Maalämpöjärjestelmän mitoituksen arviointi??? (RMT '53, 3 krs., 210 m2/320 m2)

[jarno.laitinen]

Hei,

Olemme saneeraamassa rintamamiestaloa Tampereella, ja yhtenä tärkeänä osana on tietysti lämmitysjärjestelmän päivitys. Olen lueskellut foorumia tässä viimepäivinä vilkkaasti ja saanutkin täältä paljon apua ja oppia omiin näkemyksiini. Arvostaisin valtavasti, jos foorumilaiset voisivat yrittää auttaa minua arvioimaan projektimme tarvitseman maalämpöjärjestelmän mitoituksen - olen muutamia tarjouksia kysellyt ja toimittajien tarjoukset ovat 11-16 kW, mikä tuntuu minusta melko suurelta. Myös järjestelmien myyjien perustelut mitoitukselle ja laitteille tuntuvat hieman kotiinpäinvedolta.
Olen itse asunut talossa vasta vuoden, jonka aikana talo on ollut osittain remontin alla, joten tarkkaa lämmönkulutus-suerantaa minulla ei ole.
Taustatietona:

• Rakennusvuosi 1953, sijaintipaikka Tampere.
• Rakenne puurakenteinen, purueristetty ja ulkopuolelta tuulensuojalevyillä lisäeristetty. Ikkunat ovat uudet 3-kerros lasit korvausilmaventtiileillä ja uudet ulko-ovet.
• Talossa 3 kerrosta; kellari (60 kerros.m2 / 107 rakennus.m2) osittain maanalla, 1 krs. (100/107m2) ja 2 krs. (60/107m2). Kerros ja rakennus.m2 eroavat, koska kellarissa on mm. lämmittämätön autotalli ja yläkerrassa lapetiloja. Lämmitettävä rakennustilavuus on noin 482 m3.
• Edellinen asukas oli lämmittänyt taloa öljyllä ja vesikiertoisilla radiaattoreilla. Hänen kulutuksensa oli ollut 3000-3500 l/a
• Me olemme nyt muuttaneet talon kaikki 210 k_m2 vesikiertoiselle lattialämmitykselle. Remontin kestäessä, olemme kuluttaneet 09/12-05/13 öljyä n. 1500 l ja sähköä n. 15 000 kWh. Suuri sähkönkulutus johtuu siitä että olemme joutuneet lämmittämään kellaria ja 2 krs. sähköllä osan ajasta patterien poiston takia)
• Talossa on lisäksi uusi varaava takka, viime vuonna poltimme noin 1,5 i-m3, sekä lisäksi huippuimuri ilmanvaihtoon ilman LTO
• Talossa asuu 2 aikuista ja 2 lasta, vedenkulutus melko suurta
• Suunnitelmissa on myös laittaa yläpohjaan lisää eristettä, nyt noin 30-40 cm purua.

Suurimpia kysymysmerkkejä minulle ovat:

• Tarvittavan pumpun koko? Mitä olen lueskellut niin tuo osalämpömitoitus ja sähkövastus kuulostaa järkevältä.
• Onko kaikissa pumpuissa lisänä tuota sähkövastusta vai tuleeko tuota varten erillinen varaaja?
• Järkevä lämminvesivaraajan koko? Nelihenkinen lapsiperhe kuitenkin kuluttaa varmasti vettä ihan hyvin?
• Onko lattialämmityksellä merkitystä pumpun valinnan kanssa?
• Järkevä porakaivon aktiivisyvyys?

Suuri kiitos jos joku teistä ehtii antamaan minulle kommentteja omista näkemyksistänne ja kokemuksistanne.



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

[tomppeli]

Sinulla oli varsin hyvät perustiedot rakennuksesta.
Laitoin niitä taulukkoon ja liitin sen PDF -tulosteen omaan viestiisi tämän yläpuolelle.

Taasen muistutan, että tämä mitoituslaskelma on vain suuntaa antava, ei mikään takuumitoitus!
Sitovan takuumitoituksen saat alan ammattisuunnittelijalta tai vastuulliselta maalämpötoimittajalta.

Olit ajatellut osatehomitoitusta.
Suosittelisin kovasti, että hankit tähän mitoituslaskelmaan valitun 12 kW -tehoisen maalämpöpumpun, ei ainakaan pienempää.
Perustelen sillä, että osatehoinen joutuu ottamaan kovimmilla pakkasilla sähkövastuksilla tapahtuvan lämmittämisen avuksi.
Kovilla pakkasilla vastuskäytön takia sähkön kulutus kasvaa. Sähkövastusten COP = 1,0.
Jo lähitulevaisuudessa on luultavaa, että sähköyhtiöt ottavat tuntikohtaisen kWh -taksan käyttöön.
Hinta tulee noudattelemaan sähkömarkkinoiden SPOT -hintaa. KWh hinta saattaa olla kivuliaan korkealla pahimpien pakkasten aikana.
Tuollainen sähköhinnoittelu rankaisee kovalla kädellä osatehoisten lämpöpumppujen omistajia.
Hanki mahdollisimman täystehoinen pumppu, tai ole valmis jollain muulla tavalla auttamaan pumppua lämmittämisessä, kuin noilla sähkövastuksilla.!


