Mitoituspyyntö, 1999 hirsitalo Porissa

[psysi]

Moi,

arvostaisin kovasti pähkäilyapua maalämmön mitoituksessa. Tarkoitus on olla ostamatta enää yhtään öljyä, joten asia on ihan ajankohtainen muttei kiireinen. Talo on 3- kerroksinen. Alin kerros kiveä, 2 ylintä Hongan pyöröhirttä.

4 asukasta joista 2 kasvavaa lasta. 3 suihkua ja amme. Vedenkulutus nyt jopa hieman keskivertoa pienempi mutta tulee varmasti kasvamaan huomattavasti kun lapset kasvavat.

Pari tarjousta tähän mennessä pyytänyt ja osan jopa saanut. Kaivojen syvyydet vaihtelevat 187-250m, pumppujen tehot samalla haitarilla. Osa tarjoaa 500l varaajaa vastuksilla, osa puskurivaraajaa lattialämmölle, osa ei kumpaakaan. Tällä hetkellä ainakin käytössä pörssisähkö mm sähköauton latauksen vuoksi, mieluusti optimoisin järjestelmää käyttämään halpoja tunteja tai ainakin väistämään kalleimmat. Aurinkosähköä on tarkoitus lisätä yhtälöön aikanaan, mahdolisesti myös lämpökeräimiä.

Tietoja:

- Rakennuksen sijainti Suomen kartalla? Tieto tarvitaan mitoituksen laskemiseen. Sääolosuhteet ovat Suomen alueella hyvinkin erilaisia.
Pori, osapuilleen tuossa 61.53482255780013, 21.786464418467755

- Rakentamisvuosi? Onko rinnetalo?
1999, on rinnetalo. Alin kerros puoliksi maan alla.

- Jos tiedossa, rakennuksen aikaisempi lämmitysöljyn, lämmityssähkön, polttopuun tms. vuosikulutus? Tämä tieto on varsin hyödyllinen.
Öljyä myyjän mukaan "pöntöllinen vuodessa" eli 3000l. Huhtikuusta tähän päivään kulunut noin 1500l, tosin kesällä säätövirheen takia meni ylimääräistä. Tästä interpoloisin 3500-4000l/a. Lisäksi kaksi tulisijaa, niissä puuta ehkä 3m3/a.

- Onko patterilämmitys vai lattialämmitys?
2 alimmassa kerroksessa vesikiertoinen lattialämmitys, ylimmässä sähköpatterit. Lattialämmitykselle 3 jakotukkia 2 piirissä joista toinen kosteille tiloille ja toinen muualle.

- Ilmanvaihto, onko koneellinen iv. lämmöntalteenotolla, huippuimuri, painovoimainen ilmanvaihto?
Märissä tiloissa koneellinen poisto ilman talteenottoa.

- Lämmitettävän rakennuksen ulkomitat tai ulkoseinien yhteenlaskettu ulkopituus.
Ulkomitat 13,1 x 10,1m, korkeus harjalta 7,2m.

- Ulkoseinien lämpöeristeen materiaali ja paksuus, ulkoseinän kokonaispaksuus?
Alakerran eristeistä ei tietoa, kiviseinän paksuus 450mm. Seinähirsien paksuus 230mm. Näissä ei muuta eristettä.

- Kerrosten lukumäärä (kellari, alakerta, yläkerta)?
3

- Lämpimien tilojen neliömäärät kerroksittain (väliseiniä yms. ei lasketa pois)?
Hiukan menee arviolle, mutta:
1. kerros 130m2
2. kerros 130m2 (tästä n 30m2 olohuone auki ylös asti)
3. kerros 91m2 (mukaan lukien tuo ylös auki oleva 30m2, ilman sitä 61m2)

- Huonekorkeudet kerroksittain?
1. kerros 2,4m
2. kerros 2,45 muuten paitsi olohuone 2,65-5,1m
3. kerros 1,6-harjan kohdalla 2,8m

Jonkinlaisella puolittaisella arvauksella sain kuutioiksi ~800m3

- Alapohjan laatu, (maanvarainen, rossipohja jne..) sekä lämpöeristeen laatu ja paksuus?
Ei tiedossa

- Yläpohjan lämpöeristeen materiaali ja paksuus?
Ei tiedossa, oletan muun rakennuksen perusteella olevan aikalaisekseen hyvä

- Millaiset ikkunat (2– vai 3 lasiset)? Onko ikkunoiden ala huomattavasti normaalia suurempi tai pienempi?
3- lasiset, pinta-ala lienee tavanomainen. Ulko-ovia on yhteensä 7kpl.

