Ulkoyksikön sulatus ja tehostus aurinkoenergialla

[virtuaaliharri]

Toisessa ketjussa tuli esitettyä ajatus ilmalämpöpumpun sulatuksen tehostamisesta peilien avulla aurinkoenergialla: https://lampopumput.info/foorumi/th...t-of-evaporator-fins.28397/page-2#post-379317

Päätin avata uuden keskustelun aiheesta, jotten sotkisi keskustelua enempää ja saan samalla lisättyä ideaa selventävän kuvan.

Ideana siis, että matalan rakennuksen pohjoispuolelle tai korkeamman katolle tulisi muutamasta neliöstä muutamaan kymmeneen neliön kokoinen peilirakennelma, joka talviaikaan suuntaisi etelätaivaalta paistavan auringonvalon ulkoyksikköä kohti. Mikäli sulatuksen lisäksi haluttaisiin nostaa reippaasti lämpöpumpun lämpökerrointa, niin ulkoyksikön voisi sijoittaa tilavaan koppiin, jonka pohjoisseinä olisi selektiivilasia tai kennolevyä ja sivuseinät jonkin verran lämpöä eristävää materiaalia. Mikäli koppi tulisi katolle, niin sitten etelänpuoleinen seinä ja sivuseinätkin voisivat olla selektiivilasia tai kennolevyä, jolloin aurinkoenergiaa kertyisi enemmän ja peilistä voisi tehdä pienemmän tai jopa tyytyä kopin pohjoisseinän sisäpuolen päälystämiseen peileillä.

 

[Mikki]

Laadukas aurinkokeräin keräisi todella paljon enemmän energiaa kuin mikään peili.

Omavalmiste 10m2 keräin eteläseinälle ja lämpöeristetyillä putkilla ja tuulettimilla suoraan ILPn imuilmaan ilma sieltä keräimestä.

Viihdettä ainakin, tuskin maksaisi itseään takaisin.

 

[Toad]

Koppi täytyisi myös aueta silloin kun aurinko ei paista, muuten menee tosi kylmäksi, kun ulkoyksikkö pyörittää sitä parin kuution ilmamassaa.

 

[virtuaaliharri]

Koppi täytyisi myös aueta silloin kun aurinko ei paista, muuten menee tosi kylmäksi, kun ulkoyksikkö pyörittää sitä parin kuution ilmamassaa.

Tuon ajattelin hoituvan kopin seinien alaosiin tulevilla tuuletusventtiileillä: ulkoyksikön viilentämä ilma valunee raskaampana alas ja poistuisi painovoimaisesti kopista samalla kun lämpimämpää korvausilmaa virtaisi sisälle. Mikäli ulkona olisi viileämpää kuin ILP:n viilentämä ilma, niin sitten ilman kierto tapahtuisi kopin sisällä (vaikka tuuletusluukut olisivatkin aina auki - lukuunottamatta kesäluukkuja yläosassa).

 

[virtuaaliharri]

Laadukas aurinkokeräin keräisi todella paljon enemmän energiaa kuin mikään peili.

Omavalmiste 10m2 keräin eteläseinälle ja lämpöeristetyillä putkilla ja tuulettimilla suoraan ILPn imuilmaan ilma sieltä keräimestä.

Viihdettä ainakin, tuskin maksaisi itseään takaisin.

Tuossa pohjoispuolen sijoituksessa oli pari pointtia: siellä on yleensä vähiten ikkunoita ja varmaan harvemmin oleskelutilaakaan, joten laitteen ja kopin saisi "pois silmistä" ja toisekseen mikäli rakennus on matalakattoinen, niin tuolla olisi suurimmalla todennäköisyydellä vähiten varjoja (toki peilirakennelman joutuu rakentamaan suhteellisen korkeaksi itse talon muodostaman varjon takia). Joo, en mäkään usko että tuossa mitään taloudellista järkeä olisi.

 

[Mikki]

No aurinkokeräin eteläseinälle ja IV putki eristettynä yläpohjaa pitkin pohjoispuolelle ja suoraan ilpin taakse. Nostaa ILPn ylös seinälle.

Tarkoitin vain sitä että kunnon keräin kerää moninkertaisesti lämpöä johonkin peiliin nähden.

Taloudellinen järki... hmm... se ei välttämättä ole harrastuksissa mikään kunnon mittari.

