Mitoituspyyntö Lappiin kelohonkahuvilalle

[vihrea2022]

Hei, tässä mitoituspyyntö, ehtisittekö auttaa:

- Rakennuksen sijainti: Kittilä
- Rakentamisvuosi: 1998, rinne, jossa 3-kerroksisen talon alin, 1. kerros on sisääntulokerros, joka taustapuoleltaan maan alla.
- Lämmitysöljyn kulutus on katon lämpövuotojen vuoksi valtava; – nämä korjataan samalla kun vaihdetaan maalämpöön, eli vanha kulutus ei nyt kerro mitään
- Pääosin vesikiertoinen patterilämmitys, kylpyhuoneissa ja joissain muissa tiloissa laattojen alla lattialämmitys
- Ilmanvaihto: koneellinen iv. lämmöntalteenotolla
- Lämmitettävän ulkoseinien yhteenlaskettu ulkopituus 49,2 m
- Ulkoseinät kelohonkaa 2. ja 3. kerros; 1. kerros harkko
- Kerrosten lukumäärä: 3 kerrosta + parvi; 2. kerroksessa korkealle ylös avautuva avoin tila
- Lämpimien tilojen neliömäärät kerroksittain
1. krs 123 m2
2. krs 123 m2
3. krs 99 m2
parvi
 
- Huonekorkeuksien sijaan saatavilla lattian korot
1. krs +0.000
2. krs + 3,000
3. krs + 5,885

Katto osin vinokattoa, joten koko pinta-alalta ei 3. kerroksessa ole täysi huonekorkeus, mutta katto jyrkkä ja ylin harja korossa +12 m eli tyyppiä "käkikellotalo"

- Alapohjan laatu, (maanvarainen, rossipohja jne..) sekä lämpöeristeen laatu ja paksuus: tästä ei ole tietoa
- Yläpohjan lämpöeriste vaihetaan – se tulee olemaan villa ja eristevahvuus 350 mm
- Ikkunat: 1 lämpölasi sisäpuolella, 1 tavallinen ulkopuolella; ikkunoiden yhteisala normaali
- Puolilämmin autotalli n. 45 m2; esim. 12C lämpö
- Autotallissa tällä hetkellä vesikiertoinen lattialämmitys; tallin ja talon väli n. 6 m
- ulkovaipan U-arvoa ei ole tiedossa; materiaali siis kelohonka paitsi 1. kerros harkko
- rakennuksessa mahtuu majoittumaan 8–12 henkilöä eli vedenkulutus voi olla melko huomattava

Kiitos, jos saisin näillä tiedoilla jonkinlaista ohjetta. Olen ymmärtänyt, että mitoitus on kaiken A ja O, ja tässä nyt se hankala tilanne, että nykyisen energiankulutuksen perusteella ei tosiaan voida mitoitusta tehdä.

[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 20 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:
Kelohonkamaja + autotalli ”vihrea2022”         KITTILÄ      (Lappi)
VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:  PATTERILÄMMITYS  -  COP -laskennassa 44 °C   -  menovesi lämpötila max 54 °C               
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ  -  MUT = -37 °C               
- 1. kerros 1998: Patterilämmitys, 21°C, 123 m2, 338 m3    27,8 W/m2   3,42 kW   12 287 kWh
- 2. kerros 1998: Patterilämmitys, 21°C, 123 m2, 338 m3    47,3 W/m2   5,82 kW   16 901 kWh
- 3. kerros 1998: Patterilämmitys, 21°C, 123 m2, 283 m3    47 W/m2   5,78 kW   16 670 kWh
- Autotalli 1998: Patterilämmitys, 12°C, 45 m2, 113 m3       56,7 W/m2   2,55 kW   4 750 kWh
- Lämpökanaali CALPEX DUO 25+25/91, pituus 8m, dT=5K      2,1 kPa   0,06 kW   549 kWh
RAKENNUKSEN  LÄMPÖHÄVIÖT  YHTEENSÄ      43 W/m2   17,64 kW   51 157 kWh