- Onko muita lämmitettäviä tiloja, esim. autotalli? Onko rakennusten välillä lämmönsiirtokanaali ja kuinka pitkä?
Ei

- Tilojen lämpötilat? (Esim. puolilämmin autotalli, jossa +12C lämpö.)
Pyritään pitämään noin 21-22C

Kiitän etukäteen!
- petri

[tomppeli]

- Onko patterilämmitys vai lattialämmitys?
2 alimmassa kerroksessa vesikiertoinen lattialämmitys, ylimmässä sähköpatterit. Lattialämmitykselle 3 jakotukkia 2 piirissä joista toinen kosteille tiloille ja toinen muualle.

Jääkö ylimpään kerroksen lämmitys sähköpattereilla, siis ei tulisi maalämpöä, vai tulee maalämpö pattereilla tai lattialämmöllä.
Jos on osaksikin patterilämmitys, tehdään laskelma patterilämmitys -periaatteella. (Kiertoveden lämpötilat patterilla +20 .. 55 C, lattialämmityskellä +20 .. 35 C)

[psysi]

Yläkertaan jää sähköpatterit, tulevaisuudessa luultavasti myös ILP. Ei siis tarvitse huomioida vesipattereita mitoituksessa. Piti mainita jo aloituksessa ja tietysti unohtui.

- petri

[jmaja]

Huhtikuusta tähän päivään asti on mennyt vasta 1/3-1/4 vuoden lämmitystarveluvusta riippuen tarkemmista päivämääristä. 1500 l tuolla ajalla vastaa siis 4500-6000 l/v, mikä alkaa kuullostaa uskottavamnalta noilla neliöillä hirsitalossa ilman LTO:ta. Takkaa polttomalla voi tietysti pääästä vähemmällä, mutta ei MLP:tä ole järkeä mitoittaa takkaa vaativaksi.

Laittaisin myös yläkerran mukaan mitoitukseen. Voihan sinne laittaa joskus patterit 40 C menovedellä tai lattialämmityksen.

200 m kaivo ei taida riittää alkuunkaan!

[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 ”psysi”   PORI   (Satakunta)
VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:  LATTIALÄMMITYS  -  COP -laskennassa 32 °C  -  menovesi lämpötila max 37 °C
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ  -  MUT = -27 °C
- 1. kerros 1999: Lattialämmitys, 20°C, 112 m2, 269 m3:   3,35 kW   9 699 kWh
- 2. kerros 1999: Lattialämmitys, 21°C, 122 m2, 299 m3:   5,67 kW   13 242 kWh
- 3. kerros 1999: Lattialämmitys, 21°C, 91 m2, 191 m3:   3,16 kW   7 349 kWh
RAKENNUKSEN  LÄMPÖHÄVIÖT  YHTEENSÄ            12,18 kW   30 290 kWh

• Kiinteistö,  325 m2,  759 m3    5,0 COP   11,70 kW   30 290 kWh
- Lämmin käyttövesi,   varaajatilavuus   0,183 m3 / 50 °C   2,8 COP   1,37 kW   6 000 kWh
- Yhteensä         4,4 SCOP   13,1 kW   36 290 kWh
- Vähennetään taloussähkön lämmitysvaikutus   -2 800 kWh   1,01 kW   33 490 kWh
- Ei huomioitu mitään lisälämmitysmuotoja    0 kWh   0,00 kW   33 490 kWh
- Maalämmöllä tuotetaan      13,00 kW   33 490 kWh
- Sähkövastuksella tuotettavaksi jää      0 kWh
  Yhteensä  ( epävirallinen E luku = 85   Luokka = B )   33 490 kWh

• Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho   13,1 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho,  ( Optimiteho )   13,0 kW
- Valitun lämpöpumpun teho riittää saakka   -26 °C
- Maasta kerätään          ( 4,4 COP)   10,4 kW   25 902 kWh
- Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä      7 588 kWh
- Ostosähköä yhteensä  (pumpun käyttösähkö + vastuslämmitystä  0 kWh)   7 588 kWh
- Ei ole ilmanvaihdon jälkilämmitystä  sähköllä!       0 kWh

