Aurinkomaalämpö

[virtuaaliharri]

Satojen kuutioiden vesisäiliötä talon alla olen pitänyt ensinnäkin järjettömän kalliina ja toiseksi turhan riskaabelina. Tämän keskusteluketjun myötä olen hieman pehmentänyt kantaani. Ensinnäkin: vesi on toki maata tehokkaampi lämmönvaraaja, joten riittää pienempi tilavuus. Toiseksi: lämpösäiliön rakentaminen ei ehkä olekaan niin kallista kuin mitä olen kuvitellut. Oheiseen kuvaan hahmottelemani rakenne ei kovinkaan kalliiksi tulisi, mikäli se todella toimisi. En ollut aiemmin tullut ajatelleeksi, että säiliön pohjana voisi toimia sorapeti (siis allaskumilla tms. päällystettynä) eikä välttämättä lämmöneristystä siinä tarvita; pikemminkin päinvastoin, jolloin maankin lämpöä voidaan käyttää. Ainakin osa maalämpöpumpuista pystyy käyttämään keruupiirissä -5..+20 asteista vettä, joten pohjalle asennetulla keruupiirillä sitä voisi pumpata. Toisaalta voisi käyttää välivaraajaa, jota lämmittäisi altaan pintakerrokseen ripustetulla keruupiirillä ja välivaraajan vettä vasta kierrättäisi lämpöpumpussa. Tällöin selviäisi yhdellä keruupiirillä. Niin, ja toki välivaraajan lämpöä voisi käyttää ilman pumppuakin sen ollessa riittävän lämmintä.

Kestävätkö muuten aurinkokeräimet happipitoista vettä? Entä maalämpöpumput? Nimittäin silloin ei tarvittaisi mitään keruupiirejä, sen kun käytettäisiin altaan vettä.

PÄIVITYS: pieniä viilauksia kuvaan

 

[pökö]

Kestävätkö muuten aurinkokeräimet happipitoista vettä?

Ainakin kuparista tehdyt kestää, alumiinin kanssa voi olla toinen juttu vuosien saatossa.

 

[mattig]

Täytyy tosiaan ennen kokeiluja laskeskella ja muutenkin suunnitella eri vaihtoehtoja. Jotenkin olisin valmis ensin kokeilemaan olemassaolevalla aurinkovirralla toimivien pumppujen hyödyntämistä vedenkierrättämiseen koska luulisin sen saavan edullisimmin. Tosin talviaikainen veden tulistus pitäisi silloin toteuttaa esim. kiertovesitakalla tai kattilalla. Asiaa mutkistaa vielä se että altaan yläpuolella olevan kasvihuoneen toinen pääty pitäisi vielä eristää ja sitten pitää lämpimänä vesiviljelytarpeisiin, jossa vedenlämpö tulisi vaihdella 4 - 10 asteen rajoissa.
Mutta mikähän olisi edullisin lämpöpumppu jos siihen päätyisin? Yleisimmät tarjoukset näyttävät olevan kokonaispaketteja asennuksineen, eikä niiltä saa kuin hintatietoja muuten kuin tarjouspyyntökierroksella.

 

[virtuaaliharri]

Markkinoilta tuntuvat puuttuvan pienitehoiset ja edulliset lämpöpumput, joita voisi käyttää käyttöveden lämmittämiseen ja joko hyvin pienen rakennuksen tai vähän isomman passiivitalon lämmittämiseen.

Itse itseäni korjaten: googlaillessani onko joku asentanut maalämpöputket talonsa alle osui vastaan artikkeli:
https://www.rakentaja.fi/artikkelit/10386/maankaivu_maalampo_stiebel_eltron.htm

Tuolta tuli mulle uutena tietona ensinnäkin, että 4 kW:n tehoisiakin maalämpöpumppuja markkinoidaan ja toisekseen, että tuollaisen voisi asentaa jopa (nollaenergia)talon alle! Olin kuvitellut, että tuo olisi täysi no-no. Toisin sanoen soveltaen ketjun teemaan, voisi hyvinkin olla toimiva ratkaisu tavallinen maanvaraiselle laatalle rakennettu talo, jolla kesäkaudellä varaillaan lämpöä talon alle ja talvella sitten pumpataan pois. Näin siitä huolimatta, että valtaosa lämmöstä karkaisikin pois ennen kuin sitä keretään hyödyntää. Siis toki kannattaisi kaivaa tavallista syvempi kuoppa ja laittaa sinne vedeneristysmatto, sitten maata takaisin ja putket sinne, ja lopuksi kaikki humusta sisältämätön maa takaisin. Ainut mieleeni tuleva todennäköinen epäkohta on, että aurinkokeräimet maksavat Suomessa niin paljon, ettei tuossa olisi taloudellista järkeä. Vaikka tässä sovellutuksessa voisi keräimiä hyödyntää talvellakin 24/7 ilman lämpötilan ollessa korkeampi kuin maapohjan.

Sen sijaan itse rakennettu aurinkoilmalämmitin ja ryömintätilainen toteutus voisi mahdollistaa hyvinkin lyhyen "takaisinmaksuajan". Ja sama siis tässäkin, että talvella 24/7 voisi aurinkoilmakeräimellä tasata maapohjan ja ulkoilman lämpötilaeroa suljetussa kierrossa roudaamatta kosteutta ryömintätilaan kun lämpötilaeroa on oikeaan suuntaan.

Vielä em. pieneen lämpöpumppuun: löytämässäni Saksalaisessa verkkokaupassa siitä pyydetään 7.472,11 € eli tyyris mielestäni. Saksassa on muuten tarjolla jos jonkinlaista muunkinlaista lämpöpumppua, mutta itseäni enempi kyllä kiinnostavat hinnat Suomessa kun kysymys on tällaisista arvokkaista tuotteista.

