Mitoituspyyntö 220m2 ok Helsinki

[Gerbiili]

Hei,
maalämpö on harkinnasssa. Kohteemme on seuraavanlainen energiasyöppö, tälle jos saisi laskelman niin olisin kiitollinen.

- Sijainti Helsinki
- vm 1936, kalliorinteen alapuolella, mm kellarin pohjoispuolen seinä on kalliota
- Nykyinen sähkönkulutus 44000 kWh (syyskuu 2020-elokuu 2021), sisältäen kaiken sähkönkulutuksen.
- Patterilämmitys (vesikiertoinen, sähköllä lämpiävä 1800l JÄSPI)
- Ilmanvaihto: osin huippuimuri, osin painovoimainen
- Lämmitettävän rakennuksen ulkomitat 7x10 m.
- Ulkoseinien lämpöeristeen materiaali ja paksuus, lautaseinä, purueriste välissä?
- Kerrosten lukumäärä 3:(kellari lähes maatasossa, alakerta, yläkerta)
- Lämpimien tilojen neliömäärät kerroksittain: kellari 60m2, ylemmät kerrokset 80m2 + 80m2
- Huonekorkeudet kerroksittain? kellari 206cm, alakerta ja yläkerta 260 cm
- Alapohjan laatu: valettu betoni maan päällä, paksuus ei tiedossa
- Yläpohjan lämpöeristeen materiaali ja paksuus: purua ja villaa n 50cm
- Millaiset ikkunat (2– vai 3 lasiset)? 2- lasiset
- ei muita lämmitettäviä tiloja
- Tilojen lämpötilat: kellari 20C, muut kerrokset 23C
- alakerrassa ilmalämpöpumppu (4kW) joka jää käyttöön, yläkerran ja kellarin suihkutilassa avustava sähkölattialämmitys

[tomppeli]

Tervetuloa mukaan foorumille!
Koetin tehdä laskelman ja liitin siitä tulosteen omaan viestiisi.
Jos laskelman lähtötiedoissa on virheellisyyksiä, kerro niistä ja korjaan ne. Korjaaminen on helppoa.

Laskelmassa olevan lämpöpumpun antoteho 12 kW (= lämmitysteho),
pitää katsoa pumpun valmistajan tiedoista B0 W50 tai B0 W55 olosuhteissa.
B0 W35 olosuhteissa ilmoitettu lämmitysteho on isompi ja se saavutetaan vain lattialämmityksellä eikä päde patterilämmityksellä.
Jos kohteessa on vain osaksikin patterilämmitys, on mitoitus tehtävä patterilämmityksen mukaisesti.

Tässä laskelman tulos tiivistettynä:
Talo ”Gerbiili”   HELSINKI   (Uusimaa)
VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:  PATTERILÄMMITYS  -  COP -laskennassa 44 °C  -  menovesi lämpötila max 54 °C
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ  -  MUT = -25 °C
- Kellari 1936: Patterilämmitys, 20°C, 60 m2, 124 m3:      0,0 W/m2   0,00 kW   0 kWh
- Keskikerros 1936: Patterilämmitys, 23°C, 80 m2, 208 m3:   68,9 W/m2   5,52 kW   14 084 kWh
- Talon yläkerta 1936: Patterilämmitys, 23°C, 80 m2, 208 m3:   72,9 W/m2   5,83 kW   14 773 kWh
RAKENNUKSEN  LÄMPÖHÄVIÖT  YHTEENSÄ         52 W/m2   11,35 kW   28 857 kWh

• Kiinteistö,  220 m2,  540 m3          3,7 COP   10,97 kW   28 857 kWh
- Lämmin käyttövesi,   varaajatilavuus   0,184 m3 / 50 °C   2,8 COP   1,16 kW   4 800 kWh
- Yhteensä         3,5 SCOP   12,1 kW   33 657 kWh
- Vähennetään taloussähkön lämmitysvaikutus   -1 960 kWh   0,71 kW   31 697 kWh
- Ei huomioitu mitään lisälämmitysmuotoja    0 kWh   0,00 kW   31 696 kWh
- Maalämmöllä tuotetaan            12,00 kW   31 696 kWh
- Sähkövastuksella tuotettavaksi jää      1 kWh
 Yhteensä   220 m2   144 kWh/m2   3,5 SCOP   12,0 kW   31 696 kWh

• Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho      12,1 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho,  ( Optimiteho )   12,0 kW 
- Valitun lämpöpumpun teho riittää saakka         -24 °C
- Maasta kerätään          ( 3,5 COP)   8,7 kW   22 652 kWh
- Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä      9 045 kWh
- Ostosähköä yhteensä  (pumpun käyttösähkö + vastuslämmitystä  1 kWh)   9 045 kWh
- Ei ole ilmanvaihdon jälkilämmitystä  sähköllä!          0 kWh

• Tarvitaan vähintään 206 m lämpökaivo.  Kaivon yläosassa 5 m vedetöntä ja 15 m maaporausta.   Poraussyvyys   206 m
- Kaivoon tarvittavan keräimen pituus 2 x 206 metriä.   Putkea kaivossa yhteensä   412 m 
- Liitäntä pumpulta kaivolle.  Välimatka = 10 m. (Painehäviö 2,9 kPa)   2 kpl   PE50x4.6   20 m
  Kaivon aktiivisyvyydellä tarkoitetaan sitä kaivon syvyyttä, jossa keruuputkisto on aina veden ympäröimänä.

• Alla keruupiirin painehäviö sileäseinämäisille keräinputkille virtauksella 0,61 l/s = 36,6 l/min = 2196 l/h:
- Kaivo, painehäviö 0,61 l/s virtaus PE40*2.4 putkilla, ΔT = 3,5 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 453 litraa      90 kPa = Kelvoton
- Kaivo, painehäviö 0,61 l/s virtaus PE45*2.6 putkilla, ΔT = 3,5 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 567 litraa      48 kPa = Ok
- Kaivo, painehäviö 0,61 l/s virtaus PE50*2.8 putkilla, ΔT = 3,5 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 694 litraa      29 kPa = 0,29 bar
Tai:
- Vaakakeruupiiri, kostea savi, 475 metriä  = 2 x 250 m PE40x3.7  SINIRAITA. Upotussyvyys vähintään 0,9 m      22 kPa = 0,22 bar
...
Jos haluat, lähetän koko laskelman sinulle tavalliseen sähköpostiisi. Silloin voisit itse korjata virheelliset lähtötiedot.
Laskentaohjelman avaamiseen tarvitaan koneellesi ladattu ilmainen LibreOffice -toimisto-ohjelma.
Laskentapohja on myöskin ladattavissa täältä.

Tämäkin mitoituslaskelma on vain suuntaa antava; ei ole mikään takuumitoitus.
Luotettavimman suunnittelun ja mitoituksen saat paikalliselta alan ammattisuunnittelijalta.


Edit.: 31.08.2021 muutin kaksi kohtaa boldatuiksi.

[Gerbiili]

Kiitos Tomppeli,

täytyy syventyä tarkemmin viikolla ja palata sitten mahdollisillä kysymyksillä!

[Gerbiili]

Tervehdys,

nyt pääsin tutustumaan laskelmiin hieman tarkemmin.

1) Perustuuko laskelma yksinnomaan rakennuksen laskennalliseen lämpöhäviöön ja siitä johtuvaan lämmitystehotarpeeseen? Sähkönkulutushistoriaa (44MWh/a) ei ole hyödynnetty?

2) Toimittajilta saatavissa tarjouksissa on laskettu tuon toteutuneen kulutuksen kautta seuraavanlaisin suosituksin:
- A: NIBE F1255 (12kW), kaivo 230m, keruuputken halkaisija 40mm
- B: NIBE S1155 (4-16kW)+ erillinen lämminvesivaraaja Nibe AHPH 300, 270m kaivo, 2x 40mm
- C: Thermia Calibra Eco 12 (12kW) + lämminvesivaraaja MBH300, kaivo 220m , 2x40mm

==> onkohan näissä A ja C -tarjouksissa alimitoitusta kun 12kW pumppu riittää? Tomppelin laskelmassa 12 kW oli nafti vaikka lämmitystarve oli 33657 kWh vesi mukaan lukien?

3) Kaikilla tarjoajilla on 40mm putkisto, tuo Tomppelin laskelma näyttää että pitäisi olla minimi 45mm. Mitähän tästä pitäisi ajatella?

[tomppeli]

...
1) Perustuuko laskelma yksinnomaan rakennuksen laskennalliseen lämpöhäviöön ja siitä johtuvaan lämmitystehotarpeeseen? Sähkönkulutushistoriaa (44MWh/a) ei ole hyödynnetty?
...