• Tarvitaan 243 metrinen lämpökaivo. Keruun virtaus oltava vähintään 0,78 l/s (= 46,8 l/minuutissa).               
- Kaivossa aktiivisyvyyttä 239 m + kaivon yläosassa vedetöntä osuutta 4 m.       Poraussyvyys   243 m
- Kaivoon tarvittavan keräimen pituus 2 x 243 metriä.   Putkea kaivossa yhteensä   486 m
- Liitäntä pumpulta kaivolle.  Välimatka = 10 m. (Painehäviö 3,5 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 0,78 l/s = 46,8 l/min = 2808 l/h:
- Kaivo, painehäviö 0,78 l/sek virtauksella ja PE40*2.4 putkilla, ΔT = 3,3 K. Liitäntäputkitus mukana.      180 kPa = Ei toimi
- Kaivo, painehäviö 0,78 l/sek virtauksella ja PE45*2.6 putkilla, ΔT = 3,3 K. Liitäntäputkitus mukana.      102 kPa = Ei toimi
- Kaivo, painehäviö 0,78 l/sek virtauksella ja PE50*2.8 putkilla, ΔT = 3,3 K. Liitäntäputkitus mukana.      58 kPa = Huono
- Kaivo, painehäviö 0,78 l/sek virtauksella ja PE50*2.5 GeoDuo pariputki, ΔT = 3,3 K. Liitäntäputkitus mukana.   54 kPa = Välttävä
Tai:
- Vaakakeruupiiri, kostea savi, 581 metriä  = 2 x 300 m PE40x3.7  SINIRAITA. Upotussyvyys vähintään 1 m      39 kPa = 0,39 bar
...
Ylin kerros lämmitetään sähköpattereilla. Lämpöä nousee keskikerroksesta yläkertaankin! Siksi yläkerrankin kulutusta mukana..
...
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.

[psysi]

Suurkiitos! Aika lailla samalla hehtaarilla omien arvausten kanssa ja yllättävän paljon eri hehtaarilla joidenkin tarjousten kanssa.

Tästä on hyvä jatkaa. Voisin myös ottaa koko laskelman spostiin sitten kun ehdit.

Olisiko parempi tehdä 2 kaivoa jos painehäviö on parhaimmillaankin välttävä? Mitoituksen perusteella pumpuksi valikoituu todennäköisimmin Niben S1255-16 jos ei parempia ehdotuksia esim täältä tule.

- petri

[tomppeli]

Kysy asiasta Nibe S1255-16  koneen toimittajalta tai maahantuojalta.
Heillä on tieto siitä, millainen on tuon koneen maakiertopumppu.

[Kaltzu]

Tapissa on tuo 16kW Niben pumppu noilla virtauksilla. Olisi kyllä mainiota, jos näissä tehokkaammissa pumpuissa olisi myös tehokkaammat lämmönkeruupumput. OK laskennallista COPpia ehkä huonontaa, mutta kun virtausta tarvitaan tehoilla enemmän niin tuntuu hassulta, että tuolta jää kiinni.

[jmaja]

Kysy asiasta Nibe S1255-16  koneen toimittajalta tai maahantuojalta.
Heillä on tieto siitä, millainen on tuon koneen maakiertopumppu.

Asennusohjeesta löytyy käyrät. Sama mekaanisesti kuin F1255: https://www.nibe.fi/assets/documents/19639/331299-3.pdf

Nuo kuvat jo tulivatkin tätä kirjoitettaessa.

Käyrät päättyvät 0,72 l/s ja 60 kPa kohdalle. Niben mielestä siis ei selvästikään tarvita tuota suurempia virtaamia edes 16 kW teholla. Virtausvastus kasvaa virtaaman toisessa potenssissa. 45 mm putkistolle laskettu 102 kPa 0,78 l/s olisi 71 kPa 0,65 l/s. Silloin jää vielä muutama kPa kupariputkistolle varaa. dT silloin 4 C, jos olisi 0,78 l/s 3,3 C. Ei kai tuo ole "ei toimi"?

Kyse on invertteripumpusta ja mitoitusteho oli selvästi alle maksimin. Harvemmin tuo siis käy läheskään täydellä teholla, vaan lähinnä puolella teholla ja alle. Itse ainakin kelpuuttaisin tuon 45 mm ja viimeistään 50 mm olisi jo kaikin puolin riitävä. 50 mm putki tavalliseen 110 mm kaivoon vaan on ilmeisesti vähän ongelmallinen eli kaikki eivät tuota yhdistelmää suostu myymään.

Kaksi kaivoa on kallis ratkaisu ja kaivot pitää olla etäällä toisistaan, jotta toimivat hyvin.