 

[virtuaaliharri]

Tähän ketjuun pienenä varoituksena, että ilmeisestikään nykyisiä maalämpöpumppuja ei oikeasti ole tarkoitettu pumppaamaan lämpöä yli 10-asteisesta vedestä, vaikka prosyyreissa mainitaan jopa +30 C veden lämpötila. Tällaista kuulin hiljan, eli hajoavat jos moista pidempään tekee. Tiedä sitten miten tuotekohtaista tuo on, josko poikkeuksiakin olisi...

 

[Isovaalea]

Vastaan tähän kun tuli asiaa itsekkin tutkittua.

Ajattelin tehdä autotallin lattian alle maavaraajan.

Esimerkkilaskelma, pyöreillä lukemilla:

Sokkelin sisäpuolinen ala 100 m2, maavaraajan korkeus 1 m, tilavuus on siis 100 m3 mursketta/soraa.

Umpikiven ominaislämpökapasiteetti on luokkaa 755 J/kg x K (C) (kivi painaa 2 700 kg/m3). Murskeen/soran paino on enintään 2 100 t/m3. Tuosta tilavuuspainon suhteella saadaan täytön ominaislämpökapasiteetiksi noin 590 J/kg x K (tuo on kuivaa mursketta, netissä kuivan murskeen/soran ominaislämpökapasiteetille annetaan toisilla sivuilla pienempiä arvoja)

Maavaraajan paino on 100 m3 x 2 100 kg/m3 = 210 000 kg

Oletetaan maavaraajan hyödynnettäväksi lämpötilaeroksi 50 C, tuon max 50C voisi saada DIY tasokeräimestä (maavaraajan lämpö vaihtelisi siis +0...50C välillä)

Maavaraajan kapasiteetti = Ominaislämpökapasiteetti x paino kg x K (lämpötilaero)

590 J/kg K x 210 000 kg x 50 K ~ 6 200 000 000 J, Tuo jaetaan luvulla 3 600 000 niin saadaan  1 720 kWh

Vaikka maavaraajan eristäisi pohjalta ja sivuilta EPS 100 mm niin hyötysuhteeksi arvioidaan tässä laskelmassa 50% (hyötysuhteet vaihtelee 30...60% välillä). Toiset 50% johtuu siis pohjan ja sokkeleiden kautta pois, no pysyy sokkelit kuivana. En laskenut noiden U-arvoa ja lämmön johtumista.

Tuosta maavarastosta saadaan tehoa siis 860 kWh. Rahaksi muutettuna tuo on 0,15 EUR/kWh hinnalla 130 EUR

Jos autotalli on puolilämmin (+5...17 C) niin tehotarve on netistä löytyvällä tehotarvelaskurilla ~8 000 kWh.

Maavarasto autotallin alla tuottaa kokonaisenergiasta vain hieman reilut 10%, lataus riittänee enintään lokakuun lopulle? Hieman epäilyttää tuo 50C latauslämpötilakin. Huippu on saavutettu varmasti jo heinäkuun lopulla, jonka jälkeen varasto alkaa jo purkautumaan (lämpötilaero kasvaa, jonka seurauksena lämmön johtuminen suurenee).

Styroxin ja betonilaatan läpi johtuu tuollaiset 0,7 W/m2 x K, 10 C asteen erolla siis 700 W, (jos meni laskelmat oikein?). Lämpöä tulee varaajasta talliin myös silloin kun sitä ei tarvita. Tallin lämpö (=ilman lämpö) heinäkuussa 20C, maavarasto 50 C, tuo lämpötilaerohan pyrkii tasaantumaan. Isolla johtumisella varasto 860 kWh kylmenee jo kuukaudessa. Voihan tuolla kuivata halkoja, tuotto syntyy kuivana puuna, kunhan ei grillaa kaikkia kevyitä haihtuvia aineita pois haloista.


Kulu, EPS eristeet maavaraajan alle ja sokkelin sisäpuolelle, putki PEH (kestää 50 C lämpöjä) 200 m, hieno murske/hiekka putken ympärille 300 mm. Muu täyttö ilmaista, sepelit ja lattianalus EPS tarvitaan muutenkin, Ei tuohon mene kuin 850 EUR. Summa on kohtuullinen, pumpputekniikka on eri kustannusmomentissa.

Vaikka veden ominaislämpökapasiteetti on 4...5x korkeampi kuin kivien niin omavaraisuuteen tarvitaan satojen kuutioiden (eristetty) säiliö. Jos talon lämmitystehotarve on 15 000 kWh ja keräimen tuotto on 500 kWh/m2 , keräimiä tarvitaan 30 m2.

Vaikka numerot yllä olisivat hieman pielessä ja maavaraaja tuottaisi 20% kokonaistarpeesta niin ei tuo silti ole lähelläkään omavaraista. Ja varastointipiikki on usea kuukausi ennen tarvepiikkiä, tuohan se meidän leveysasteen haaste on.

Maavaraajan reilumpi eristäminen 200+ mm nostaa kustannuksia, eikä merkittävästi paranna hyötysuhdetta (vähennä häviöitä). Tuon maavaraajan kustannuksen voi pistää vaihtoehtoisesti yläpohjan lisäeristämiseen.

Taidan pistää päädyn katoksen DIY tasokeräimien tehon perunapeltoon ja emännän kukkapenkkiin, halot ilmakuivuvat eteläpäädyssä

Nämä on näitä Pelle Peloton hommia