Mitoituspyyntö OKT + at Helsinki

[Removed]

Hei

Minulla on kaukolämmössä oleva omakotitalo, jossa kaukolämmönvaihdin tulossa elinkaaren päähän (ikää 23 vuotta). Tavoitteena laittaa maalämpö porakaivolla.

Talo on 2-kerroksinen rinnetalo, josta alempi kerros on puoleksi maan alla (rakennusoikeudellisesti kellaria). Kerrosalaneliöitä on 122, jonka lisäksi siis saman verran kellaria. Huoneistoala on 108 + 81 m2 + 23 m2 autotalli. Taloon kuuluu lisäksi erillinen autotallirakennus, joka lämpenee myös talon kautta, 21,6 m2.
Talo lämpenee kaukolämmöllä. Talossa on kaksi lämmityspiiriä: kellarissa vesikiertoinen lattialämmitys ja lisäksi kaksi vesikiertoista patteria, ja yläkerrassa vesikiertoinen patterilämmitys. Yläkerrassa on myös ilp, mutta käytän sitä lähinnä jäähdytykseen.

Talon kaukolämmön energiakulutus on ollut noin 25 – 27 MWh (enimmillään 2021 27,4 Mwh, alimmillaan 22,3 MWh v 2020, viime vuosi 25 MWh). Asensin viime kesänä aurinkopaneelit, ja toiveena olisi että sen sähköä pystyisi käyttämään optimaalisesti myös maalämmössä (kunhan aurinko paistaa).

nykyisen kaukolämpöliittymän teho 13 kW, sopimusvesivirta 0,2 m3/h
Helenin arvioima vuosikulutus 34 MWh/v

lämmönvaihtimen näytöstä otetut mittauslukemat menneeltä talvelta:
8,7 kW, kun ulkolämpötila oli - 16,5c (5.1.24)
patteriverkostossa meno 44c, paluu 40c
lattialämmössä meno 31c, paluu 26c

8,1 kW, kun ulkolämpötila oli -19c (6.1.24)
patterimeno 42, paluu 38
lattialämpö meno 29 paluu 25

Tässä pyydettyjä tietoja:

- Rakennuksen sijainti Suomen kartalla? Tieto tarvitaan mitoituksen laskemiseen.
Helsinki

- Rakentamisvuosi? Onko rinnetalo?
2001, rinnetalo
2014 autotallirakennus

- Jos tiedossa, rakennuksen aikaisempi lämmitysöljyn, lämmityssähkön, polttopuun tms. vuosikulutus? Tieto on varsin hyödyllinen.
Kaukolämpö, kulutukset:
2023      25,4 MWh
2022      25,0 MWh
2021      27,4 MWh
2020      22,3 MWh
2019      25,3 MWh
2018      26,3 MWh

- Patterilämmitys vai lattialämmitys?
Alakerta lattialämmitys + kaksi vesikiertoista patteria (asennettu varmuuden vuoksi), yläkerta vesikiertoinen patterilämmitys

- Ilmanvaihto: koneellinen iv. lämmöntalteenotolla, huippuimuri, painovoimainen ilmanvaihto?
koneellinen iv lämmön talteenotolla (Vallox digit)

- Lämmitettävän rakennuksen ulkomitat tai ulkoseinien yhteenlaskettu ulkopituus.
päärakennus ulkomitat 12,1 m x 10,6m. Yhteenlaskettu ulkopituus ulkoseinille 45,4m
autotallirakennus 3,5 m x 8,4 m, ulkopituus 23,8m

- Ulkoseinien lämpöeristeen materiaali ja paksuus, ulkoseinän kokonaispaksuus?
päärakennus
kellarikerros lämpöeristetty teräsbetonielementti (kokonaispaksuus 30cm, sis lämpöeristys 20cm).
Yläkerros v2001 tiilivuorattu puurunkoinen Kastelli-talo, seinien paksuus n 33 cm (villaa 45mm + 150mm + tuulensuoja 9mm + kipsilevy 13mm + tiilivuoraus), yläpohja kokonaispaksuus 50cm (35cm villa)
Autotalli lämpöeristetty Kastelli-talon autotalli, rakennusvuosi 2014, seinän kokonaispaksuus 33,4 cm

- Kerrosten lukumäärä (kellari, alakerta, yläkerta)?
kaksi kerrosta, osittain maan-alla oleva kellari/ alakerta ja yläkerta (kastellitalo) + erillinen autotallirakennus