 

[virtuaaliharri]

No aurinkokeräin eteläseinälle ja IV putki eristettynä yläpohjaa pitkin pohjoispuolelle ja suoraan ilpin taakse. Nostaa ILPn ylös seinälle.

Tarkoitin vain sitä että kunnon keräin kerää moninkertaisesti lämpöä johonkin peiliin nähden.

Toki peilipintaa tarvitaan enemmän kuin mitä suoraa aurinkokeräinalaa tarvitaan saman wattimäärän keräämiseen, sillä keräimissä käytetään absorbaattorina erikoismateriaaleja, jotka imevät lähes kaiken osuvan säteilyn säteilemättä sitä saman tien pois (toisin kuin esim. tavalliset mustat maalit tekisivät). Aurinkoilmakeräimen käyttäminen vaatisi kuitenkin modifioitua ILP:n ulkoyksikköä, sillä ilmavirtaa pitäisi hidastaa, jottei lämpö karkaisi voimakkaan ilmavirran mukana saman tien pois. Toisaalta kun aurinko ei paista, pitäisi ilmavirran nopeus palauttaa normaaliksi.

 

[Mikki]

Aurinkokeräimen tuottama lämpö siis sekoitettaisiin ILP:n imuilmaan. Jos ajattelisi että aurinkokeräimen tuuletin pyörisi 10h/vrk... imien ilman aurinkokeräimen läpi ja puhaltaen sen ILP:n läpi.

Toki energiaa hukkuisi taivaantuuliin... mutta taivaantuulista se otettiinkin että vain puhaltimen energia oikeasti hukkuisi.

Kyllä nollakeleillä missä lämmöt pyörii pitkän aikaa vuotta, tuolla lehmänhenkäyksellä päivisin voisi ehkä aika nipun sulatteluita poistaa.

 

[pökö]

Aurinkokeräimen tuottama lämpö siis sekoitettaisiin ILP:n imuilmaan. Jos ajattelisi että aurinkokeräimen tuuletin pyörisi 10h/vrk...

Ei tuo 10 tuntia toteudu edes juhannuksena.
Talvella kun ilppiä sulatellaan aurinko ei välttämättä lämmitä tuntia koko kuukauden aikana.

 

[dumo]

Taloudellinen kannattavuus ei tässä liene kiinnostava kysymys (ja sitä ei liene saatavissa ellei ruuveja myöten osia hae jätelavalta), joten unohdetaan se kommenteista .

Ihan pienenä teknisenä detaljina näissä pohdinnoissa kannattaa huomioida, että normaalin kokoluokan ILPin ulkoyksikön läpi virtaa jopa 2000m3 ilmaa tunnissa. Jos nyt vaikka Mikin ehdottamaa systeemiä virittelisi, oletettavasti putken halkaisija on aika rajallinen (luokkaa 100-160mm) ja pituutta tulee helposti luokkaa yli 20m. Vaatii aika rajun puhallintehon että saa mitään mitattavaa eroa aikaiseksi. Ihan hihasta heittämällä, jollain luokkaa 50W kanavapuhaltimella voisi saada maksimissaan noin 200m3/h ilmaa liikkumaan. (EDIT: Tarkennuksena, tämä pointti koskee lähinnä niin isoja keräimiä, että ylipäätään on mitään mitattavia hyötyjä saavutettavissa. Jonkun neliömetrin keräimen kanssa ilma lämpenee keräimessä niin vähän, että pienelläkin puhaltimella saa lämmön siirrettyä ILPin luokse ilman kohtuuttomia häviöitä, jos putki on eristetty.)

Näissä viritelmissä keräimet kannattaisi olla käytännön syistä pystysuoraan, joka tod. näk. myös käytännössä vähintään lähestulkoon maksimoisi tuotannon kiinnostavimmalla 6kk jaksolla loka-maaliskuu (auringon kumulatiivinen säteilyteho olisi paras jossain n. 75 kulmassa). Jos katsotaan laskennallisia tuottokäyriä, 1m2 alueelle kertyy kumulatiivisesti ko. ajanjaksolla Etelä-Suomessa optimioloissa (vapaa näkyvyys suoraan etelään) noin 250kWh säteilyenergiaa. Arvioitu ilmakeräimen hyötysuhde on luokkaa 75% ja kanavan lämpöhäviöt huomioiden alle tuon. Eli ihan optimioloissa voitaisiin ILPin luokse saada 6kk aikana max. 190kWh lämpöä jokaista 1m x 1m kokoista keräintä kohden. Tuosta olisi kohtuullista vähentää puhaltimen ottama teho, mutta oletetaan se tuotetuksi "ilmaiseksi saadulla aurinkopaneelilla". (Puhtaasti mittakaavan saamiseksi, esim. oma 35-kokoluokan ILP ottaa ko. ajanjaksolla sähköä luokkaa 4000kWh, joten vaikkapa 2,5COP:lla tuo vastaisi 6000kWh saantoa ilmasta).

