Mitoituspyyntö OKT, Tampere, saneerauskohde

[Scoobydoo]

Kohteen tiedot

- Rakennuksen sijainti Suomen kartalla? Tampere

- Rakentamisvuosi? Onko rinnetalo? 1979 rinnetalo

- Jos tiedossa, rakennuksen aikaisempi lämmitysöljyn, lämmityssähkön vuosikulutus? Öljyä näinä leutoina vuosina 1950 l, kosteiden tilojen lattialämmitys ehkä 1500 kWh ja puuta takassa noin 2 m3. Yht. 21500 kWh

- Patterilämmitys vai lattialämmitys? Patterilämmitys. Vaihtuu keskikerroksessa ehkä lattialämmitykseen.

- Ilmanvaihto: koneellinen iv. lämmöntalteenotolla

- Lämmitettävän rakennuksen ulkomitat tai ulkoseinien yhteenlaskettu ulkopituus. Noin 11.5x10.5 m

- Ulkoseinien lämpöeristeen materiaali ja paksuus, ulkoseinän kokonaispaksuus? Villaa 150 mm ja tiiliverhous. k=0.31

- Kerrosten lukumäärä (kellari, alakerta, yläkerta)? 3 kerrosta, rinnetalo eli kellari 3/4 korkeudesta maan alla

- Lämpimien tilojen neliömäärät kerroksittain? Kellari 117 m2 (16 C), alakerta 117 m2 (21 C), yläkerta 54 m2 (21 C)

- Huonekorkeudet kerroksittain? noin 2.4 m

- Alapohjan laatu, (maanvarainen, rossipohja jne..) sekä lämpöeristeen laatu ja paksuus? Maanvarainen, styrox 100 mm, k=0.23

- Yläpohjan lämpöeristeen materiaali ja paksuus? Mineraalivilla 300 mm. k=0.15

- Millaiset ikkunat (2– vai 3 lasiset)? Onko ikkunoiden yhteisala huomattavasti normaalia suurempi tai pienempi? Vanhat 3-lasiset, ei lämpöelementti. Pinta-ala normaali.

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

- Tilojen lämpötilat? (Esim. puolilämmin autotalli, jossa +12C lämpö.) Ks. yllä eli vähän viileämpi kellarikerros.

Nettovolyymi, eli sisätilojen lämpimien kuutioiden määrä on hyödyllinen tieto. (Ulkovaipan sisäpuolelle muodostuva tilavuus kuutiometriä, m3.) Arviolta 117 m2 x 2.4 m + 117 x 2.4 m + 60 x 2.4 m = 706 m3

Kiitokset avusta jo etukäteen.

[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 8,4 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 ”Scoobydoo”   TAMPERE   (Pirkanmaa)
VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:  PATTERILÄMMITYS  -  COP -laskennassa 44 °C  -  menovesi lämpötila max 54 °C
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ  -  MUT = -28 °C
- Kellari 1979: Patterilämmitys, 16°C, 113 m2, 249 m3       15,9 W/m2   1,79 kW   4 059 kWh
- Keskikerros 1979: Patterilämmitys, 21°C, 117 m2, 293 m3    32,6 W/m2   3,81 kW   9 983 kWh
- Talon yläkerta 1979: Patterilämmitys, 21°C, 54 m2, 119 m3    40 W/m2   2,16 kW   5 530 kWh
RAKENNUKSEN  LÄMPÖHÄVIÖT  YHTEENSÄ      27 W/m2   7,76 kW   19 572 kWh

• Kiinteistö,  284 m2,  660 m3          4,0 COP   7,32 kW   19 572 kWh
- Lämmin käyttövesi,   varaajatilavuus   0,192 m3 / 50 °C   2,9 COP   1,06 kW   4 400 kWh
- Yhteensä         3,7 SCOP   8,4 kW   23 972 kWh
- Vähennetään taloussähkön lämmitysvaikutus   -2 472 kWh   0,86 kW   21 500 kWh
- Ei huomioitu mitään lisälämmitysmuotoja    0 kWh   0,00 kW   21 500 kWh
- Maalämmöllä tuotetaan            8,40 kW   21 500 kWh
- Sähkövastuksella tuotettavaksi jää      0 kWh
 Yhteensä   284 m2   76 kWh/m2   3,7 SCOP   8,4 kW   21 500 kWh

• Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho      8,4 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho,  ( Optimiteho )   8,4 kW
- Valitun lämpöpumpun teho riittää saakka      -28 °C
- Maasta kerätään          ( 3,7 COP)   6,3 kW   15 739 kWh
- Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä      5 761 kWh
- Ostosähköä yhteensä  (pumpun käyttösähkö + vastuslämmitystä  0 kWh)   5 761 kWh
- Lisäksi ilmanvaihdon jälkilämmitys kuluttaa sähköä vuodessa        2 433 kWh

• Tarvitaan vähintään 179 m lämpökaivo.  Kaivon yläosassa 4 m vedetöntä ja 20 m maaporausta.   Poraussyvyys   179 m
- Kaivon aktiivisyvyys 175 metriä. Kaivoon tarvittavan keräimen pituus 2 x 179 m.   Putkea kaivossa yhteensä 358 m
- Liitäntä pumpulta kaivolle.  Välimatka = 10 m. (Painehäviö 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 0,5 l/s = 30 l/min = 1800 l/h:
- Kaivo, painehäviö 0,5 l/s virtaus PE40*2.4 putkilla, ΔT = 3,1 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 384 litraa   54 kPa = Ok
 Tai vaakakeruulla:               
- kostea savi, 372 m = 2 x 190 metriä PE40x3.7 SINIRAITA. Upotussyvyys vähintään 1 m. Vol 402 litraa      17 kPa = 0,17 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.

[Scoobydoo]

Kiitän laskelmasta.

Ei talo siis eristeiltään täysin horo ole. Mutuna olisin tehnyt 200 m syvän tai jopa syvemmän kaivon, mutta vähän matalampikin voisi siis riittää. Kallio on perimätiedon mukaan anturan syvyydellä, joten tuo 20m maaporaus onkin todennäköisesti kalliota. Tätä ei varmaan kannata ottaa mitoituksessa huomioon.

Laskelman mukaan siis 9 kW invertteripumppukin riittäisi, mutta ajatus oli laittaa 12 kW version. Jollain merkeillä hinta näytti olevan lähes sama ja tuosta pienestä "ylitehosta" ei taida invertterin kohdalla olla mitään haittaa?

[Scoobydoo]

Edellä esitetyissä lähtötiedoissa oli ehkä vähän pihistelty, joten urakoitsijan kanssa päädyttiin tekemään meille 200 metrinen kaivo ja sille 12 kW pumppu. Kaivon poraus jouduttiin kuitenkin keskeyttämään liiallisen vedentulon takia 105 m kohdalla  Nyt urakoitsijan mukaan tehdään rinnalle toinen 105 syvä kaivo. Onko siis mitoituksen kannalta kahden 105 m syvän kaivon lämmöntuottokyky sama kuin yhdellä 200 metrisellä kaivolla?

[tomppeli]

Edellä esitetyissä lähtötiedoissa oli ehkä vähän pihistelty, joten urakoitsijan kanssa päädyttiin tekemään meille 200 metrinen kaivo ja sille 12 kW pumppu. Kaivon poraus jouduttiin kuitenkin keskeyttämään liiallisen vedentulon takia 105 m kohdalla  Nyt urakoitsijan mukaan tehdään rinnalle toinen 105 syvä kaivo. Onko siis mitoituksen kannalta kahden 105 m syvän kaivon lämmöntuottokyky sama kuin yhdellä 200 metrisellä kaivolla?

2 kpl 124 metristä kaivoa vastaa lämpöenergian saannoltaan yhtä 200 metristä.
Näin on lähinnä siksi, että syvemmällä maan uumenissa on korkeampi lämpötila.

[Scoobydoo]

Ollaanko tässä nyt siis pahastikin alimitoittamassa kaivoja, jos

• edellä esitetyssä laskennassa sisälämpötila on ollut 19 °C eikä kertomani 21 °C eli energiaa tarvittaisiin parin asteen verran enemmän
• keskikerroksen lämmitysmuoto on muuttunut pattereista vesikiertoiseen lattialämmitykseen
• kallio löytyi noin 6 syvyydestä ja vettä siellä on paljon
• kaivoja on tulossa kaksi 105 noin metriä syvää

?

Jotenkin järkevältä tuntuisi kaksi samansyvyistä kaivoa rinnan, mutta pitäisikö toisesta kuitenkin tehdä vähän syvempi?

