Mitoitusapua Nokialle

[nokialainen]

Olen suunnittelemassa öljylämmityksen (+ilmalämpöpumppu) korvaamista maalämmöllä ja tarvitsisin fiksummilta hieman mitoitusapua. Kyseessä vuonna 1997 valmistunut yksikerrokseninen omakotitalo, jonka rakennuspiirrustukseen merkitty huoneistoala on 119 neliötä ja rakennusala 134 neliötä. Asunto sijaitsee Nokialla. Asunnossa on vesikiertoinen lattialämmitys.

Tilojen lämmityksentarpeeksi on arvioitu 15600 kWh/vuosi, josta öljyllä 9600 kWh/vuosi ja sähköllä (ilmalämpöpumppu) 6000 kWh/vuosi. Käyttöveden osuudeksi on arvioitu 4500 kWh/vuosi (ymmärsin, että tämä sisältyy tuohon 15600 kWh/vuosi lämmitystarpeeseen). Lämmitystehon tarpeeksi on laskettu 5.5 kW.

Tuohon on tarjottu Jämä Star 6 RST Inverter maalämpöpumppua, jolla saataisiin 100% energiapeitto. Ja nyt pohdituttaa se, mikä lämpökaivon kokonaissyvyyden tulisi olla? 

[tomppeli]

Teen tähän laskelman todennäköisesti illalla.
Onko aikaisempi lämmitysöljyn ja sähkön vuosikulutus tiedossa?

Tein laskelman ja liitin siitä tulosteen omaan viestiisi..

[nokialainen]

Öljyä kuluu 1200 litraa vuodessa ja sähköä 12000 kw.

Kiitos paljon avusta! 

[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.

Tässä laskelman tulos tiivistettynä:
Talo ”nokialainen”   NOKIA   (Pirkanmaa)
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ  -  MUT = -30 C
- Talo: Lattialämmitys, 22 C, 119 m2, 309 m3,   5,93 kW   18 538 kWh
RAKENNUKSEN  LÄMPÖHÄVIÖT  YHTEENSÄ   5,9 kW   18 538 kWh

VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:  ( LATTIALÄMMITYS  +31 C )
• Kiinteistö,  119 m2,  309 m3    4,8 COP   5,63 kW   18 538 kWh
- Lämmin käyttövesi   2,6 COP   1,00 kW   4 500 kWh
- Yhteensä   4,1 SCOP   6,6 kWh   23 038 kWh
- Vähennetään taloussähkön lämmitysvaikutus   -576 kWh   0,17 kW   22 462 kWh
- Ei huomioitu mitään lisälämmitysmuotoja    0 kWh   0,00 kW   22 462 kWh
- Pumpulla tuotetaan       6,60 kW   22 462 kWh
- Sähkövastuksella tuotettavaksi jää   0 kWh
  Yhteensä   22 462 kWh
Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho   6,6 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho,  ( Optimiteho )   6,6 kW
- Valitun lämpöpumpun teho riittää saakka   -30 C
▪ Maasta kerätään    ( 4,1 COP)   5,2 kW   16 995 kWh
▪ Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä      5 467 kWh
▪ Ostosähköä yhteensä  (pumpun käyttösähkö + vastuslämmitystä  0 kwh)   5 467 kWh
Tarvitaan 178 aktiivimetrin lämpökaivo. Keruun virtaus oltava vähintään 0,4 l/s (= 24 l/minuutissa).
Kaivon aktiivisyvyydellä tarkoitetaan sitä kaivon syvyyttä, jossa keruuputkisto on aina veden ympäröimänä.
Alla keruupiirin painehäviö sileäseinämäisille keräinputkille (0,4 l/s):
• Kaivon painehäviö 0,4 l/sek virtauksella ja 40 mm putkilla, ΔT = 3,2 K      0,32 bar (32 kPa)
• Kaivon painehäviö 0,4 l/sek virtauksella ja 45 mm putkilla, ΔT = 3,2 K      0,18 bar (18 kPa)
• Kaivon painehäviö 0,4 l/sek virtauksella ja 50 mm putkilla, ΔT = 3,2 K      0,11 bar (11 kPa)
Tai vaakakeruupiiri, kostea savi, 428 metriä  = 2 x 250 m PEM40x3,7  SINIRAITA.
Keruuputkien upotussyvyys vähintään 1,1 m.
...
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.