• Kiinteistö,  414 m2,  1072 m3       4,0 COP   16,80 kW   51 157 kWh
- Lämmin käyttövesi,   varaajatilavuus   0,498 m3 / 50 °C   2,9 COP   2,89 kW   12 100 kWh
- Yhteensä         3,7 SCOP   19,7 kW   63 257 kWh
- Vähennetään taloussähkön lämmitysvaikutus   -3 512 kWh   1,09 kW   59 745 kWh
- Ei huomioitu mitään lisälämmitysmuotoja    0 kWh   0,00 kW   59 745 kWh
- Maalämmöllä tuotetaan            20,00 kW   59 745 kWh
- Sähkövastuksella tuotettavaksi jää      0 kWh
 Yhteensä   414 m2   144 kWh/m2   3,7 SCOP   20,0 kW   59 745 kWh

• Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho      19,7 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho,  ( Optimiteho )   20,0 kW
- Valitun lämpöpumpun teho riittää saakka         -38 °C
- Maasta kerätään          ( 3,7 COP)   15,1 kW   43 748 kWh
- Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä         15 997 kWh
- Ostosähköä yhteensä  (pumpun käyttösähkö + vastuslämmitystä  0 kWh)   15 997 kWh
- Lisäksi ilmanvaihdon jälkilämmitys kuluttaa sähköä vuodessa     6 074 kWh

• Tarvitaan 3 kpl 249 m kaivoa. Kaivojen yläosassa 5 m vedetöntä ja 20 m maaporausta.   Poraussyvyys   249 m
- Kaivon aktiivisyvyys 244 metriä. Kaivoon tarvittavan keräimen pituus 2 x 249 m.   Putkea kaivossa yhteensä   498 m
- Liitäntä pumpulta jakokaivolle.  Välimatka = 12 m. (Painehäviö 4,3 kPa)   2 kpl   PE63x5.8   24 m
  Kaivon aktiivisyvyydellä tarkoitetaan sitä kaivon syvyyttä, jossa keruuputkisto on aina veden ympäröimänä.               

• Alla painehäviö virtauksella 1,22 l/s (virtaus kaivoa kohden on 1,22 / 3 = 0,41 l/s = 24 l/min = 1464 l/h):               
- Kaivo, painehäviö 0,41 l/s virtaus PE40*2.4 putkilla, ΔT = 3 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 1606 litraa   49 kPa = 0,49 bar
 Tai vaakakeruulla:               
- kostea savi, 1544 m = 6 x 260 metriä PE40x3.7 SINIRAITA. Upotussyvyys vähintään 1,6 m. Vol 2149 litraa   17 kPa = 0,17 bar
...
Lämpökaivojen keskinäinen etäisyys laskelmassa on 25 metriä. Jos etäisyys jää pienemmäksi, tarvitaan syvemmät kaivot.
...
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: Boldattu rivi: Lämmin käyttövesi

[vihrea2022]

Suurkiitokset avusta. Jopa tulikin isot luvut, 3 kaivoa & tuollaiset metrimäärät!

Jäin myös miettimään, että mikä merkitys on pinta-alojen tarkkuudella, laskin niitä vähän sinnepäin pohjakuvista. Mutta laitoinkin yv:tä ja pyysin sitä tiedostoa, niin sieltähän sitten kokeilemalla näkee.

Kiitos vielä, upea palsta tämä.

[tomppeli]

Laitoin laskelman sinulle sähköpostiisi.
Sinulla on itselläsi se paras tieto kohteestasi, niin pystyt nyt korjaamaan tiedot oikeiksi.

[vihrea2022]

Ollaan siirtämässä Lapissa sijatseva isojen ryhmien vuokrakäytössä oleva kelohonkahuvila maalämpöön. Saunatiloissa on kaksi suihkua & yhdessä makuuhuoneessa lisäksi suihku, ja voi hyvinkin olla tilanteita, joissa sauna kuumana tuntikausia ja 12 henkilöä saunoo pitkän kaavan mukaan.

Tarjouksessa on tällainen:

-   Käyttövesivaraaja Viessmann Vitocell 100-V CVWA 390l

Ja puskurivaraaja, mutta sehän ei liittyne tähän kysymykseen.

Vaikuttaako yhtään riittävältä? Entä jos myöhemmin todetaan, että no eihän se riittänyt, voiko rinnalle hommata jonkun toisen säiliön, joka olisi toiminnassa vain silloin kun ennakoidaan isoa käyttöä? Entä missä määrin tuollainen varaus lisälämminvesivaraajaan pitää huomioida maalämpökoneen & kaivojen mitoituksessa?