[tomppeli]

Ollaanko tässä nyt siis pahastikin alimitoittamassa kaivoja, jos

• edellä esitetyssä laskennassa sisälämpötila on ollut 19 °C eikä kertomani 21 °C eli energiaa tarvittaisiin parin asteen verran enemmän
• keskikerroksen lämmitysmuoto on muuttunut pattereista vesikiertoiseen lattialämmitykseen
• kallio löytyi noin 6 syvyydestä ja vettä siellä on paljon
• kaivoja on tulossa kaksi 105 noin metriä syvää

?

Jotenkin järkevältä tuntuisi kaksi samansyvyistä kaivoa rinnan, mutta pitäisikö toisesta kuitenkin tehdä vähän syvempi?

Jos tarkoitat 10-03-2022 tekemääni laskelmaa, on siinä kellarikerroksen lämpötila +16, muissa se on +21 °C.

Kun kellarikerroksen lämpötila nousi arvoon +21 °C, näyttää laskelma tältä:

Talo ”Scoobydoo” B (kellarikerroksen lämpötila)         TAMPERE      (Pirkanmaa)
VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:  PATTERILÄMMITYS  -  COP -laskennassa 44 °C   -  menovesi lämpötila max 54 °C               
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ  -  MUT = -28 °C               
- Kellari 1979: Patterilämmitys, 21°C, 113 m2, 249 m3           19,3 W/m2   2,18 kW   7 176 kWh
- Keskikerros 1979: Patterilämmitys, 21°C, 117 m2, 293 m3           32,6 W/m2   3,81 kW   9 983 kWh
- Talon yläkerta 1979: Patterilämmitys, 21°C, 54 m2, 119 m3           40 W/m2   2,16 kW   5 530 kWh
RAKENNUKSEN  LÄMPÖHÄVIÖT  YHTEENSÄ         29 W/m2   8,15 kW   22 690 kWh

ERITTELY      Osuus    Max teho   Osuus    Energiaa/a
Johtumishäviöt      83,9%   6,84 kW   81,1%   18 411 kWh
Ilmanvaihto, ( jälkilämmitys Sähköllä )      21,0%   1,71 kW   18,6%   4 226 kWh
- josta sähköllä, jälkilämmitys asetusarvo +21 °C      -17,6%   -1,43 kW   -11,0%   -2 491 kWh
- maalämmöllä      3,5%   0,28 kW   7,6%   1 735 kWh
Vuotoilmat      12,6%   1,03 kW   11,2%   2 544 kWh
Lämmönsiirtokanaali      0,0%   0,00 kW   0,0%   0 kWh
Maalämmöllä yhteensä           100,0%   8,15 kW   100,0%   22 690 kWh

JOHTUMISHÄVIÖIDEN ERITTELY                               Ala               
Alapohjat   284,0 m2   4 %   0,30 kW   7 %   1 631 kWh
Yläpohjat   284,0 m2   11 %   0,93 kW   7 %   1 633 kWh
Umpiseinän ala   244,4 m2   45 %   3,63 kW   35 %   8 001 kWh
Ikkunat   22,0 m2   18 %   1,50 kW   15 %   3 302 kWh
Ovet   6,0 m2   6 %   0,47 kW   5 %   1 154 kWh
Johtumat yhteensä   840,4 m2   84 %   6,84 kW   69 %   15 721 kWh

• Kiinteistö,  284 m2,  660 m3       4,0 COP   7,71 kW   22 690 kWh
- Lämmin käyttövesi,   varaajatilavuus   0,174 m3 / 50 °C   2,9 COP   0,96 kW   4 000 kWh
- Yhteensä         3,8 SCOP   8,7 kW   26 690 kWh
- Vähennetään taloussähkön lämmitysvaikutus   -2 472 kWh   0,80 kW   24 218 kWh
- Ei huomioitu mitään lisälämmitysmuotoja       0 kWh   0,00 kW   24 218 kWh
- Maalämmöllä tuotetaan            8,70 kW   24 218 kWh
- Sähkövastuksella tuotettavaksi jää               0 kWh
 Yhteensä   284 m2   85 kWh/m2   3,8 SCOP   8,7 kW   24 218 kWh

• Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho         8,7 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho,  ( Optimiteho )   8,7 kW
- Valitun lämpöpumpun teho riittää saakka         -28 °C
- Maasta kerätään          ( 3,8 COP)   6,6 kW   17 826 kWh
- Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä               6 392 kWh
- Ostosähköä yhteensä  (pumpun käyttösähkö + vastuslämmitystä  0 kWh)      6 392 kWh
- Lisäksi ilmanvaihdon jälkilämmitys kuluttaa sähköä vuodessa              2 491 kWh

• Tarvitaan vähintään 196 m lämpökaivo.  Kaivon yläosassa 4 m vedetöntä ja 6 m maaporausta. Poraussyvyys   196 m
- Kaivon aktiivisyvyys 192 metriä. Kaivoon tarvittavan keräimen pituus 2 x 196 m. Putkea kaivossa yhteensä   392 m
- Liitäntä pumpulta kaivolle.  Välimatka = 10 m. (Painehäviö 6,2 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 0,51 l/s = 30,6 l/min = 1836 l/h:               
- Kaivo, painehäviö 0,51 l/s virtaus PE40*2.4 putkilla, ΔT = 3,1 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 417 litraa   61 kPa = Ok
- Kaivo, painehäviö 0,51 l/s virtaus PE45*2.6 putkilla, ΔT = 3,1 K. Liitäntäputkitus mukana. Volyymi 526 litraa   36 kPa = 0,36 bar

Tämäkin laskelma on vain suuntaa-antava; ei ole mikään takuumitoitus!

[tomppeli]

105 metrisestä kaivosta saataisiin laskentaohjelman mukaan noin 10500 kWh/a.
Toisesta kaivosta pitäisi saada noin 13668 kWh/a, jota varten tarvittaisiin noin 132 metrinen lisäkaivo.

Nyt voi kuitenkin olla niin, että kaivon runsas vedentulo auttaa asiassa ja vähän matalampikin kaivo voisi riittää.
Tämä on kuitenkin vain arvailua.

[Scoobydoo]

Kiitokset tomppeli.

Jos tarkoitat 10-03-2022 tekemääni laskelmaa, on siinä kellarikerroksen lämpötila +16, muissa se on +21 °C.

Kun kellarikerroksen lämpötila nousi arvoon +21 °C, näyttää laskelma tältä:

Tuli ilmaistua asia huonosti. Eli esitiedoissa kertomani ~2000 l vuosi öljynkulutus on saavutettu pihistellen pikemminkin 19 °C kuin  21 °C yläkerrosten sisälämpötilalla. Johtuen pari astetta väärin näyttävästä lämpömittarista  Tuota öljynkulutusta ei silti ilmeisesti käytetä laskennassa mihinkään.

Mutta siis laskennan (ja aiemman kulutuksen) mukaan lämmitysenergiaa tarvitaan välillä 19 500-22 700 kWh/a riippuen säädetystä sisälämpötilasta. Yhdestä 105 metrisestä kaivosta saataisiin laskentaohjelman mukaan noin 10500 kWh/a ja kahdesta kaivosta tulisi 21 000 kWh/a. Samaan tuottoon ei päästäisi kuin tarjouksen mukaisella 200 m kaivolla, mutta ehkä riittävästi saataisiin kuitenkin energiaa. Mikäli kaksi eripituista kaivoa toimii rinnan hyvin, niin tuntuisi järkevältä pyytää toinen kaivo vaikka 120-130 metrisenä, niin olisi vähän varoja energiankulutuksessa?

[tomppeli]

Kiitokset tomppeli.
Tuli ilmaistua asia huonosti. Eli esitiedoissa kertomani ~2000 l vuosi öljynkulutus on saavutettu pihistellen pikemminkin 19 °C kuin  21 °C yläkerrosten sisälämpötilalla. Johtuen pari astetta väärin näyttävästä lämpömittarista  Tuota öljynkulutusta ei silti ilmeisesti käytetä laskennassa mihinkään.

2000 litran vuosikulutus vaikutti epärealistisen alhaiselta tämän ikäiselle (1979) rintamamies tyyppiselle talolle.
Kun asetin kaikkien tilojen lämpötilaksi +19 °C, tuli lämmitysöljyn vuosikulutukseksi  2392 litraa/vuosi.
Kun asetin kaikkien tilojen lämpötilaksi +21 °C, tuli lämmitysöljyn vuosikulutukseksi  2784 litraa/vuosi.

Käyttöveden lämpöenergian määrä on kaikissa laskelmissa 4000 kWh/a (noin 400 ltr/a). Onko tämä oikea arvo?