[nokialainen]

Kiitos valtavan paljon!

Jäin sitä pohtimaan tuossa laskelmassa, että tuo tarvittava kokonaisenergia 22426 kWh/vuosi on selvästi suurempi kuin lämpöpumppuasentajan tekemä arvio. He olivat laskeneet, että tuolla öljymäärällä ja sähkön käytöllä tilojen lämmityksen tarve olisi vain 15600 kWh/vuosi, josta käyttöveden osuus on 4500 kWh/vuosi eli se sisältyisi tuohon kokonaiskulutukseen eikä tulisi sen päälle.

Noissa tämänhetkisissä kulutusluvuissa tuo 1200 litraa öljyä sisältää sekä käyttöveden lämmityksen että sen osuuden asunnon lämmityksestä, joka lämpiää lattialämmityksen kautta. Loppu lämpö tulee ilmalämpöpumpusta ja muiden sähkölaitteiden lämmöntuotosta ja se oli arvioitu 6000 kWh/vuosi tasolle.

Osaatko sanoa, onko tuossa laskelman luvuissa mahdollisesti virhe tuossa kohtaa vai olisiko lämpöpumppuasentaja arvioinut kokonaislämmöntarpeen jostain muusta syystä pienemmäksi?

[tomppeli]

Kiitos valtavan paljon!

Jäin sitä pohtimaan tuossa laskelmassa, että tuo tarvittava kokonaisenergia 22426 kWh/vuosi on selvästi suurempi kuin lämpöpumppuasentajan tekemä arvio. He olivat laskeneet, että tuolla öljymäärällä ja sähkön käytöllä tilojen lämmityksen tarve olisi vain 15600 kWh/vuosi, josta käyttöveden osuus on 4500 kWh/vuosi eli se sisältyisi tuohon kokonaiskulutukseen eikä tulisi sen päälle.

Noissa tämänhetkisissä kulutusluvuissa tuo 1200 litraa öljyä sisältää sekä käyttöveden lämmityksen että sen osuuden asunnon lämmityksestä, joka lämpiää lattialämmityksen kautta. Loppu lämpö tulee ilmalämpöpumpusta ja muiden sähkölaitteiden lämmöntuotosta ja se oli arvioitu 6000 kWh/vuosi tasolle.

Osaatko sanoa, onko tuossa laskelman luvuissa mahdollisesti virhe tuossa kohtaa vai olisiko lämpöpumppuasentaja arvioinut kokonaislämmöntarpeen jostain muusta syystä pienemmäksi?

Lasken mieluiten rakennustietojen perusteella, kun arvioiminen varsinkin näin etänä on hataralla pohjalla.
Ilmalämpöpumppu toimii leudolla säällä, sinne -5 ... -10 C ulkolämpötiloihin saakka aika hyvällä hyötysuhteella.
Koko vuoden hyötysuhteeksi tulee ILPillä noin 2,5.
Teillä ilmeisesti lämmitetään taloa öljyllä kovimpien pakkasten aikaan. ILP'in hyötysuhde saattaa sen takia olla vieläkin korkeampi.

Laskelma on myöskin tehty ns normivuodelle. Monet viime vuosista ovat olleet normivuotta lämpöisempiä.
Laskelmani voi olla väärin, mutta se kylläkin noudattaa tyypillistä ajankohdan rakennustapaa.
Kaiken lystin maksajana sinä kuitenkin joudut päättämään hankinnastasi.
Älä kuitenkaan alimitoita lämpökaivoa.
Se vasta tulisikin kalliiksi.

[nokialainen]

Kiitos!

