Vuotuisen energian tarpeen , tehon ja ulko- ja sisälämpötilan riippuvuus

[SON]

Vuotuisen energian tarpeen , tehon ja ulko- ja sisälämpötilan riippuvuus
Näistä voidaan laskea vuosienergia kaavalla W_vuosi=P*Apl*24/(t_sisä-t_ulko)
jossa
W_vuosi = vuodessa tarvittava lämpöenergia, kWh
P= rakennuksen tarvitsema teho, kW
Apl= astepäiväluku oCvrk
24 = 24 h vrk:ssa
t_sisä= haluttu sisälämpötila ^oC
t_ulko= ulkolämpötila (mitoituslämpötila) ^oC

Esimerkki
Kellarinlämmitäjä ilmoittaa vuonna 2020 käytetyn energiaa lämmitykseen noin 36000 kWh ja rakennus on pohjoissavossa ja lämmitetty pelkästään VILP:llä. Sisälämpötilasta ja alimmista pakkaslämpötiloista ei juuri ollut tietoa joten laskuharjoituksena esimerkissä voidaan käyttää yleisesti tiedossa olevia arvoja ja lasketaan näiden avulla rakennuksen tarvitsema teho kovemmilla pakkasilla ( -30 ^oC ja sisäläpötilalla 22 ^oC ) ja oletetaan vuoden 2020 Apl olevan 4000 oCvrk (Joensuu 4012 ja Kuopio 3860). Kun ylläolevasta kaavasta ratkaistaan teho P saadaan,

P=36000*(+22-(-30))/4000/24 kW=19,5 kW

Koska kaikki tekijät kaavassa ovat suoraan verrannollisia, tehokärä ulkolämptilan muuttuessa olisi lineaarinen (19,5 kW/-30 oC-- 0 kW/+13 oC). Kellarinlämmitäjä ei siis ole ilmoittanut ehkä tärkeintä asumisviihtyvyyteen liittyvää tietoa, lämmitystehosta riippuvaa jatkuvaa sisälämpötilaa eikä oikein jatkuvaa ulkolämpötilaakaan, joten esitetty informaatio jätti avoimia kysymyksiä. Voisi olettaa että sisälämpötila rakennuksen eri osissa on ollut selvästi alle +22 oC kovemmilla pakkasilla. En usko että kyseinen VILP antaa noin suurta tehoa -30 ulkolämpötilalla.

Tämä on siis esimerkki siitä että miten tärkeää on ilmoittaa tarvittavat tiedot oikean kuvan saamiseksi. Menneinä vuosinahan foorumilla ILP llä ilmoitettiin aivan hirveitä säästöjä mutta tarkempi tarkastelu osoitti että osa säästöistä oli käytännössä syntynyt asumisviihtyvyyttä laskemalla. Tämä korostui erityisesti lattialämmitteisissä taloissa.

Aihe on kopiotu omaksi aloitukseksi täältä // Espejot

Kellarinlämmittäjän VILP tulokset

Enemmän mua "hämäsi" piirakassa olevat suurettomat luvut ilman kWh merkkintää % merkin kera. Minä käyttäisin "piirakkaa" vain visualisointina % ja vastaavat kWh luvut taulukkoon. Eli taulukosta matematiikka ja poorakasta kokonaiskuva prosentteina.

lampopumput.info

 

[SON]

Vielä kaavasta korjattuna
Wvuosi=P*Apl*24/(tsisä-tulko)
jossa
Wvuosi = vuodessa tarvittava lämpöenergia, kWh
P= rakennuksen tarvitsema teho, kW vrk
Apl= astepäiväluku oCvrk
24 = 24 h
tsisä= haluttu sisälämpötila oC
tulko= ulkolämpötila (mitoituslämpötila) oC

Kaava on siitä hyvä että siinä ei tarvitse huomioida rakennuksen pita- alaa, tilavuutta jne, vaan tässä pelataan ainostaan rakennuksen tarvitsemalla max teholla, vuotuisella energialla, vuoden astepäiväluvulla ja rakenteen välisellä lämpötilaerolla max teho tilanteessa. Tehon tai energian laskennan lähestymistapa riippuu siitä, suunnitellannko lämmitysjärjestelmää vai tarkastellaanko käytössä olevaa tilannetta.