- Lämpimien tilojen neliömäärät kerroksittain (väliseiniä yms. ei lasketa pois)?
Yläkerta 108 m2 ja alakerta 81 m2+ autotalliosa 23 m2. Alakertaan sisältyy yhden auton autotalli ja lämmönjakohuone, autotallissa hieman alempi lämpötila kuin muualla

- Huonekorkeudet kerroksittain?
alakerta/kellari 2,37 m
yläkerta kolme huonetta 2,55m, osin korkeaa tilaa n 4,7m (pulpettikatto)

- Alapohjan laatu, (maanvarainen, rossipohja jne..) sekä lämpöeristeen laatu ja paksuus?
maapohjan päällä 5+5cm solupolystyreeni, jonka päällä n 10cm betonivalu (voi olla paksumpikin, valu epäonnistui ja piti tehdä toinen tasoitusvalu päälle)

- Yläpohjan lämpöeristeen materiaali ja paksuus?
piirustusten mukaan mineraalivilla 10cm + puhallusvilla 20cm. Osittain mineraalivilla 30 cm (100 + 150mm + tuulensuojavilla 50mm)

- Millaiset ikkunat (2– vai 3 lasiset)? Onko ikkunoiden yhteisala huomattavasti normaalia suurempi tai pienempi?
3-lasiset, ikkunoiden yhteisala yläkerrassa normaali, alakerrassa ikkunat pieniä koska alakerta rakennusoikeudellisesti kellaria

- Onko muita lämmitettäviä tiloja, esim. autotalli? Onko rakennusten välillä lämmönsiirtokanaali ja kuinka pitkä?
Erillinen autotallirakennus (yhdelle autolle), rv 2014, lämmönsiirtokanaalin pituus noin 14 metriä. Autotallin ulkoseinistä mitattu pinta-ala on 3,5 m x 8,4 m = 29 m2, sisäpinta-ala 21,6 m2. Tallissa seinissä lämpöeristys 20 cm (seinän paksuus 33cm), katossa lämpöeristys 50cm, lattiassa betonilaatta 10cm ja lämpöeristys 15cm

- Tilojen lämpötilat? (Esim. puolilämmin autotalli, jossa +12C lämpö.)
asuintiloissa tavanomainen 21-22 astetta, erillinen autotalli vähän viileämpi kuin asuintilat.
erillisen tallin lämpötehoa ei ole säädetty kovin isolle ja lämpö laskee kovalla pakkasella noin +7-10 asteeseen. Autotallissa vesikiertoinen lattialämmitys

- Jos on tiedossa rakennuksen ulkovaipan U -arvoja, olisi niistä kovasti hyötyä laskennassa.
asuintalon rakennusluvassa yläkerran ulkopinnan k-arvo 0,20 W/m2K, yläpohjan K-arvo 0,18 W/m2K
autotallin u-arvot seinä 0,16, yläpohja 0,07, alapohja 0,14, ovi 1 ikkunat 1.

Rakennuslupa-asiakirjoissa on kohteen bruttokuutiomäärä, eli rakennuksen ulkomittojen mukainen kuutiomäärä.  Siitä ole hyötyä mitoituskaskennassa.
Nettovolyymi, eli sisätilojen lämpimien kuutioiden määrä on hyödyllinen tieto. (Ulkovaipan sisäpuolelle muodostuva tilavuus kuutiometriä, m3.)

Kaukolämpösopimuksen mukaan asuintalossa 778 m3
erillisen autotallin tilavuus n 53 m3