Tuo oli se, mitä oikeasti oli tarkoitus kysyä eli onko tuo kulutuksen vai rakennustietojen perusteella laskettu. En vain osannut muotoilla kysymystä noin selkeästi.

Yksi kysymys mulla vielä olisi. Tuossa laskelmassa on lämmityslaitteen lämmitysteho 6,6 kW. Jos hankin tuohon pumpun, jonka teho on 6,0 kW, vaikuttaako se jotenkin kaivon syvyyden tarpeeseen?

Haen siis sitä, että laskeeko tuo kaivon syvyyden tarvetta tuon noin 10% ja samalla tarkoittaa sitä, että kovimmilla pakkasilla tarvitaan hieman lisätehoa pumpun sähkövastuksesta tai takkaan polttopuita?

[euroshopperi]

Kysyjälle vielä huomiona, että ILP ei ole varsinainen lämmitysjärjestelmä ja nykyinen öljynkulutus ei vastaa sitä, mikä osa kannattaisi korvata maalämmöllä. Kokonaisenergian tarve kannattaa mitoittaa täysitehoiseksi suurinpiirtein. Jos ILP on syönyt sähköä esim sen 5000 Wh, niin se on tuottanut COP 3:lla lämpöä taloon 15 000 kWh. 1000 L öljyä vastaa n. 10 000 kWh energiaa, mutta saadaan käyttöön vain n. 8000 kWh hyötysuhteen ollessa 80%. Lattialämmityksellä COP voisi olla maalämmöllä esim 4,5. Tällöin jää kannattamattomaksi käyttää ilmalämpöpumppua muulloin, kuin kesällä. Lämmöntarve tosin kesällä on pääsääntöisesti 0. Eli 1200 L öljyä + ilmalämpöpumppuun mennyt energia x 3 ja saadaan maalämmönteho vaatimukset. Lämmönkeruuputkistosta ei kannata tinkiä yhtään ja yleensä osatehoisenkin kaivon syvyys pitää olla 98%:a täysitehoisesta. Nykyään kun saa invertterikoneita, eikä pätkäkäynti ole vaarana, niin on melkö järjetöntä ottaa osatehoista. Meillä on osatehoisen tarve poistettu varaajien koolla. Osatehoisella voi siis kaivossa säästää parhaimmillaan esim 5-10 m poraushinnassa. Kauppiaat tosin myyvät hanakasti myös osatehoisia kaivoja ymmärtämättömille asiakkaille. Kylmät kaivot sitten syövät säästöt myöhemmin takaisin. Ja pahimmillaan jäätyminen voi jopa tuhota koko kannattavuus laskelmat lisätöiden kautta.

[nokialainen]

Kiitokset euroshopperille. Sehän tuossa vähän ongelma onkin, että tiedän öljynkulutuksen hyvin tarkasti mutta sitä en tiedä, kuinka paljon sähköä ilmalämpöpumppu on käyttänyt. Tiedän vain yhteenlasketun sähkönkulutuksen. 

Tarkoitus on nimenomaan sammuttaa ilmalämpöpumppu siinä vaiheessa kun loppukesästä ei tarvitse enää viilentää huoneilmaa. Ilmalämmöllä ei ole tarkoitus lämmittää lainkaan maalämmön asentamisen jälkeen.

Ajatus oli, että tuo 6 kW:n pumppu olisi invertteripumppu. Jos tuo laskelman mukainen tehontarve on 6.6 kW, olettaisin että tuota maksimitehoa tarvitaan nimenomaan kovimmilla pakkasilla. Jämällä seuraava pumppukoko olisi 8.0 kW. Jäin miettimään, että olisiko mun älykästä hyväksyä se, että hieman menee lisäsähkö kylminpinä päivinä vai pitäisikö olla tuo suurempi pumppu varmuuden vuoksi. Asiasta ymmärtämättä kallistuisin tuohon pienempään pumppuun.