Edit.:
Viilailin vielä noita laskennan U -arvoja ja sain lämmitystarpeen laskemaan hiukan. Laitoin korjaillun tulosteen entisen tilalle.
Pumpuksi pitäisi riittää 12 kW -tehoinen laite.
Kaivoksi riittänee yksi noin 220 metrinen lämpökaivo.

Ilmanvaihdosta:
Tehokas huippuimuri ilman lämmön talteen ottoa nostaa melkoisesti lämmitystarvetta
ja saattaa vaatia 1 - 2 kW lisää lämmitystehoa lämpöpumppuun!

[jarno.laitinen]

Kiitos Tomppeli, sekä mitoituslaskelma-arviosta, että kommenteista sähkön hinnoittelun ja ilmanvaihdon osalta.

En itse usko että spot hinnoiteltu markkinasähkö tulee kuluttajille (ainoaksi) vaihtoehdoksi aivan heti, mutta varmasti sähköyhtiöt pyrkivät löytämään myös tuollaisia laskutustapoja - onhan yö/päiväsähkökin ollut jo kauan markkinoilla. Suojaavathan sähköyhtiötkin hintansa johdannaissopimuksilla pitkälle eteenpäin. Mutta, olet aivan oikeassa siinä että turha maksaa vastussähköstä jos pumpulla saa säästöä myös kovimmilla pakkasilla. Kyse on tietysti investointihinnasta, jne.. Tuo takkahan meillä on, ja sitä varmasti tulemme 1-2 im3 lämmittämään vuosittain.

Hienoa että osasit arvioida noita U arvoja. Yksi asia tulee vielä vaikuttamaan varmaan vielä n.+1 kW, ja se on että myös kellarissa on tarkoitus pitää 21 astetta huonelämpönä. Lisäksi, tuo huippari on pakollinen, jotta pesutilat saa imettyä kuiviksi ja samalla muun talon alipaineiseksi. Olen väkisinkin joutunut tekemään tällaisen ratkaisun jo aiemmassa vaiheessa ja nyt sen muuttaminen on jo aika vaikeaa.

Kysyisin vielä tuosta porakaivosta, lämpöpumpusta ja varaajasta.

• Onko porakaivo mahdollista tehdä yhtenä 220 m kaivona, vai onko tarkoitus että tuo 220 m tehtäisiin kahtena 110 m kaivona?
• Onko kaikissa lämpöpumpuissa lisänä sähkövastus, vai pitääkö sellainen asentaa erikseen
• Onko mielipiteitä varaajasta? Kannattaako erillinen varaaja ja onko siitä hyötyä lattialämmön/käyttöveden/kompressorin osalta?

[Matias]

Mitä olen lueskellut niin tuo osalämpömitoitus ja sähkövastus kuulostaa järkevältä.

Tässä olen Tomppelin kanssa samaa mieltä,eli ilman muuta täystehomitoitus.

Tässä lainaus Tomppelin havainnollisesta esityksestä osa- ja täystehomitoituksesta

Kommentoisin vähän pumppu koon valintaa...
Monesti ajatellaan, että isompitehoinen lämpöpumppu kuluttaa enemmän sähköä.
Asia ei kuitenkaan ole niin.
Isompitehoinen ottaa kyllä sähköverkosta kompressorin käynnin aikana enemmän tehoa sähköverkosta.
Mutta, sen isompitehoisen ei tarvitse käydä yhtä pitkään, kuin sen pienempitehoisen.
Tuottaahan se isompitehoinen enemmän lämpötehoakin, josta johtuen sen tarvitsee käydä vähemmän aikaa, kuin sen pienempitehoisen pumpun.
Lopputulos on, että molemmat pumput, niin se isompitehoinen, kuin se toinen pienempitehoinen tarvitsevat suunnilleen saman verran verkkosähköä, tuottaakseen esimerkiksi yhden päivän lämmitystarpeen.

Otetaan pieni esimerkki.
Pumppu A on pienempitehoinen. Antoteho on 18 kW, hyötysuhde, COP = 3, jolloin pumpun sähköverkosta ottama teho  = 18 kW / 3 = 6 kW.
Pumppu B on isompitehoinen. Antoteho on 27 kW, tämänkin hyötysuhde COP = 3, jolloin pumpun sähköverkosta ottama teho  = 27 kW / 3 = 9 kW.
Isompitehoinen ottaa selvästi enemmän tehoa sähköverkosta, mutta, mutta...

Kun meillä on iso talokin, johon noita pumppuja suunnitellaan tarvitsee se kylmähkönä pakkasvuorokautena lämpötehoa 432 kWh.