Kun laitan kellarin kulutuksen tähä mukaan, näyttää laskelma tältä:

VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:  PATTERILÄMMITYS  -  COP -laskennassa 44 °C   -  menovesi lämpötila max 54 °C               
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ  -  MUT = -25 °C               
- Kellari 1936: Patterilämmitys, 20°C, 60 m2, 124 m3:         40,4 W/m2   2,42 kW   6 209 kWh
- Keskikerros 1936: Patterilämmitys, 23°C, 80 m2, 208 m3:      68,9 W/m2   5,52 kW   14 084 kWh
- Talon yläkerta 1936: Patterilämmitys, 23°C, 80 m2, 208 m3:   72,9 W/m2   5,83 kW   14 773 kWh
RAKENNUKSEN  LÄMPÖHÄVIÖT  YHTEENSÄ         63 W/m2   13,77 kW   35 066 kWh

• Kiinteistö,  220 m2,  540 m3          3,7 COP   13,39 kW   35 066 kWh
- Lämmin käyttövesi,   varaajatilavuus   0,184 m3 / 50 °C   2,8 COP   1,16 kW   4 800 kWh
- Yhteensä         3,4 SCOP   14,5 kW   39 866 kWh
- Vähennetään taloussähkön lämmitysvaikutus         -1 960 kWh   0,72 kW   37 906 kWh
- Ei huomioitu mitään lisälämmitysmuotoja          0 kWh   0,00 kW   37 575 kWh
- Maalämmöllä tuotetaan            12,00 kW   37 244 kWh
- Sähkövastuksella tuotettavaksi jää               331 kWh
 Yhteensä   220 m2   171 kWh/m2   3,4 SCOP   12,0 kW   37 575 kWh

• Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho               14,5 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho,  ( Osatehoinen )      12,0 kW
- Valitun lämpöpumpun teho riittää saakka               -16 °C
- Maasta kerätään          ( 3,4 COP)   8,7 kW   26 838 kWh
- Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä               10 737 kWh
- Ostosähköä yhteensä  (pumpun käyttösähkö + vastuslämmitystä  331 kWh)      11 068 kWh
- Ei ole ilmanvaihdon jälkilämmitystä  sähköllä!                0 kWh

• Tarvitaan vähintään 237 m lämpökaivo.  Kaivon yläosassa 5 m vedetöntä ja 15 m maaporausta.      Poraussyvyys   237 m
- Kaivoon tarvittavan keräimen pituus 2 x 237 metriä.         Putkea kaivossa yhteensä      474 m
- Liitäntä pumpulta kaivolle.  Välimatka = 10 m. (Painehäviö 9,6 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 0,61 l/s = 36,6 l/min = 2196 l/h:               
- Kaivo, painehäviö 0,61 l/s virtaus PE40*2.4 putkilla, ΔT = 3,5 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 497 litraa      110 kPa = Kelvoton
- Kaivo, painehäviö 0,61 l/s virtaus PE45*2.6 putkilla, ΔT = 3,5 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 628 litraa      62 kPa = Välttävä
- Kaivo, painehäviö 0,61 l/s virtaus PE50*2.8 putkilla, ΔT = 3,5 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 774 litraa      39 kPa = 0,39 bar
...
Teinkö virheen, kun jätin kellarin pois laskelmasta? Ymmärsinkö tekstisi väärin?
Kokonais lämmitystarve olisi kellari mukaan laskien:
 Yhteensä   220 m2   171 kWh/m2   3,4 SCOP   12,0 kW   37 575 kWh
Lisäksi tulisi taloussähköä noin 4900 kWh/a
Yhteensä noin 42806 kWh/a
Taloussähkön vuosikulutus voi olla todellisuudessa enemmän, kuin tuo 4900 kWh.?

Pitääkö kellarikerros olla mukana laskelmassa?
Korjaanko laskelman?

[tomppeli]

...3) Kaikilla tarjoajilla on 40mm putkisto, tuo Tomppelin laskelma näyttää että pitäisi olla minimi 45mm. Mitähän tästä pitäisi ajatella?