Ensimmäinen myyjän tekemä mitoitus oli 140 metrin kaivosta, jossa aktiivista mittaa olisi vähintään 131 metriä. Täältä saadun palautteen perusteella se vaikuttaisi alimittaiselta. Pumpun valmistajan mukaan 140 metriä aktiivista kaivoa pitäisi riittää, mutta varmuuden vuoksi olen 160 metriä syvän kaivon kannalla.

On tämä omakotitaloasuminen vaikeaa. Onneksi on tällaisia vertaisfoorumeita ja tietäväisiä ihmisiä apuna. Lämmin kiitos!

[euroshopperi]

Täällä on yhdellä kaverilla tuo 6 kW invertteri ja 190 m kaivo. Siellä ollaan käsittääkseni erityisen tyytyväisiä tuon kaivon tekemiseen. Teillä tuo 1,5-6 kW invertteri taitaisi käydä, kuin nenä päähän, koska siitä saadaan yhtä paikkaa rastimalla tehtyä 8 kW kone tarpeen vaatiessa. Ovat siis ohjelmallsesti kuristaneet tehoja, jotta pumppu pysyisi hieman hiljaisempana. Täydet kierrokse ja 120 Hz ja tehoa 8 kW, jos vain kaivo on tarpeeksi tehokas, eikä mene miinuksen puolelle tulolitkut. Eli kaivoon rahan heittäminen ei aina ole turhaa.

[tomppeli]

Haen siis sitä, että laskeeko tuo kaivon syvyyden tarvetta tuon noin 10% ja samalla tarkoittaa sitä, että kovimmilla pakkasilla tarvitaan hieman lisätehoa pumpun sähkövastuksesta tai takkaan polttopuita?

Eipä juurikaan auta.
Kaivo mitoitetaan pääasiassa sieltä vuodessa otettavan lämpöenergian kWh määrän perusteella.
Kaivo kestää kymmeniäkin vuosia, jos sieltä otetaan lämpöenergiaa noin jatkuvaa tehoa 1,6 - 1,7 W/metri/kaivon keskilämpötilan metri.
Sinulle tekemässäni laskelmaa kuormitusaste on noin 1,66 W/mK.
Jos kaivosta otetaan enemmän tehoa, menee kaivo jäähän ja maalämpökoneen kanssa tulee ongelmia.
Pieni määrä apuenergiaa ei juurikaan vähennä kaivosta otettavan energian määrää, joka on nyt tehdyn laskelmaan mukaan noin 16 995 kWh
 kWh vuodessa.
Vuotuinen lämmitystarve tässä laskelmassa on noin 22 462 kWh, kun se jaetaan kaivometreillä saadaan 126 kWh/ metri.
Jos käytät lisäenergiaa, vähentää 126 kWh noin yhden metrin kaivon syvyyttä.
Ota myöskin huomioon, että lisäenergiaa on sitten aina käytettävä.

[nokialainen]

Kiitokset kaikille kommenteista.

Sain tänään maalämpöpumpun valmistajan liiketoimintapäälliköltä seuraavanlaisen viestin: "Tuo 140 m lämpökaivo on ihan asiallinen meidän mielestä. 163…170 m kaivo suhteessa talonne kokoon on ehkä hieman liiankin syvä (tarkoitan että et saavuta noilla lisämetreillä mitään merkittävää lisäsäästöä/laitteiston toimivuus ei muutu paremmaksi)."

Päädyin toisen valmistajan hyvin samankaltaiseen 6kW invertteripumppuun, koska sain sen edustajalta inasen edullisemman tarjouksen (tähän hankkeeseen kuuluu myös vanhan laitteiston purku). Peruskallio on tontilla noin 2 metrin syvyydessä ja pumpun myynyt yritys päätyi samankaltaiseen mitoitukseen ja siihen, että porataan 160 metriä syvä kaivo, jotta siinä on riittävästi varmuusmarginaalia.

[euroshopperi]

Kiitokset kaikille kommenteista.