Jos ajatellaan että tämä sama ILP on nyt puhallellut keskimäärin vaikkapa 1500m3/h, eli 6kk aikana n. 6,5 miljoonaa m3 ja tämä 1m2 keräin olisi tuottanut nettona sen 190kWh kumulatiivisen lämmön ulkoyksikön läpi puhallettavaan ilmaan: Jos laskin karkeasti oikein, saavutettaisiin noin 0,12 kelvinin lämpötilalisäys ulkoyksikölle tulevaan ulkoilmaan. Vaikutus sulatuksiin ja COPiin jää marginaaliseksi. Valtavalla 20m2 keräimellä saataisiin vajaa 2,5 kelvinin nousu, joka voisi parantaa sulatuksen huomioiden COPia noin 0,25 yksikköä. Esimerkkicasessa (4000kWh otettu sähköenergia) saataisiin maksimissaan vajaa 400kWh säästöt vuositasolla. Vielä kun muistetaan että joulu-helmikuussa, kun oikeasti sulatellaan, merkitys olisi suorastaan naurettavan pieni.

Jos ajatusta jalostaa eteenpäin, pientä järkeä voisi ehkä saavuttaa seuraavalla: Ulkoyksikkö asennettuna eteläseinälle. Iso (kymmeniä neliömetrejä) ja tilava yksinkertainen ilmakeräin ulkoyksikön välittömässä yhteydessä, siten että kaikki ulkoyksikön imemä ilma imettäisiin keräimen läpi (luonnollisesti pitäisi olla rakenteeltaan sellainen, että vaikutus ilmamäärään olisi minimaalinen ja ilman tuloaukko riittävän kaukana ILPin ulospuhalluksesta). Ulospuhallus vapaaseen ulkoilmaan.

 

[Mikki]

Hyvä ja perusteellinen kirjoitus Dumo. Tuo, että ILP:n ottama kaikki ilma tulisi aurinkokeräimen läpi on varmaan käytännössä aika vaikea tehdä.

Ellei sitten jotenkin jotain talon isoa rakenteellista osaa voisi käyttää hyödyksi. Mustaa peltikattoa/yläpohjaa aika-ajoin tähän ehdotetaan ja laskelmissa on sekin heikoksi osoitettu. Se suuri keräin täytyy kyllä olla pystyyn asennettu, muuten talvituotto on tasan nolla.

 

[virtuaaliharri]

Ellei sitten jotenkin jotain talon isoa rakenteellista osaa voisi käyttää hyödyksi. Mustaa peltikattoa/yläpohjaa aika-ajoin tähän ehdotetaan ja laskelmissa on sekin heikoksi osoitettu. Se suuri keräin täytyy kyllä olla pystyyn asennettu, muuten talvituotto on tasan nolla.

Tässä eteläseinää ja yläpohjaa hyödyntävä versio, mutta ilmaa kierrättävänä ja yhdistettynä teräsbetonivaippaan. Saisi helposti toteutettua passiivirakenteisena, joten pieni VILPpi riittäisi isohkollekin omakotitalolle tilojen ja käyttöveden lämmitykseen. Nähdäkseni yksinkertaisen lasiverhoilun läpi virtaisi aivan riittämiin lämpöä ilman että sitä tarvitsisi tuoda ulkoilmassa. Suurin epävarmuus liittynee lasiverhoilun huurtumiseen ja mahdollisesti jopa jään kertymiseen, näitä kun harvempi kaipaa ikkunanäkymiä sumentamaan. Seinät olisi helpointa tehdä EPS-valuharkoilla ja yläpohja valaa paksun alta väliaikaisesti tuetun EPS-levytyksen päälle. Alapohjapuolta en tarkemmin fundeeraillut, liekö tuo edes teknisesti mahdollinen rakennusmääräyksistä puhumattakaan.

 

[Mikki]

Uniikkeja ratkaisuja on mukava miettiä. Itsekkin pidän siitä. Harmi vain että taloudellisuus yleensä on DIY juttujen pohjana. Esim tuollainen lasiseinä maksaa yhtä paljon kuin MLP ja aurinkovoimala yhteensä.

