vaihtelee. Mutta se kuuluu talon luonteeseen, eikä ole vielä kylmä tullut. Joitakin ilmavuotoja olen tiivistänyt, mutta seinien lämpöeristys näissä vanhoissa on mitä on.

Lähinnä siltä kannalta mietin, että koko talven aikana ei välttämättä kovin montaa päivää ole, jolloin tarvitaan 55C lämpimämpää vettä. Mitoituksen suhteen ei ole kovin yksinkertaista laskea, mikä vaihtoehto olisi taloudellisin, kun ei ole pitemmältä ajalta omaa seurantaa.

[Roori]

Varaaja on kyllä hyvin eristetty (ei minun, vaan useamman paikalla käyneen ammattilaisen näkemys), melko uuden näköinen ja se on otettu käyttöön 2000-luvun taitteessa. Termostaatilla + ajastuksella säädetty lämpiämään yöllä n. 90-asteiseksi. Yletöntä hukkalämpöä en ole huomannut, eli ei mitään lumien sulamisia tai pannuhuoneen kuumuutta. Eli kertooko tämä sitten sen, että lämpöhukkaa ei hirveästi ole ja todellinen kulutus on jossakin 36-45MW välimaastossa.

Kuulostaa vähäpäästöiseltä jos 90C asetuksella ei ympäristössä tunnu ylilämpönä, pystytkö päästämään sen nyt muutamaksi päiväksi vaikka luokkaan 45-50C jotta näkisit ympäristöstä jäähtymisen ja LKV riittoisuuden, eli kierukoitten koon/kunnon (uskoakseni siinä semmoset on)?
Elikkäs laittaiseisit ja totuttaisit sen uuteen aikaan, jos se on jäämässä...

[Korppi]

Kuulostaa vähäpäästöiseltä jos 90C asetuksella ei ympäristössä tunnu ylilämpönä, pystytkö päästämään sen nyt muutamaksi päiväksi vaikka luokkaan 45-50C jotta näkisit ympäristöstä jäähtymisen ja LKV riittoisuuden, eli kierukoitten koon/kunnon (uskoakseni siinä semmoset on)?
Elikkäs laittaiseisit ja totuttaisit sen uuteen aikaan, jos se on jäämässä...

Varaaja olisi näillä näkymin purettava pois uusien laitteiden tieltä. En tiedä, onko sen säilyttämisestä hyötyä, ja kokonaisena sitä ei saa ulos. Kierukat siitä löytyy, ja lämmintä käyttövettä on hyvin riittänyt neljän ihmisen tarpeisiin. En osaa sanoa, kuinka jäähtyneeksi varaaja on alhaisimmillaan päässyt, veikkaisin ettei paljon alle 50 asteen ole menty (varaajan kyljessä on ylä- ja alaosalle omat lämpömittarit). Tekninen tila n. 16.5 m2, josta osa rajattu pieneksi huoneeksi (päävesiputken sisääntulo) ja wc:ksi, ja uloskäynnit rajattu palo-ovilla.

Tuo pannuhuoneen viileys jäi siitä mieleen, kun tein omppusadosta siideriä. Käymisastiat olivat pannuhuoneessa ja piti käyttää lämpöpuhallinta, jotta olisi lämpö pysynyt suotuisasti 20-24 C:ssä. Pannuhuoneessa ei ole omaa patteria, ainoa teknisen tilan patteri on em. pikkuhuoneessa. Toki vuotaahan sitä lämpöä kellarista harakoille, tahi myyrille, kun ei ulkopuolelta ole mitenkään eristetty. Lähinnä pannuhuoneeseen astuessa huomaa, että ilma pään korkeudella on jokusen asteen lämpimämpää kuin alempana.