[tomppeli]

Tekemässäni laskelmassa on 12 henkilöä á 1100 kWh/a, yheensä 12100 kWh/a, joka on huomioitu sekä lämpöpumpun ja energiakaivon mitoituksessa.

Laskelmasta:
- Lämmin käyttövesi, varaajatilavuus 0,498 m3 (noin 500 litraa) / 50 °C   
- käyttövesi tehdään hyötysuhteella: 2,9 COP   
- Käyttöveden tehon tarve = 2,89 kW, (huomioitu maalämpökoneen max. tehossa, joka on 20 kW, ilman käyttövettä 17,2 kW)
- lämpöenergiaa menee käyttöveteen vuodessa: 12 100 kWh.

Tuo on yksi arvio lämpimän käyttöveden tarpeesta. Se voi olla ihan väärin, sinulla on itselläsi asiasta varmasti parempi tieto.

[vihrea2022]

Ok kiitos! Mutta vielä kysyisin, että onko aina siis vain yksi lämminvesivaraaja mahdollista liittää järjestelmään? Eli jos hankitaan nyt vain 390 litrainen, niin ainoa mahdollisuus korjata tilanne on sitten vaihtaa tuo isompaan?

[luu5]

Ok kiitos! Mutta vielä kysyisin, että onko aina siis vain yksi lämminvesivaraaja mahdollista liittää järjestelmään? Eli jos hankitaan nyt vain 390 litrainen, niin ainoa mahdollisuus korjata tilanne on sitten vaihtaa tuo isompaan?

Ehkä sinne saman tien laittaisi tuon 500 litraisen?

[vihrea2022]

Meillä tehty 3 porakaivoa Pohjois-Suomessa, joista mitoitustiedot ja porausraporttien keskeiset tiedot alla. Kiinnostaisi kuulla, voiko näiden tulosten pohjalta olla suht varma, että homma pelittää kun aikanaan saadaan maalämpöpumppu asennettua?

Lambda, kallio (W/m K) 2,5
Suurin por. syvyys (m) 230
Kaivon aktiivisyvyys (m) 156

Toteutuneet suurin piirtein näin:

Vedenpinta maanpinnasta 3 m
Syvyys 170 m
Kallio maasta 28-30 m
LKP:n pituus (m x 2) 170

Kiinnostaisi nyt ymmärtää, että onko siis kaivojen aktiivisyvyys 170 m miinus 3 m, eli 167 m? Tästä sora/savi/hiekkaosuutta 30 m ja kalliota 137 m. Tuottavatko kaivot suunnitellun määrän energiaa pumpulle, vaikka noin iso osuus kaivon syvyydestä on muuta kuin kalliota? Jostain olin ymmärtävinäni, että kallio tuottaa paljon enemmän kuin tuo irtomaa-aines.

Yhden kaivon porausraportissa mainitaan, että on halkeamia - voiko tällä olla merkitystä kaivojen tehoihin? Yhden kaivon tiedoissa puolestaan, että veden tulo heikkoa. Miten lopulta tapahtuu onnistumisen mittaus, eli kun maalämpöpumppu asennetaan, nähdäänkö siinä tilanteessa heti tuottavatko kaivot suunnitellusti energiaa?

[tomppeli]

Meillä tehty 3 porakaivoa Pohjois-Suomessa, joista mitoitustiedot ja porausraporttien keskeiset tiedot alla. Kiinnostaisi kuulla, voiko näiden tulosten pohjalta olla suht varma, että homma pelittää kun aikanaan saadaan maalämpöpumppu asennettua?

Lambda, kallio (W/m K) 2,5
Suurin por. syvyys (m) 230
Kaivon aktiivisyvyys (m) 156

Toteutuneet suurin piirtein näin:

Vedenpinta maanpinnasta 3 m
Syvyys 170 m
Kallio maasta 28-30 m
LKP:n pituus (m x 2) 170

Kiinnostaisi nyt ymmärtää, että onko siis kaivojen aktiivisyvyys 170 m miinus 3 m, eli 167 m? Tästä sora/savi/hiekkaosuutta 30 m ja kalliota 137 m. Tuottavatko kaivot suunnitellun määrän energiaa pumpulle, vaikka noin iso osuus kaivon syvyydestä on muuta kuin kalliota? Jostain olin ymmärtävinäni, että kallio tuottaa paljon enemmän kuin tuo irtomaa-aines...