Niin ja jos talon saisi kasvihuoneen sisään, ei sitä erikseen juuri tarvitsisi lämmittää.

Aurinkoenergian hyödyntäminen muutoin lämmityksessä edellyttäisi energian suurimittaista varastointia ja se on iso ongelma.

 

[virtuaaliharri]

Harmi vain että taloudellisuus yleensä on DIY juttujen pohjana. Esim tuollainen lasiseinä maksaa yhtä paljon kuin MLP ja aurinkovoimala yhteensä.
...
Aurinkoenergian hyödyntäminen muutoin lämmityksessä edellyttäisi energian suurimittaista varastointia ja se on iso ongelma.

Juu, kyllä siinä 150-200 euroa neliölle kertyisi hintaa, jos lasketaan lasitus ja tumma rappaus ammattilaisilla teetettynä. Rappauksen ja lasituksen voisi korvata tummalla erikoismaalatulla poimupellillä, jossa auringolle altistuva maali olisi hyvin absorboivaa mutta huonosti emittoivaa maalia ja varjopuolelle jäävä huonosti absorboivaa mutta hyvin emittoivaa maalia. Tässä tapauksessa voidaan peltiverhoilu tehdä tuulettuvana ja laittaa alareunaan jyrsijäverkko. Tämä saattaisi tulla jopa edullisemmaksi kuin tavanomainen kaksikerrosrappaus EPS-pinnalle - siis edellyttäen että joku kattopeltivalmistaja moista tuotetta valmistaisi eikä sitä hinnoittelisi ylenpalttisella katteella. Kuvasta otin ikkunan pois selvyyden vuoksi.

 

[burmanm]

Niin ja jos talon saisi kasvihuoneen sisään, ei sitä erikseen juuri tarvitsisi lämmittää.
Aurinkoenergian hyödyntäminen muutoin lämmityksessä edellyttäisi energian suurimittaista varastointia ja se on iso ongelma.

Oli eilen hieman motivaatio kadoksissa koodatessa, joten .. ruotsalaiset ovat jo rakentaneet kasvihuoneen sisään talon. Jälkimmäiseenkin löysin Kanadasta ratkaisun (joten perusargumentti: sen on pakko toimia Suomessa) eli siellä tuotettiin lämpöä ja sähköä auringolla ja talvella/keväällä/syksyllä ohjattiin läheisestä joesta pieni uoma omaan vesivoimalaan joka perustui joko sateisiin vuorilta tai lumien sulamisvesiin. Oli täysin omavarainen.

Suomalaisiin vuorikyliin voisi tehdä aivan samanlaisen ratkaisun siis, päästään päästöttömäksi.

 

[Mikki]

Taloudellisesti tuollaisen kasvihuoneen rakentamisessa tuskin on järkeä. Mutta ajatuksena kuitenkin mielenkiintoinen. Kyllähän tuo varmaan 1000km etelämmäksi siirtäisi lähiympäristön kun aurinkoenergia vangittaisiin lasiboxin sisään.

Lasitetuilla parvekkeillakin näin maaliskuulla on kuuma jos vähänkään aurinko paistaa.

 

[Sammeli77]

Mutta pimeällä talvella laseista ei ole mitään hyötyä... lämmitystä tarvitaan kuten normitalossa. Ruotsissa tosiaan tälläinen oli ja siitä saattaa video löytyäkin youtubesta. Ongelmia oli mm kesällä ylikuumeneminen, johon ratkaisu oli avaussysteemien asentaminen. Linkki

 

[virtuaaliharri]

Luohan tuollainen kasvihuone mikroilmaston, joka hyödyntää rakenteisiin ja maahan varautuvaa lämpöä ja suojaa itse päärakennusta tuulilta pienentäen sisältä tapahtuvaa lämmönhukkaa. Suomeenkin tuollainen talo on rakennettu ("Kuputalo"). Uskoakseni jokseenkin saman käyttöarvon saisi rakentamalla kasvihuoneen talon eteläseinää vasten ja murto-osalla koko talon ympäröivään lasitukseen nähden. Näin lämmön saisi paremmin pysymään tallessa (vaikka kesällä ison osan joutuisi tuulettamaan pois). Tuollaisen lasitetun tilan ylilämpöä voisi varata talon alle, josta lämpö palautuisi tilaan syksyn ja talven mittaan.