[jmaja]

Tapissa on tuo 16kW Niben pumppu noilla virtauksilla. Olisi kyllä mainiota, jos näissä tehokkaammissa pumpuissa olisi myös tehokkaammat lämmönkeruupumput. OK laskennallista COPpia ehkä huonontaa, mutta kun virtausta tarvitaan tehoilla enemmän niin tuntuu hassulta, että tuolta jää kiinni.

Tehontarve kasvaa virtaaman kolmannessa potenssissa. Jo nyt on 180 W pumppu. Siis tuossa mun laskemasta 0,65->0,78 l/s kasvatus vaatisi 310 W pumpun. Kyllä se jo tosiaan alkaisi COPissa tuntua. Paljon enemmän kuin 3,3 vs. 4 dT.

Ongelma tuossa taitaa enemmänkin olla MLP:n sisuskalujen mitoitus kuin pumpun mitoitus. 180 W pumppu voisi tuottaa 120 kPa vielä 0,72 l/s virtaamalla, mutta MLP:n ulkopuolelle siitä likenee vain 60 kPa. Selvästikin Nibe on mitoittanut tuon niin, ettei noin suurille virtaamille ole käyttöä.

En muista mikä pumppu tuossa on, mutta voisi olla joku näistä:
https://api.grundfos.com/literature/Grundfosliterature-5439385.pdf

[Kaltzu]

Tehontarve kasvaa virtaaman kolmannessa potenssissa. Jo nyt on 180 W pumppu. Siis tuossa mun laskemasta 0,65->0,78 l/s kasvatus vaatisi 310 W pumpun. Kyllä se jo tosiaan alkaisi COPissa tuntua. Paljon enemmän kuin 3,3 vs. 4 dT.

Ongelma tuossa taitaa enemmänkin olla MLP:n sisuskalujen mitoitus kuin pumpun mitoitus. 180 W pumppu voisi tuottaa 120 kPa vielä 0,72 l/s virtaamalla, mutta MLP:n ulkopuolelle siitä likenee vain 60 kPa. Selvästikin Nibe on mitoittanut tuon niin, ettei noin suurille virtaamille ole käyttöä.

En muista mikä pumppu tuossa on, mutta voisi olla joku näistä:
https://api.grundfos.com/literature/Grundfosliterature-5439385.pdf

Noinhan se taisi olla. Itse muistelen aina vain että vastus nousee nopeuden neliöön, mutta se on kun auto kaahaa tiellä ilmanvastusta vastaan. Eihän pumpun tehoa kannata liikaa kasvattaa, noihin keräimiin ja tai oikeastaan kaivon reikään voisi tehdä hiukan kehitystyötä. Ollaan menty normiasiakastapauksissa pitkään samalla konseptilla eli 110 reikä maahan ja kollektorit sisään. Helposti alimitoitetaan kaivo tai lyödään vain 40mm keräimet, tietoisuus on onneksi lisääntynyt.

Itsekkin laskin nyt omalle kaivolle (230m josta aktiivia 222m, 45mm sileä kollektori) ja tehontarpeelle rapiat 10 kW maapiirin pumpun riittoisuuden ja ei ole hätiä. Saa tulla kova pakkastalvi ja reserviä onneksi riittää. Ei tarvitse yöunia menettää hirsitalossakaan 

Edit. ja lisäys, 16kW pumppu vastustaa sisäisesti vielä enempi virtaamaa (oletus sama lämmönkeruupumppu 12 & 16 kw laitteissa)

[jmaja]

Sekä auton ilmanvastus että putkiston virtausvastus kasvaa toisessa potenssissa, mutta niiden voittamiseksi tarvittava teho kasvaa kolmannessa potenssissa. Teho on voima × nopeus tai paine-ero × tilavuusvirta.

Mistä muuten saa sileitä 45 mm kollektoreita?

[tomppeli]

Tällä hetkellä ei ilmeisesti ainakaan Suomesta?

[Kaltzu]

Tällä hetkellä ei ilmeisesti ainakaan Suomesta?

Pitipä oikein kuvista tarkastaa, enpä tuota tiennytkään ja oikeassa olette! Minulle tuli Talmanilta kaivo ja kollektorit ja kaivoon upposi Haka plastin 45 x 2.7 putkea. Sitten piti katsoa mistäpä tuo on ja todellakin tuolta Suomenlahden toiselta puolelta näyttää tulevan.

https://hakaplast.ee/en/home/

Tuossa kaivettu kuva arkistoista, laatu aika heikko mutta onneksi nimi näkyy ja kollektorin koko.