Jos kunkin kaivon poraussyvyys on 170 metriä ja kaivojen yläpäässä on kussakin 3 metriä kuivaa, on tapana tosiaan sanoa, että kaivon aktiivisyvyys on 170 - 3 = 167 metriä.
Ihmettelen hiukan tätä: Lambda, kallio (W/m K) 2,5. Ilmeisesti tuo on saatu TRT -mittauksella. On aika alhainen. Onko kalliossa kalkkikiveä? Yleensä Lambda -arvo on vähän korkeampi.
Laskentaohjelmani mukaan noista kolmesta kaivosta voidaan niitä ylikuormittamatta ottaa vuosittain noin 23000 kWh.
Se tarkoittaa, että lattialämmitystalossa lämpöenergiaa saadaan lämmitysjärjestelmästä vuosittain noin 28000 kWh.

Lämpöenergian saannon kannalta samaan tulokseen olisi päässyt myöskin 2 x 223 metrisillä kaivoilla.
Tässä tapauksessa kaivot on ilmeisesti jo tehty ja tämä on nyt vain jonkinlaista jälkiviisastelua, mutta aina kannattaa porauttaa mahdollisimman syvät kaivot. Mitä syvemmälle kallioperään mennään, sitä lämpöisempää siellä on. Korkeammasta kallioon lämmöstä saadaan enemmän lämpöenergiaa metriä kohden.

[vihrea2022]

Kiitos taas avusta. Joo, kaivot porattu ja on menty aika lailla urakoitsijan asiantuntijoiden pohjalta. Vielä kysyisin, että kun yhden kaivon raportissa mainitaan halkeamista, voiko tämä olla joku sellainen kaivojen yhdistyminen, joka vaikuttaisi oleellisesti toimintaan? Näkyykö kaivojen toimivuus ja voidaanko se mitata/todeta heti kun laite kytketään?

[tomppeli]

Halkeama on yleensä lämpöenergian saannon kannalta hyödyllinen, koska sen kautta pääsee virtaamaan kaivoon uutta vettä, joka tuo kaivoon uutta lämpöenergiaa muualta.

[vihrea2022]

Jos kunkin kaivon poraussyvyys on 170 metriä ja kaivojen yläpäässä on kussakin 3 metriä kuivaa, on tapana tosiaan sanoa, että kaivon aktiivisyvyys on 170 - 3 = 167 metriä.
Ihmettelen hiukan tätä: Lambda, kallio (W/m K) 2,5. Ilmeisesti tuo on saatu TRT -mittauksella. On aika alhainen. Onko kalliossa kalkkikiveä? Yleensä Lambda -arvo on vähän korkeampi.
Laskentaohjelmani mukaan noista kolmesta kaivosta voidaan niitä ylikuormittamatta ottaa vuosittain noin 23000 kWh.
Se tarkoittaa, että lattialämmitystalossa lämpöenergiaa saadaan lämmitysjärjestelmästä vuosittain noin 28000 kWh.

Vielä palaan kysymään tästä samaisesta kohteesta. Tarkoittaako tuo ylläoleva, että energiaa noista kolmesta kaivosta kustakin 23000 kWh, yht. 69 000 kWh? Vai kolmen kaivon yhteenlaskettu energiamäärä? Kaivoista pitäisi saa noin 43 000 kWh yhteensä nimittäin...? Huomautan vielä, että kalliota noin 140 m per kaivo, sitä ylempänä maametrejä.

[tomppeli]

Vielä palaan kysymään tästä samaisesta kohteesta. Tarkoittaako tuo ylläoleva, että energiaa noista kolmesta kaivosta kustakin 23000 kWh, yht. 69 000 kWh? Vai kolmen kaivon yhteenlaskettu energiamäärä? Kaivoista pitäisi saa noin 43 000 kWh yhteensä nimittäin...? Huomautan vielä, että kalliota noin 140 m per kaivo, sitä ylempänä maametrejä.

Kolmesta kaivostasi saadaan yhteensä lämpöenergiaa noin 23000 kWh/ vuosi.
Se riittää maalämpökoneelle, jonka tarvitsee tuottaa taloon lämpöenergiaa noin 28000 kWh/ vuosi.
Jos kaivoista otetaan enemmän, kuin tuossa mainittu, saattaa kaivo mennä kylmähköksi ja voi viiletä kohtalaisesti vuosien kuluessa.

Edelleenkin ihmettelen tätä: Lambda, kallio (W/m K) 2,5