Sain tänään maalämpöpumpun valmistajan liiketoimintapäälliköltä seuraavanlaisen viestin: "Tuo 140 m lämpökaivo on ihan asiallinen meidän mielestä. 163…170 m kaivo suhteessa talonne kokoon on ehkä hieman liiankin syvä (tarkoitan että et saavuta noilla lisämetreillä mitään merkittävää lisäsäästöä/laitteiston toimivuus ei muutu paremmaksi)."

Päädyin toisen valmistajan hyvin samankaltaiseen 6kW invertteripumppuun, koska sain sen edustajalta inasen edullisemman tarjouksen (tähän hankkeeseen kuuluu myös vanhan laitteiston purku). Peruskallio on tontilla noin 2 metrin syvyydessä ja pumpun myynyt yritys päätyi samankaltaiseen mitoitukseen ja siihen, että porataan 160 metriä syvä kaivo, jotta siinä on riittävästi varmuusmarginaalia.

Muistiko se myyjä myös kertoa, että kaivonporauksesta 80% työtä ja saat siihen kotitalousvähennyksen. Sen avulla kaivon poraaminen on melkein ilmaista, jos sattuu muuten olemaan vähennyksen limittiä, niin se kannattaa käyttää. Asennus muutoin on melko laitekustannus painotteista. Joten kannattaa vielä miettiä maksimaalista hyödyntämistä, jos vaikka joutuu käyttämään invertterin ylimääräistä 8 kW reserviä. Eli Niben ja Jämän 6 W invertterit vissiin venyy tuohon 8 kW tarvittaessa. 20 m lisää mittaa kaivoon kustantaa 400 €. 8 kW tehon mukaan 180 m tuntuisi varsin kohdallaan olevalta. Mulle härskein kauppias tarjosi 180 m kaivoa ja porautin lopulta 2 x 165 m. Nykyisen toimittajan ensimmäiseen tarjoukseen tuossa tuli 110 m lisää, kun vaadin lisää metrejä. Lopullinen tarjous päätyi 2 x 150 m ja sanoin porarille, että pannaan molempiin vielä 15 m lisää ja maksan sitten 1000 € lisää. Porari sanoi, että OK, tilataan vain uudet letkut. No onnea ja menestystä kuitenkin projektille.

[nokialainen]

Juu, kyllä tuossa on kotitalousvähennys huomioitu.

Jos ymmärsin oikein, sinulla on 330 metriä kaivoa 350 neliön kartanossa ja käytössä 17 kilowatin pumppu. Jos neliöt menisi suoraan suhteessa kaivon syvyyteen, meikäläisen 119 neliön talossa olisi vain 112 metrin kaivo. Tai jos pumpun teho olisi suoraan suhteessa kaivon syvyyteen, silloin tuolla mun 6 kilowatin pumpulla olisi 116 metrinen kaivo.

Tuo on varmasti liian suoraviivainen laskutapa, mutta olen mä nyt kolmelta eri liikkeeltä sekä pumpun valmistajalta saanut riittävän varmuuden siihen, että tuo 160 metrinen kaivo olisi oikein mitoitettu. Tässä kohtaa tietysti koputan puuta ja rupean laittamaan rahaa sukanvarteen toisen kaivon poraamista varten. 

[euroshopperi]

No energiaa meillä menee 36 000 kWh vähän alle vuoteen. Teillä oli laskennallinen alta 24 000 kWh. Eli kaivon tarve siis hieman alle 2/3-osaa tuosta meidän 330 m. Tai yhteen reikään lasketusta meillä 280 m, 2/3-osaa on 186,666 m. Vähennetään tuosta vielä vähättelylisänä teillä niin, että saadaan 22 000 kWh, niin pääset lähemmäksi haluamaasi. Näillä metreillä päästään siihen tulon pysymiseen vähintään 0-asteessa ja pumpun teho on se, mitä papereissa ilmoitetaan, eikä lisävastuksia tarvita ollenkaan. Lasketaan vielä paikkakuntalisä päälle tuohon 22/24 x 186,666 = 171,11105 m. Ja paikkakunnalle lisää tuohon 8,9 m. Eli pyydät poraamaan 180 m ja 1 cm.