[jmaja]

Tuolta löytyi video, mutta kovin vähän tieto maalämpöputkista. Mikä tuo kolmiputkinen on?
Virossako betonoidaan maalämpökaivot?
https://www.youtube.com/watch?v=mJI6C0WuM8M&feature=youtu.be

Siis 45x2.7. Turbohan on 45x2.4. Onko tuo 2.4 siitä ohuemmasta kohdasta? No eipä tuossa kai suurta eroa ole.

Talman Energiaporaustako tarkoitat eli he käyttävät noita? 2 €/m oli tarjouksessa kalliimpi kuin 40x2.4 ja tosiaan lukihan tuolla 45x2.7. Hintaan kuului myös vaakaputket 50:stä, joiden vaikutus painehäviöön on aika mitätön 40:een verrattuna, kun matkaa tulee kuitenkin vain muutamia metrejä.

Muovitechin mainosmateriaalissa on juttua painehäviön ja siten dT:n vaikutuksesta COPiin ja tehoon. Aika mitätön on 3 ja 4 C:n ero eikä 5 C:kään tuon perusteella kovin iso juttu ole:
https://www.muovitech.com/productdocs/FI_TC45.pdf

[Kaltzu]

Siis 45x2.7. Turbohan on 45x2.4. Onko tuo 2.4 siitä ohuemmasta kohdasta? No eipä tuossa kai suurta eroa ole.

Talman Energiaporaustako tarkoitat eli he käyttävät noita? 2 €/m oli tarjouksessa kalliimpi kuin 40x2.4 ja tosiaan lukihan tuolla 45x2.7. Hintaan kuului myös vaakaputket 50:stä, joiden vaikutus painehäviöön on aika mitätön 40:een verrattuna, kun matkaa tulee kuitenkin vain muutamia metrejä

Juuri Talman Energiaporaus hoiti maalämpökaivon, kollektorin ja siirtoputket. Siirtoputket oli suojattua 40:stä, sokkelin alitukset tein 110mm viemäriputkista ja 15 asteen kulmista pääasiassa. Varoiksi laitettiin 40mm:llä eristetyllä suojaputkella tekniseen tilaan.

En löytänyt edes tuota 45x2.7 tuolta Haka plastin sivuilta. Samat 3-putkiset kollektorit ym. Oli kyllä esitelty, mutta tietoa vähemmän noista kyllä

Hiukan voi tuo paksumpi seinämä vaikuttaa, mutta tosiaan tuskin merkitsevästi. Katsotaan minkälaisiin hommiin viinapumppu pääsee eri tehoilla. Pumppu ei vielä asennettu (S1255-12), odottaa teknisen tilan valmistumista. 

[tomppeli]

Kun dT kasvaa, viilenee kaivoon menevä ja vähän alimittaisella kaivolla alas kaivoon menevän putken ympärille alkaa muodostumaan jäävaippa, jonka noste vetää keräintä ylös kaivosta.
Isolla dT -arvolla tulee lopulta maalämpökoneen höyrystimen lämpötilan alaraja vastaan.
Yleensä alaraja on noin -8 C.

Kaivossa on yleensä noin 1,5 -- 2,0 K lämpöisempää, kuin on kaivosta tulevan lämpötila.
Tuo arvo riippuu keräimen ja kierron ominaisuuksista.
Kun kaivosta tulee kylmempää, kuin -2 C, on kaivo todennäköisesti jäässä.
Jos kaivosta tulee -2 C liuosta, on dT -arvolla 4 K on kaivoon menevän lämpötila jo -6 C.

dT arvoa pohdittaessa on aiheellista miettiä samalla kaivon jäätymisriskiä.
Korkea dT -arvo pahentaa kovasti kaivon tilannetta.

[psysi]

No niin, nyt on palikoiden arvonta päättynyt ja maanantaina menee pora maahan jos kaikki sujuu suunnitellusti.

Kaivosta tarkoitus tehdä 300m, KS-Geoenergi poraa. 50mm Muovitechin turbokollektoreilla ja -putkilla.

Pumpuksi Niben S1255-16, toistaiseksi pelkällä omalla varaajalla mutta valmius laittaa perään normi vastusvaraaja lämmittämään käyttövesi loppuun.

Puskurivaraaja 100l tai isompi, olisiko tällä käytännön merkitystä esim pörssisähköohjauksen kanssa niin, että mahdolliset pari kalliimpaa tuntia pysyisi kierron lämpötila parempana?

Nykyiset Oumanit korvattaneen Niben omalla lisäshunttiyksiköllä.

Keksittekö parannettavaa?

Raporttia seuraa, se lienee jonkun toisen osion asia sitten jo.

- petri