Yleissivistävän oppilaitoksen maalämpöremontti

[papi]

Suunnittelun alkuvaiheessa haarukoidaan vähän järjestelmän kokoa. Myöhemmin voidaan aiheesta käydä kaikkea muutakin kiinnostavaa keskustelua.
Eli veli-Tomppelilta pyydänkin tukea mitoitukseen.

Seuraavat ovat poimittu pääosin energiatodistuksesta:

Projekti: Oppilaitos
Sijainti: Joensuu
Rakennuksen bruttoala: 6000m2
Lämmitysenergian kulutus: 1200MWh
Kiinteistösähkön kulutus: 600MWh
Kokonaisvedenkulutus: 2200m3
Lämpimän käyttöveden energiankulutus: 40MWh
Koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto LTO
Vesipatterit 90% ja vesikiertoinen lattialämmitys 10%

Noilla pitäisi ruveta haarukoimaan maalämpövoimalan kokoa ja kaivojen metrejä. Tavoite täysmitoittaa maalämmölle.

Toisen vaiheen mitoitus tulee laajennetulle versiolle jonka tiedot seuraavanlaiset:

Projekti: Oppilaitos, laajennettu
Sijainti: Joensuu
Rakennuksen bruttoala: 8000m2
Lämmitysenergian kulutus: 1500MWh
Kiinteistösähkön kulutus: 800MWh
Kokonaisvedenkulutus: 3000m3
Lämpimän käyttöveden energiankulutus: 60MWh
Koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto LTO
Vesipatterit 70% ja vesikiertoinen lattialämmitys 30%

Tämä toisen vaiheen mitoitus on tietysti se suunnittelun lopputulema, jota kohti ollaan pyrkimässä.
Aukaisen itsekin tuon mitoitusohjelman ja alan näpyttelemään arvoja kohdalleen...

[tomppeli]

Katselin vähän tätä projektia. Mielenkiintoinen..

Lämmityslaitteen lämmitystehoon vaikuttaa mm. se, mikä on kohteessa sisälämpötila.
Luokka ja oleskelutiloissa on korkeampi lämpötila, kuin esimerkiksi verstastiloissa.
Sisälämpötila vaikuttaa sen alueen lämmityskauden pituuteen.
Kun tunnetaan vuoden lämmitystarve, voidaan tarvittava lämmitysteho laskea sen perusteella, mutta tuo lämmityskauden pituus vaikuttaa asiaan.
Tässä näyttäisi 1 -vaiheeseen tarvittava lämmityslaitoksen lämmitysteho olevan noin 400 - 450 kW.
Tarvittavan lämmitysjärjestelmän tehoon vaikuttaa myöskin lämpimän käyttöveden osuus.

Bergheat laskentaohjelma pystyy nykyisessä kuosissaan laskemaan vain enintään 24 kaivon kentän.
24 kaivon kenttä ei riitä tässä.
Kun laskin kentän puolelle lämmitysteholle, eli 600 MWh:lle tuli kentäksi Joensuussa 18 kpl noin 287 aktiivimetrin syvyistä kaivoa 50 mm putkituksella ja kolmessa rivissä. Kaivojen etäisyydet toisistaan 25 metriä.
Tämä on laskettu kentän lämmönjohtoluvulla 3,0 w/mK. Johtavuus voi olla parempi, jolloin kaivoja tarvitaan vähemmän.
Kentän tarkempaan laskemiseen tarvitaan koekaivo ja sille TRT -mittaus.

Jatkan tämän pohtimista..

[papi]

Sisälämpötilat Rakmk:n mukaan eli keskiarvona voi käyttää 20C. Myöhemmin erittelen nuo tilat ja lasken vaipat, tilavuudet, ym. muut mitat.
Minulla lienee jotain häikkää laskennassa, koska sain 1-vaiheelle 300kW lämpölaitoksen.
Parempi lienee tässä vaiheessa pilkkoa tuo rakennus, koska kaivojen määrä rajoitettu 24.

Alunperin arvioin, että 2-vaiheen voimalan koko olisi n. 600KW ja 350m kaivoja n. 40kpl.