Muutama esimerkki lisää takavuosilta, 1970- 1980 luvulta. Silloinen Sähkölaitosyhdistys keräsi sähkölaitoksilta paljon tilastotietoa ja muistan vielä hyvin sähkölammitteisen pientalon tyyppikuluttajan 15000 kWh/a lämmitykseen n. 7 kW teholla. IVO (Imatran Voima): lla oli samoihin aikoihin melko kattava sähkölämmitystutkimus jonka tulokset olivat hyvin samanlaiset kuin edellä. Valitettavasti minulle ei ole enää näistä dokumentteja. Ihan viimeaikoinakin on ollut esillä jotain samansuuntaista. VTT tutkii eri lämpöpumppuja ja niissä käytetty tehokäyrä laskenta noudattaa samaa periaatteetta ja esimerkkinä siitä 6kW teho antaisi kaavaa käyttäen noin 11000 kWh:n vuotuisen energiatarpeen.

En muista mistä tuo yllä oleva kaava on alkuaan lähtöisin mutta sitä käytin ja jos kaavaan sijoitetaan luvut vaikkapa näin eteläsuomen silloisilla arvoilla , eli P=W*(tsisä-tulko)/apl/24 kW= 15000 KWh*(22-(-26))oC/4000 oCvrk/24h = 7,5 kW (vrk).

Kellarinlämmitäjän vanhoista ja uusistatiedoista
Sanotaanko aluksi näin että "Jokainen olkoon oman onnensa seppä" . Valitettavasti COP arvot eivät vaan lämmitä taloa. Jos Kellarinlämmittäjällä olisi ollut esittää lukijoille asumisen kannalta tärkeintä tietoa asumisviihtyvyydestä eli todellisesta sisälämpötilasta koko talossa samassa esityksessä missä on ulkolämpötila, tehot ja tai energian kulutus,
niin se kertoisi luotettavammin todellisen tilan lämmityslaitteiston ominaisuudesta.

Nuo vedenlämmitys, taloussähkö, aurinko jne jutut eivät oikeastaan kuulu tähän silloin kun puhutaan pelkästään tarvittavan tai käytetyn lämmitysenergian ja lämmitylaitteen tehon suhteesta lämpötilatekijät huomioiden.

 

[siwer]

Jos itse lasken samalla kaavalla:
20000*(21-(-21))/4000/24 = 8.8kW

Kuitenkin mainitussa -21 kelissä olen öljypolttimen käyntijaksoista mitannut 15:00 käyntiajan ja 39:30 pois-ajan eli 27.5% syklin, josta 0.5gal/h suuttimella ja 85% pannun hyötysuhteeksi arvioiden tehoksi n. 4.5kW. Tämä mittaus ei toki ole tarkka koska suuttimen öljyntuotto riippuu esim. öljypumpun paineesta, mutta noin iso virhe ei selity pelkästään tällä. 20000kWh arvio on peräisin edellisen omistajan 2000l öljyä vuodessa -ilmoituksesta. Toki voi olla ettei sitä oikeasti mene ihan niin paljon.

Tähän taloon oli myös johdotettu ainoastaan 5kW vastuksia vaikka toinen 5kW oli olemassa, ja kyllä tätä mökkiä on joskus pelkällä sähköllä lämmitetty. Jos todellinen tarve olisi noin paljon enemmän, luulisi tulleen vilu.

Mullekin tulee siis suunnilleen yhtä iso virhe kuin Kellarinlämmittäjälle tuolla kaavalla.

Kaavan ongelma on varmaan tässä: "En muista mistä tuo yllä oleva kaava on alkuaan lähtöisin". Sille pitäisi olla joku lähde ja perustelu miksi se on noin. Ellen käyttänyt jotenkin sitä väärin niin se ei kyllä yhtään vastaa huipputehoja joita itse olen tarvinnut. Luultavasti kaava on ihan pätevä, sen tarkoitus voi olla toinen, esim. huipputehon mitoittaminen esim. öljypoltinta tai sähkövastuksia valitessa - nämähän kannattaa vähän ylimitoittaa koska alle 100% käyntisykli ei ole ongelma, ja isompi poltin tai vastus ei maksa juuri mitään enempää.

 

[pamppu]

Laskeskelin myös omista luvuista tuolla. Noin suoraviivaisesti -20 lukemaan sain 30% kovemman tehon, kuin mitä on tarvittu. Mutta siinä tapahtuu sellainen vääryys, että koskaan sitä pakkasta ei ole ollut -20 enempää kuin jokusen tunnin ja vuorokauden keskiarvo onkin sitten jotain ihan muuta. Mullakin voi olla että maksimiteho on selvästi alakanttiin, mutta se sitten tulee takaisin kun keli lauhtuu. Tai on pumpattu jo etukäteen varaajaan ja laattaan, Eli ei mahdotonta, etteikö tuon kaavan mukaista tehoa tarvittaisi, jos tosiaan keli pysyisi vuorokausikaupalla samassa.