Kannattaa muuten aina ladata tuo liitteenä oleva PDF -tiedosto; siitä on helpompi nähdä kaikki laskelman suureet.

[Scoobydoo]

Käyttöveden lämpöenergian määrä on kaikissa laskelmissa 4000 kWh/a (noin 400 ltr/a). Onko tämä oikea arvo?

Se on ihan riittävän oikea arvio.

Kannattaa muuten aina ladata tuo liitteenä oleva PDF -tiedosto; siitä on helpompi nähdä kaikki laskelman suureet.

Latasin PDF:n ja lisäksi laskentataulukot. Niillä mitoitin meille vuotuiseksi energiankulutukseksi 23943 kWh ja kaivoksi 192 m. Kaksi kaivoa olisi ilmeisesti silloin noin 136 metrisiä. Taulukkolaskennan kahden kaivon määrityksen ja eritoten ensimmäisen sivun rivien 125 ja 126 toimintaan en kyllä ymmärrä. Jos rivillä 125 on poraussyvyys 107 m (=101 m+ 6 m), niin kaivosta saatavissa 8453 kWh. Seuraavalla rivillä 126 on poraussyvyys 123 m  ja 8443 kWh. Kumman syvyisestä kaivosta nyt saadaan tuo noin 8450 kWh?

[tomppeli]

Se on ihan riittävän oikea arvio.
Latasin PDF:n ja lisäksi laskentataulukot. Niillä mitoitin meille vuotuiseksi energiankulutukseksi 23943 kWh ja kaivoksi 192 m. Kaksi kaivoa olisi ilmeisesti silloin noin 136 metrisiä. Taulukkolaskennan kahden kaivon määrityksen ja eritoten ensimmäisen sivun rivien 125 ja 126 toimintaan en kyllä ymmärrä. Jos rivillä 125 on poraussyvyys 107 m (=101 m+ 6 m), niin kaivosta saatavissa 8453 kWh. Seuraavalla rivillä 126 on poraussyvyys 123 m  ja 8443 kWh. Kumman syvyisestä kaivosta nyt saadaan tuo noin 8450 kWh?

Liitin tähän screenshotin laskelmasta.
Kun kaivoja on kaksi tai enemmän, pitäisi rivin 125 vihreään ruutuun kirjoittaa suunnilleen tuon ruudun vasemmalla puolella olevan sarakkaan metrimäärä. Tässä se näyttää olevan 114 m.
Varsinainen laskennan lopputulos on vasta rivillä 126 ja tässä se näyttää olevan 112 metriä aktiivisyvyyttä.
Kun siihen lisätään 4 metriä vedetötä osuutta, tulee kaivon kunkin kaivon konaissyvyydeksi 116 m.

Laskentaohjelman lopputulosta tarkennetaan solun E125 avulla.
Yhden kaivon tapauksessa tätä toimintoa ei tarvita.

[Scoobydoo]

Liitin tähän screenshotin laskelmasta.
Kun kaivoja on kaksi tai enemmän, pitäisi rivin 125 vihreään ruutuun kirjoittaa suunnilleen tuon ruudun vasemmalla puolella olevan sarakkaan metrimäärä. Tässä se näyttää olevan 114 m.
Varsinainen laskennan lopputulos on vasta rivillä 126 ja tässä se näyttää olevan 112 metriä aktiivisyvyyttä.
Kun siihen lisätään 4 metriä vedetötä osuutta, tulee kaivon kunkin kaivon konaissyvyydeksi 116 m.

Laskentaohjelman lopputulosta tarkennetaan solun E125 avulla.
Yhden kaivon tapauksessa tätä toimintoa ei tarvita.

Kahden kaivon tapauksessa rivin 126 harmaalla oleva tulos, joka tuossa esimerkissäsi on 9409 kWh, onkin ilmeisesti kaivon tuotto mikäli niitä olisikin vain tuo yksi. Esimerkissäsi siis kahdella noin 112-114 metrisellä kaivolla tuotto tippuu 9409 kWh-> 8819 kWh per kaivo koska ne ovat 25 etäisyydellä toisistaan?

Taitaisi olla järkevää viedä kaivot vähän kaupungin sallimaa 15 m minimiä etäämmälle toisistaan, jos se vaan olisi tontin puolesta tehtävissä.