Mitoituspyyntö OKT 197m2 Oulu

[Isoroo]

Kerroksen  ja kolmenvartin puutaloon Oulussa olisi suunnitelmissa lämmityksen kohentamista. Nykyinen lämmitysmuoto on jo maalämpö, mutta reilut 17 vuotta toimineen koneen kanssa alkaa olla nyt ongelmia. Saa nähdä tuleeko vielä toimivaa. Mielestäni tehot ovat olleet suht ok, joskaan ei erityisen hyvät. Syynä alarajalle tai alle mitoitettu kaivo(?) , jossa kokonaisyvyys on 185m ja vesisyvyys 177m. No lämmöt on riittäneet ja maalämpöpiirin nesteen tulolämpötila on pysynyt niukasti plussan puolella. Kone on mitoitettu täystehoiseksi (10kw), mutta taitaa olla niin, että uudet hyötysuhteeltaan tehokkaammat koneet edellyttää täystehoisena reippaasti lisää mittaa maalämpöpiiriin tai tehoa ei saada?

Tietoja:
Nyt on alakerrassa vesikiertoinen lattialämmitys betonivalussa, yläkerrassa lämmönluovutuslevyillä puulattiassa. Sähkönkulutus on ollut keskimäärin ~21000 Kw/vuosi, josta laskennallisesti MLP kulutus n 9000kw. Jatkuvalämmitteinen sauna ja sähköllä lämpiävä autotalli/varasto ovat haukanneet yhdessä IV-koneen kanssa aika paljon sähköä, tosin tuo sauna samassa rakennuksessa ei ole energiaa kokonaan hukannut.  Lisälämpöä on tehty vain kovimmilla pakkasilla varaavalla takalla, mutta  alle 1m3 vuosittain.
-Rakentamisvuosi: 2004-5. Ei rinnetalo
-Nykyinen lämmitys: Maalämpö (vesikiertoinen lattialämmitys betonivalussa alakerrassa ja yläkerrassa lämmönluovutuslevyillä puulattiassa). Sähkönkulutus on ollut keskimäärin ~21000 Kw/vuosi, josta laskennallisesti MLP kulutus n 8000kw. Lisälämpöä kovimmilla pakkasilla varaavasta takasta (alle 1m3)  Lämpökaivon kokonaisyvyys on 185m. Vesisyvyys 177m, lämmöt on riittäneet ja maalämpöpiirin nesteen tulolämpötila on pysynyt niukasti plussan puolella. Kone on mitoitettu täystehoiseksi ja arvelen, että nykyiset tehokkaammat koneet ja niiden vaatimat mitoitukset edellyttää
 (täystehoisena) reippaasti lisää mittaa maalämpöpiiriin....
-Ilmanvaihto: koneellinen iv lämmöntalteenotolla (ILTO 440 Econo), kytketty MLP kiertoon + liesituuletin
-Kerrosten lukumäärä. 1 ¾ (ei kellaritiloja)
-Rakennuksen ulkoseinien yhteenlaskettu pituus ulkokehältä: Alakerrassa 48,60m ja alakerran korkeus yläkerran lattian tasolle on 3.15. Yläkerrassa  3/4 katon vuoksi on ulkonemia (4x ’ikkunalyhty’), mutta päädyt vastaavasti alaltaan pienemmät ja viistot seinäalat/katot paremmalla u arvolla  kuin seinät(0,20 vs 0,15). Myös ikkuna-alaa on yhteensä hiukan vähemmän yläkerrassa. Toisen kerroksen korkeus on 3,15 yläpohjan alapintaan. 
-Ulkoseinien lämpöeristeen materiaali ja paksuus, ulkoseinän kokonaispaksuus? 195 m mineraalivilla, seinän paksuus yhteensä 260mm. u20 w /m2k. 2. kerroksessa yhteensä seinäalasta n.15% on viistoa osaa, jossa mineraalivilla 250mm (0.15w/m2k). Tämä vähentää yläpohjan alaa arviolta 20% vrt kerrosalaan verrattuna.
-Lämpimien tilojen neliömäärät kerroksittain (väliseiniä yms. ei lasketa pois). Kerrosalat ulkoseinistä: Alakerta 120m2 yläkerta 97m2
-Huonekorkeudet kerroksittain? Alakerta 2,80m  (eteinen, keittiö ja kodinhoitohuone 2,55m joka on yht. 40% alakerran tiloista) yläkerta 2,50m kokonaisuudessaan
-Alapohjan laatu: maanvarainen, 100m styrox reunat (1m seinästä 150mm)   u21 w /m2k
-Yläpohjan lämpöeristeen materiaali ja paksuus: mineraalivilla 400 mm suorilla osilla (viistojen seinäosien vuoksi yläpohjan ala arviolta 80% yläkerran kerros alasta) u 0.10w /m2k. Viistojen seinäosien eriste mineraalivilla 250 mm u 0.15w/m2k.  Arviolta 20% yläkerran seinien pinta-alasta.
-Ikkunat: 3-lasiset  u 1,2w/m2k, yhteisala tavanomainen
-Nettovolyymi: 520 m3
-Käyttöveden kulutus: Ollut kaikkiaan n 100 m3 /vuosi. 4 henkilöä 2 aik +2 ’teiniä’. 