Keruun painehäviöt tulevat liian suuriksi 40 mm putkituksella:

• Tarvitaan vähintään 237 m lämpökaivo.  Kaivon yläosassa 5 m vedetöntä ja 15 m maaporausta.      Poraussyvyys   237 m
- Kaivoon tarvittavan keräimen pituus 2 x 237 metriä.         Putkea kaivossa yhteensä      474 m
- Liitäntä pumpulta kaivolle.  Välimatka = 10 m. (Painehäviö 9,6 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 0,61 l/s = 36,6 l/min = 2196 l/h:               
- Kaivo, painehäviö 0,61 l/s virtaus PE40*2.4 putkilla, ΔT = 3,5 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 497 litraa      110 kPa = Kelvoton
- Kaivo, painehäviö 0,61 l/s virtaus PE45*2.6 putkilla, ΔT = 3,5 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 628 litraa      62 kPa = Välttävä
- Kaivo, painehäviö 0,61 l/s virtaus PE50*2.8 putkilla, ΔT = 3,5 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 774 litraa      39 kPa = 0,39 bar

[aksutre]

Tervehdys,

nyt pääsin tutustumaan laskelmiin hieman tarkemmin.

1) Perustuuko laskelma yksinnomaan rakennuksen laskennalliseen lämpöhäviöön ja siitä johtuvaan lämmitystehotarpeeseen? Sähkönkulutushistoriaa (44MWh/a) ei ole hyödynnetty?

2) Toimittajilta saatavissa tarjouksissa on laskettu tuon toteutuneen kulutuksen kautta seuraavanlaisin suosituksin:
- A: NIBE F1255 (12kW), kaivo 230m, keruuputken halkaisija 40mm
- B: NIBE S1155 (4-16kW)+ erillinen lämminvesivaraaja Nibe AHPH 300, 270m kaivo, 2x 40mm
- C: Thermia Calibra Eco 12 (12kW) + lämminvesivaraaja MBH300, kaivo 220m , 2x40mm

==> onkohan näissä A ja C -tarjouksissa alimitoitusta kun 12kW pumppu riittää? Tomppelin laskelmassa 12 kW oli nafti vaikka lämmitystarve oli 33657 kWh vesi mukaan lukien?

3) Kaikilla tarjoajilla on 40mm putkisto, tuo Tomppelin laskelma näyttää että pitäisi olla minimi 45mm. Mitähän tästä pitäisi ajatella?

Ihmeen hyviä tarjouksia olet saanut, yksikään ei ole ihan naurettavan alimitoitettu. Tuo B. vaihtoehto lienee lähimpänä totuutta, mutta 270m kaivo on 40mm putkilla kyllä liikaa invertteripumpullekin. Sinällään kaivosta tuleva lämpötila ei nouse isommilla putkilla kuin muutaman kymmenyksen mutta virtaus paranee yli30%.

[Gerbiili]

...
Teinkö virheen, kun jätin kellarin pois laskelmasta? Ymmärsinkö tekstisi väärin?
Kokonais lämmitystarve olisi kellari mukaan laskien:
 Yhteensä   220 m2   171 kWh/m2   3,4 SCOP   12,0 kW   37 575 kWh
Lisäksi tulisi taloussähköä noin 4900 kWh/a
Yhteensä noin 42806 kWh/a
Taloussähkön vuosikulutus voi olla todellisuudessa enemmän, kuin tuo 4900 kWh.?

Pitääkö kellarikerros olla mukana laskelmassa?
Korjaanko laskelman?

Joo tuo kellari on osin liitetty patteriverkostoon, osa on kylmää (hukkalämmöllä lämpiävää tilaa) ja osassa on sähkövastuslattialämpö. Arvioisin että noin 30% lämpiää patterien avulla.
Nythän tuo 42,8 MWh tuossa yllä vastaa aikalailla samaa mitä todellinen kulutus näyttää.

[Gerbiili]

Keruun painehäviöt tulevat liian suuriksi 40 mm putkituksella:

• Tarvitaan vähintään 237 m lämpökaivo.  Kaivon yläosassa 5 m vedetöntä ja 15 m maaporausta.      Poraussyvyys   237 m
- Kaivoon tarvittavan keräimen pituus 2 x 237 metriä.         Putkea kaivossa yhteensä      474 m
- Liitäntä pumpulta kaivolle.  Välimatka = 10 m. (Painehäviö 9,6 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 0,61 l/s = 36,6 l/min = 2196 l/h:               
- Kaivo, painehäviö 0,61 l/s virtaus PE40*2.4 putkilla, ΔT = 3,5 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 497 litraa      110 kPa = Kelvoton
- Kaivo, painehäviö 0,61 l/s virtaus PE45*2.6 putkilla, ΔT = 3,5 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 628 litraa      62 kPa = Välttävä
- Kaivo, painehäviö 0,61 l/s virtaus PE50*2.8 putkilla, ΔT = 3,5 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 774 litraa      39 kPa = 0,39 bar

Ymmärränkö oikein että piiri sinänsä toimii 40mm alimitoitetuilla putkilla, mutta hyötysuhde heikkenee? Ja johtuuko se käytännössä vain siitä että lisävastukset tarvitaan kovilla pakkasilla aikaisemmin peliin kun virtaus ei riitä?
Yksi tarjoajista tarjoaa myös 45mm lisähintaan 2,5 €/m eli n 1000€ lisähintaan.