Pienempi pumppu A tarvitsee käydä sen tuottaakseen 432 kWh / 18 kW = 24 h sen verkosta ottama sähköteho on 24 h * 6 kW = 144 kWh.
Isompi pumppu B tarvitsee käydä sen tuottaakseen 432 kWh / 27 kW = 16 h sen verkosta ottama sähköteho on 16 h * 9 kW = 144 kWh.
Molemmat tarvitsivat ihan yhtä paljon apua sähköyhtiöltä yhden talon yhden pakkasvuorokauden lämmitystarpeeseen.

Mutta, entäs sitten, kun tuli vieläkin kylmempi pakkaspäivä, jolloin saman talon lämmitysenergian tarve onkin jo 540 kWh lämpötehoa päivässä.

Isompi pumppu B tarvitsee käydä sen tuottaakseen 540 kWh / 27 kW = 20 h sen verkosta ottama sähköteho on 20 h * 9 kW = 180 kWh.

Pienempi pumppu A tarvitsee käydä sen tuottaakseen 540 kWh / 18 kW = 30 h. Nyt tuli ongelma. Vuorokaudessa on vain 24 h.
Pienempi pumppu A pystyy tuottamaan vuorokaudessa enintään 24 h * 18 kW = 432 kWh. Jää puuttumaan 540 kWh - 432 kWh = 108 kWh lämpöä, joka joudutaan tuottamaan sähkövastuksilla.
Nyt saadaankin pienemmän lämpöpumppu A :n vuorokaudessa tarvitsemaksi sähköyhtiöltä otettavaksi tehoksi
24 h * 6 kW = 144 kWh + tuo vastusten tarvitsema sähköteho, 108 kWh = 252 kWh.
Pienempi pumppu A kuluttikin nyt 252 kWh - 180 kWh = 72 kWh enemmän sähkötehoa sähköyhtiöltä!

Päätelmä: Isompi pumppu ei tarvitse enemmän sähköä sähköyhtiöltä, kuin pienempi.
Se onkin päinvastoin. Alitehoinen, se pienempi ottaakin enemmän ostosähköä!

   

Onko kaikissa pumpuissa lisänä tuota sähkövastusta vai tuleeko tuota varten erillinen varaaja?

Kaikissa tunnetuissa lämpöpumpuissa on vakiona lämmitysvastus.
Nykyisin näyttää yleistyneen ns virtauslämmitin eli sähkövastus on menovesiputkessa lauhduttimen jälkeen eikä tarvitse (välttämättä) varaajaa


   

Järkevä lämminvesivaraajan koko? Nelihenkinen lapsiperhe kuitenkin kuluttaa varmasti vettä ihan hyvin?

200-300l varmaan riittävä,huomaa että ns vaihtoventtiilipumppu lämmittää käyttövettä koko tehollaan,jos  valitset 12kw:n lämpöpumpun niin käyttöveden lämmitysteho on myös 12kw.
Yleensä tuollaisissa 200-300l perusvaraajissa jotka lämpiää pelkällä sähkövastuksella on vastuksen teho 3kw ja silläkin pärjää.

 

Onko lattialämmityksellä merkitystä pumpun valinnan kanssa?

Lattialämmitykseen voi yleensä käyttää edullista vaihtoventtiililämpöpumppua(Nibe-Thermia-Danfoss jne) koska lattian massa muodostaa itsessään massiivisen varaajan joten lämpöpumpun voi yhdistää suoraan lattiakiertoon ilman puskuri ym varaajaa.
Tietenkin käyttövedellä tarvitaan aina oma varaaja mutta tunnetuissa pumppumerkeissä se on integroitu valmiiksi lämpöpumpun koneikkoon.

[tomppeli]

• Onko porakaivo mahdollista tehdä yhtenä 220 m kaivona, vai onko tarkoitus että tuo 220 m tehtäisiin kahtena 110 m kaivona?

Kyllä voi ihan hyvin tehdä 220 metriä syvän porakaivon.
Esteenä voi olla, että tulee niin kovasti vettä, että poraus noin syvälle ei onnistu.
Kannattaa lähteä siitä, että porataan 220 metrinen kaivo.
Jos sitten ilmeneekin tuo tavattoman runsas veden tulo, niin sitten poraatte 2 x 140 metriä.

Kaksi kaivoa tulee kalliimmaksi.
2 x 110 metriä tuottaa vähemmän, kuin 1 x 220 metriä. Syvemmällä on lämpimämpää ja siksi siellä on tuottoisimmat metrit.

Kysy kuitenkin lämpöpupputoimittajalta, sietääkö heidän lämpöpumppunsa noin 460 metriä pitkän keruupiirin yhtenä silmukkana.
Kaikki pumput eivät jaksa kierrättää keruunestettä tarpeeksi hyvin noin pitkässä silmukassa.

Laske silmukan pituus: = 2 x kaivon syvyys + 2 x kaivon ja pumpun välinen matka.