Autotalli ja varasto:
Nyt sähköpattereilla. Suunnitelmana ilmalämpöpumppu (MLP on talon sissäntulokuistissa, josta kanaalille tulisi mittaa  Etäisyys olisi 8 metriä. 
Kerrosala 50m2. Puolet tilasta 17 astetta ja puolet 12 astetta.
Nettotilavuus 120m3
Seinien yhteispituus 34,11 m
Ulkoseinän korkeus yläpohjana alapuolelta 2,85 m
Ulkoseinän eriste mineraalivilla 145,  yhteispaksuus 200
Yläpohjan eriste mineraalivilla 200

[tomppeli]

Tervetuloa mukaan foorumille!
Koetin tehdä laskelman. Klikkaa tätä; näet tehokuvaajan ja laskelman erittelyn.
Jos laskelman lähtötiedoissa on virheellisyyksiä, kerro niistä ja korjaan ne. Korjaaminen on helppoa.

Tässä laskelman tulos tiivistettynä:
Talo ”Isoroo” versio A (ilman autotallia)   OULU   (Pohjois-Pohjanmaa)
VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:  LATTIALÄMMITYS  -  COP -laskennassa 28 °C  -  menovesi lämpötila max 30 °C
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ  -  MUT = -32 °C
- Talon alakerta 2004: Lattialämmitys, 21°C, 120 m2, 336 m3    35,2 W/m2   4,22 kW   14 006 kWh
- Talon yläkerta 2004: Lattialämmitys, 21°C, 97 m2, 233 m3    30,2 W/m2   2,93 kW   8 214 kWh
RAKENNUKSEN  LÄMPÖHÄVIÖT  YHTEENSÄ         33 W/m2   7,16 kW   22 220 kWh

• Kiinteistö,  217 m2,  569 m3          6,0 COP   6,78 kW   22 220 kWh
- Lämmin käyttövesi,   varaajatilavuus   0,187 m3 / 50 °C   2,9 COP   1,05 kW   4 400 kWh
- Yhteensä         5,0 SCOP   7,8 kW   26 620 kWh
- Vähennetään taloussähkön lämmitysvaikutus   -1 936 kWh   0,57 kW   24 684 kWh
- Ei huomioitu mitään lisälämmitysmuotoja    0 kWh   0,00 kW   24 684 kWh
- Maalämmöllä tuotetaan            7,80 kW   24 684 kWh
- Sähkövastuksella tuotettavaksi jää      0 kWh
 Yhteensä   217 m2   114 kWh/m2   5,0 SCOP   7,8 kW   24 684 kWh

• Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho      7,8 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho,  ( Optimiteho )   7,8 kW
- Valitun lämpöpumpun teho riittää saakka      -32 °C
- Maasta kerätään          ( 5 COP)   6,5 kW   19 788 kWh
- Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä      4 896 kWh
- Ostosähköä yhteensä  (pumpun käyttösähkö + vastuslämmitystä  0 kWh)   4 896 kWh
- Lisäksi ilmanvaihdon jälkilämmitys kuluttaa sähköä vuodessa        3 944 kWh