[tomppeli]

Lämmin käyttövesi kulutetaan pääasiassa päivällä.
Lämmintä käyttövetta ei pytytä varastoimaan yöajan lämmityksellä, joten veden kuumentaminen tulisi tapahtumaan pääasiassa noin 10 tunnin kuluessa.
Lisäksi oppilaitos on lomalla kesän. Käyttövesi kulutetaan noin 9 kk aikana.
Siksi käyttöveden tuotantoa varten tarvitaan suurempi teho, kuin saadaan laskemalla 40 MWh/(24*365).
Näiden molempien yhteisvaikutuksena läpimäm käyttöveden tekemiseen tarvitaan noin 3 * 40 MWh / (24*365).
Tästä ei kuitenkaan tule kovastikaan iso teho, noin 14 kW.
Laitan sinulle yksityisviestin..

[papi]

2-vaiheen tilojen mukaan (n. 8000m2) täystehopumput yhteensä n. 600kW ja kaivojen määrä 45kpl 350m, 20m välein.
Laittelen hieman myöhemmin noita mittoja ym. tarkemmin.
Ilmanvaihdon vaatima lämmitysteho tulee näyttelemään kovinkin suurta roolia tässä mitoituksessa ja se on seuraava joka pitää ampua edes suunnilleen oikein.
Tarpeenmukainen ilmanvaihto, ja huipputeho on aika kova, kuten kaikissa oppilaitoksissa.

[euroshopperi]

Ilmalämpöpumppu. Poistoilmalämpöpumppu. Jätevesien lämmön talteenotto. Aurinkopanelit katolle ja maalämpö. Huipputehoa silmällä pitäen erotetaan lattialämmitykset ilmalämpöpumpuille.

[repomies]

^ Miksi LTO:lla varustettuun paikkaan laitettaisiin poistoilmalämpöpumppu?

[euroshopperi]

No jäi huomioimatta, et olikin jo tuo LTO.

[papi]

Ilmalämpöpumppu. Poistoilmalämpöpumppu. Jätevesien lämmön talteenotto. Aurinkopanelit katolle ja maalämpö. Huipputehoa silmällä pitäen erotetaan lattialämmitykset ilmalämpöpumpuille.

Ilmalämpöpumput jäänee jo alussa pois arkkitehdin toimesta, samoin PILP. Jäteveden ja yleensäkin veden kulutus on muuhun lämmitysenergiaan nähden niin pieni, että niiden lämmöntalteenotto päätettiin myös jättää pois. Aurinkosähköä on harkittu sisällyttää suunnitteluun. Aurinkosähkön kokoluokka talotekniikan kesäaikaisen jatkuvan kulutuksen huipputeho + jotain?
Aurinkokeräimiä ei johtuen kesäajan vähäisestä käytöstä. Ei ole kannattava investointi maalämmön rinnalla.
En oikein ymmärrä mitä tarkoitat "Huipputehoa silmällä pitäen erotetaan lattialämmitykset ilmalämpöpumpuille"?

[repomies]

Kaivojen määrää olisi mahdollista hieman pienentää käyttämällä ilmasta-veteen-pumppuja lattialämmitysalueelle ainakin osan vuodesta. Joensuu tosin ei ole ihan niitä lämpimimpiä kolkkia, joihin nuo vispilät käyvät parhaiten.

Yksinkertaisempaa on kuitenkin tehdä vaan riittävästi kaivoja, mikäli mahtuu.

[euroshopperi]

Taisinkin lahjakkaasti sekoittaa, että kaivoja ei mahdu 24:ää enempää, kun kyse olikin laskentaohjelman rajoituksesta. Eihän tuossa sitten kannata silputa järjestelmää yhtään muihin, kuin kallioreikiin. Joskus on sattunut lukemaan kerrostalo projekteista, joissa kaivoja ei vaan tontille mahdu, mutta tässä olikin siis reiän paikkoja tarjolla kylliksi.

[papi]

Jep, kyllä porakaivokentälle on tilaa, muttei loputtomasti. Tarkasteluun tullennee loppuvaiheessa kaksi tai jopa kolme vaihtoehtoa MLP:n kokoluokasta. Siis täys- ja osatehomitoitukset.
Esimerkiksi 100%, 80% ja 70%. Huiput hoidetaan varajärjestelmän avustamana.