[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 9,3 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:
Talo + erillinen autotalli  ”Removed”   HELSINKI   (Uusimaa)
VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:  PATTERILÄMMITYS  -  COP -laskennassa 40 °C  -  menovesi lämpötila max 45 °C
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ  -  MUT = -25 °C
- Talon alakerta 2001: Kivi-Lattialämmitys, 21°C, 104 m2, 246 m3  (24°C)   25,1 W/m2   2,61 kW   7 831 kWh
- Talon yläkerta 2001: -Patterilämmitys, 22°C, 108 m2, 410 m3  (45°C)      42,4 W/m2   4,58 kW   11 976 kWh
- Erillinen autotalli 2014: Kivi-Lattialämmitys, 18°C, 24 m2, 59 m3  (24°C)   48,5 W/m2   1,15 kW   2 393 kWh
- Lämpökanaali CALPEX DUO 25+25/91, pituus 12m, dT=3K   1,8 kPa   0,10 kW   858 kWh
RAKENNUKSEN  LÄMPÖHÄVIÖT  YHTEENSÄ         36 W/m2   8,45 kW   23 058 kWh
• Kiinteistö yhteensä   236 m2   716 m3   4,1 COP   8,1 kW   23 058 kWh
- Taloussähkön ja henkilöiden lämmitysvaikutus      -0,8 kW   -2 220 kWh
• Rakennuksen lämmitystarve            7,3 kW   20 838 kWh
- Lämmin käyttövesi,   varaajatilavuus   0,216 m3 / 50 °C   3,3 COP   1,16 kW   4 800 kWh
- Ei huomioitu mitään lisälämmitysmuotoja       0 kWh   0,0 kW   25 638 kWh
- Maalämmöllä tuotetaan            9,3 kW   25 638 kWh
- Sähkövastuksella tuotettavaksi jää         0 kWh
 Yhteensä   236 m2   109 kWh/m2   3,9 SCOP   9,3 kW   25 638 kWh

• Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho      9,3 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho,  ( Optimiteho)   9,3 kW
- Valitun lämpöpumpun teho riittää saakka      -25 °C
- Maasta kerätään lämpöpumpulle 19147 kWh ja ilmanvaihtoon 0 kWh   ( 3,9 SCOP)   7,1 kW   19 147 kWh
- Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä            6 491 kWh
- Ostosähköä yhteensä  (pumpun käyttösähkö + vastuslämmitystä  0 kWh)   6 491 kWh
- Lisäksi ilmanvaihdon jälkilämmitys kuluttaa sähköä vuodessa        2 536 kWh

• Tarvitaan vähintään 188 m lämpökaivo.  Kaivon yläosassa 6 m vedetöntä ja 20 m maaporausta.   Poraus   188 m
- Kaivon aktiivisyvyys 182 metriä. Kaivoon tarvittavan keräimen pituus 2 x 188 m. Putkea kaivossa yhteensä   376 m
- Liitäntä pumpulta kaivolle.  Välimatka = 10 m. (Painehäviö 4,9 kPa)   2 kpl   PE40x2.4   20 m
  Kaivon aktiivisyvyydellä tarkoitetaan sitä kaivon syvyyttä, jossa keruuputkisto on aina veden ympäröimänä.               

• Alla keruupiirin painehäviö sileäseinämäisille keräinputkille virtauksella 0,55 l/s = 33 l/min = 1980 l/h:               
- Kaivo, painehäviö 0,55 l/s virtaus 2xPE40*2.4 putkilla, ΔT = 3 K. Liitäntäputkitus mukana. Vol 407 ltr - 12 min 52 s   67 kPa = Ok
- Kaivo, painehäviö 0,55 l/s virtaus 3xPE40*2.4 putkilla, ΔT = 3 K. Liitäntäputkitus mukana. Vol 666 ltr - 20 min 10 s   45 kPa = 0,45 bar
 Tai vaakakeruulla:               
kostea savi, vähintään 455m = 2x230 m PE40x3.7 SINIRAITA. Upotussyvyys vähintään 0,9 m. Vol 473 ltr - 14min 20s   21 kPa = 0,21 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.

[Removed]

Kiitos tosi paljon tästä! Lähetän sähköpostiosoitteen - mielelläni tutkin sitä vielä tarkemmin.

Käyn tuon laskelman lävitse. Minulla siis Helen mitoittanut kaukolämpöliittymän tehoksi 13 kW, mikä on aika paljon enemmän kuin mitä tuo laskelma näyttää. Onhan helen tosiaan arvioinut vuosikulutuksenkin yläkanttiin eli 36 MWh, vaikka todelliset kulutukset olleet max 27 MWh. Olisiko minun taloon 12 kW pumppu liikaa ylitehokas/10kW järkevin?

Jos otan hieman syvemmän kaivon, esim 210m, niin muuttuuko keruupiirin putkimäärävaatimus?

[tomppeli]

Laitoin laskelman sähköpostiisi.
12 kW tehoinen invertterikone on sopiva.

Jos laitat 210 metrisen lämpökaivon, nousee keruupiirin painehäviö arvoon noin 75 kPa, kun dT = 3,0 K
dT arvolla 3,3 K ulkoisen keruupiirin painehäviö on noin 60 kPa. Se on ihan siedettävä arvo.