• Tarvitaan vähintään 222 m lämpökaivo.  Kaivon yläosassa 7 m vedetöntä ja 20 m maaporausta.   Poraussyvyys   222 m
- Kaivon aktiivisyvyys 215 metriä. Kaivoon tarvittavan keräimen pituus 2 x 222 m.   Putkea kaivossa yhteensä 444 m
- Liitäntä pumpulta kaivolle.  Välimatka = 10 m. (Painehäviö 5,4 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 0,48 l/s = 28,8 l/min = 1728 l/h:
- Kaivo, painehäviö 0,48 l/s virtaus PE40*2.4 putkilla, ΔT = 3,3 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 468 litraa   60 kPa = Ok
- Kaivo, painehäviö 0,48 l/s virtaus PE45*2.6 putkilla, ΔT = 3,3 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 590 litraa   35 kPa = 0,35 bar
 Tai vaakakeruulla:               
- kostea savi, 543 m = 2 x 280 metriä PE40x3.7 SINIRAITA. Upotussyvyys vähintään 1,3 m. Vol 552 litraa      21 kPa = 0,21 bar
...
Tai versio B, jossa autotalli / varasto mukana:
Talo ”Isoroo” versio B (autotalli mukana)         OULU      (Pohjois-Pohjanmaa)
VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:  LATTIALÄMMITYS  -  COP -laskennassa 28 °C   -  menovesi lämpötila max 31 °C               
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ  -  MUT = -32 °C               
- Talon alakerta 2004: Lattialämmitys, 21°C, 120 m2, 336 m3    35,2 W/m2   4,22 kW   14 006 kWh
- Talon yläkerta 2004: Lattialämmitys, 21°C, 97 m2, 233 m3    30,2 W/m2   2,93 kW   8 214 kWh
- Autotalli 2004: Lattialämmitys, 14,5°C, 50 m2, 120 m3    59,5 W/m2   2,97 kW   6 430 kWh
- Lämpökanaali CALPEX DUO 25+25/91, pituus 10m, dT=4K      5,1 kPa   0,08 kW   701 kWh
RAKENNUKSEN  LÄMPÖHÄVIÖT  YHTEENSÄ         38 W/m2   10,21 kW   29 351 kWh

• Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho         10,8 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho,  ( Optimiteho )   10,8 kW
- Valitun lämpöpumpun teho riittää saakka         -32 °C
- Maasta kerätään          ( 5,2 COP)   9,0 kW   25 371 kWh
- Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä         6 044 kWh
- Ostosähköä yhteensä  (pumpun käyttösähkö + vastuslämmitystä  0 kWh)   6 044 kWh
- Lisäksi ilmanvaihdon jälkilämmitys kuluttaa sähköä vuodessa        3 944 kWh

• Tarvitaan vähintään 260 m lämpökaivo.  Kaivon yläosassa 7 m vedetöntä ja 20 m maaporausta.   Poraussyvyys   260 m
- Kaivon aktiivisyvyys 253 metriä. Kaivoon tarvittavan keräimen pituus 2 x 260 m.   Putkea kaivossa yhteensä 520 m
- Liitäntä pumpulta kaivolle.  Välimatka = 10 m. (Painehäviö 11,7 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 0,67 l/s = 40,2 l/min = 2412 l/h:
- Kaivo, painehäviö 0,67 l/s virtaus PE40*2.4 putkilla, ΔT = 3,3 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 542 litraa   151 kPa = Kelvoton
- Kaivo, painehäviö 0,67 l/s virtaus PE45*2.6 putkilla, ΔT = 3,3 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 685 litraa   83 kPa = Huono
- Kaivo, painehäviö 0,67 l/s virtaus PE50*2.8 putkilla, ΔT = 3,3 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 846 litraa   51 kPa = 0,51 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.

[Isoroo]

Kiitokset tästä. Tuo ero on varsin huomattava. Olemassa olevan kaivon voinee hyödyntää täysimääräisesti, vaikka niidenkään elinikä ei ole ikuinen? Kahden kaivon systeemi taas on hjukan 'monimutkaisempi' ja vaikka vain toisessa kaivossa olisi ongelma putkistossa, niin järjestelmä ei silti toimi. Vaikka eipä noissa putkistoissa taida juuri ongelmia olla.

Ryhdyn laskemaan saavutettavissa olevaa energian kulutuksen laskupotentiaalia ja ennakoimaan energianhinnan käyttäytymistä. Siitäpä sitä saa päätökselle pohjaa.
Nyt saatiin nykyinen kone taas käyntiin