[tomppeli]

Hyötysuhde heikkenee ja alas kaivoon menevän putken ympärille muodostuu jäälieriö, joka yrittää nostaa sen puten ylos kaivosta ja toisinaan onnistuukin siinä.



Silloin maalämpökone lakkaa toimimasta.
(Musta PE -putki on kuvassa valkoinen siksi, että se on kuuran peittämä.)
Ehdottomasti tarvitaan 45 mm keruuputkitus ja pumpulta kaivolle PE50x4.6 putket.

[aksutre]

tomppeli, nuo liittämäsi kuvat ei näy ainakaan macissa. Oli aiemmin sama juttu.
Kuvat olis kiva nähdä. Liekö tiedostomuoto joku muu kuin jpeg tai muu yleisen standardin mukainen?

[tomppeli]

tomppeli, nuo liittämäsi kuvat ei näy ainakaan macissa. Oli aiemmin sama juttu.
Kuvat olis kiva nähdä. Liekö tiedostomuoto joku muu kuin jpeg tai muu yleisen standardin mukainen?

Näkyykö nyt?
Oli varmaan poissa siksi, että vähän editoin kuvaa ja oli siksi hetken poissa.

[Kysymys]

Ainakaan puhelimella ei näy.

[Gerbiili]

Juu ei näy mullakaan...

[tomppeli]

Kaikki käyttikset eivät hyväksy ääkkösiä!
Siinä taisi olla vika.
Poistin nimestä scandit..

[aksutre]

Toi viestiin liitetty kuva pitää olla pieni, muutama sata kt, liitteenä menee isompikin.
Ei näy edelleenkään.

[aksutre]

Nyt näkyy, kiitos

[Gerbiili]

Kiitos kommenteista.
Tuo putken halkaisija vielä mietityttää, kaikki tarjoavat siis oletusarvoisesti 40mm putkea. Ymmärrän että suurempihalkaisijainen putki nostaa tarjouksen arvoa ja suurelle osalle asiakkaista voi olla vaikea perustella miksi suurempaan putkeen kannattaa investoida tuo tonni lisää.

Onko tuo hyötysuhteen huononnus kuinka suoraviivaista? Voidaanko isompihalkaisijaisen putken takaisinmaksu laskea? Vai riippuuko painehäviö myös operointipisteestä?

Ja toki lisämausteena tuo jäätymisriski/pumpun pysähtyminen.

[tomppeli]

... riippuuko painehäviö myös operointipisteestä?

Invertterikoneella painehäviö riippuu sen hetkisestä lämmitystehosta.
Kovilla pakkasilla kone käy isolla teholla ja ottaa maasta myöskin enemmän lämpötehoa.
Jotta tehoa tulisi riittävästi, nostaa maakiertopumppu pumppaustehoa ja maanesteen virtausnopeus kasvaa.
Suuremmalla virtausnopeudella kasvaa jyrkästi myöskin keruuputkistossa syntyvä painehäviö.

Painehäviön kasvaessa suureksi, yli 50 - 60 kPa, maakiertopumpun tehokkuus ei tahdo riittää ja uutta lämpöenergiaa tulee maasta liian pienellä teholla. Höyrystimen lämpötila laskee, josta seuraa hyötysuhteen laskeminen.
Hyötysuhteen laskeminen ei ole kovin vakava haitta; pahempi on se, että kaivoon lähtevän lämpötila menee useita asteita pakkaselle ja kaivon yläosa jäätyy.
Kaivon jäätyminen on huolestuttava asia.

Maalämpökoneen höyrystimen mennessä kylmäksi, maalämpökone alkaa rajoittamaan omaa tehoaan ja joutuu ottamaan sähkövastukset käyttöön.
On / off kone pysähtyy kokonaan, kun höyrystimen lämpötila laskee -9 C pakkaseen.