Onhan tuo todistettu myös niin että joku vuosi sitten vilp sammui yöllä muistaakseni jotain 4 tunnin ajaksi. Sillä ei ollut vielä mitään vaikutusta mihinkään muuhun kuin siihen että sitten kirittiin varaajaa ja lattiaa kun taas käynti alkoi.

Laskeskelin sitten lukemaa -10 tienoille ja vertasin pakkaspäivien yhden vuorokauden kulutuksesta laskettuun keskiarvoon. Ne olikin selvästi lähempänä toisiaan, joskin vieläkin kaava oli hiukan yläpuolella.

Mutta kyllä se ihan jossain hehtaarissa tuntuisi olevan.

 

[pelzi_]

Kaava on jatkuvalle mitoituslämpötilalle, ei siihen huippuun päästä ikinä jos kylmyyttä on vain yöllä joku tunti ja taas lämpenee. Puhumattakaan siitä ettei mitoituslämpötilassa käydä välttämättä vuoden aikana kertaakaan.

 

[siwer]

Minä katsoin tuon -21 tilanteen silleen että oli ollut suunnilleen tuollaista kylmyyttä pidempäänkin, viime talvanahan sellaista oli. Piikkiä olis ollut tarjolla jotain -25 mutta sitä en hyödyntänyt juuri tuon virhelähteen takia.

 

[Adamooppeli]

Minullakin on kellari, mutta en saa kaavalla + 70 % suurempaa maksimilämmitystehoa. Kyllä se kellari päin vastoin vähentää lämmöntarvetta. Aika harva taitaa lämmittää kellaria kesällä. Lisäksi kellaria ympäröivän täyttömaan lämpötila ei ole + 5 C kesällä, vaan paljon korkeampi. Mielestäni tätä ei nyt kellaritarinoilla pystytä selittämään.

 

[siwer]

Minullakin on kellari, mutta en saa kaavalla + 70 % suurempaa maksimilämmitystehoa. Kyllä se kellari päin vastoin vähentää lämmöntarvetta.

Nimenomaan vähentää lämmöntarvetta kuten sanot, niinhän päin se virhe juuri oli. Kaava ennustaa ison maksimilämmitystehon kellarittomassa tapauksessa -> onkin kellari -> kellari vähentää maksimilämmitystehon tarvetta koska takana ei olekaan se kylmä ilma vaan +5-asteinen maaperä. Varmaan koko 70% ei selity tuolla, mutta aika suuri osa voi selittyä ottaen huomioon että Kellarinlämmittäjä todella lämmittää kellariaan kesällä mikä kasvattaa lämmitysenergian määrää, joka taas tuossa kaavassa kasvattaa sitä maksimilämmitystehoarviota.

 

[pelzi_]

Niin, jos kellari ei ole nykyaikainen salaojitettu ja ulkoa todella hyvin lämpöeristetty niin kyllä sitä vaan on lämmitettävä ja sitä enemmän mitä kuumempaa ja kosteampaa kesällä on.

Lämpöpumpulla se käy liki ilmaiseksi. En laske kellari-ilppini tuottoa, niin en voi sanoa paljonko siihen menee. Sähkönkulutus on kesäisin varsin matala, lämpöä silti tulee melkoisesti.

 

[siwer]

Tuossakin määrityksessä saattaa olla se vika että mainittu lämpötila ei ole jatkunut pitkään. Talon varaavuuden takia tulee helposti liian pieniä teholukuja kun mittaa "kovimmilla pakkasilla", ne kun harvoin kestävät kauan.

Toisaalta juuri samasta syystä luvut ovat tavallaan realistisia; ainoastaan sitten ampuvat jalkaan kun tuleekin se harvinainen tasaisen tosikylmä pitkä kausi.

Jos tämän virheen haluaisi välttää niin ei mittaa kaikista kovimmilla pakkasilla, vaan riittävän vakaassa säässä, vaikka sitten vähän vähemmänkin kylmässä. Kyllä se tehontarve on lineaarinen ja maksimin voi laskennallisesti määrittää haluamaansa mitoituslämpötilaan vaikka mittausta ei olisi tehty ihan niin kylmässä. Tosin jos näin tekee niin foorumin nillittäjät tietysti vaativat että olisi pitänyt mitata kylmimmässä mahdollisessa.

 

[siwer]

Hienoja nämä käsitteet kyllä kun joku kaivaa jonkun yksinkertaisen kaavan ilman lähdettä ja sitten siitä puhutaan "laskennallisesti".

Kyllä tuo kiinteistön energiankäyttö on sen verran monimutkainen kokonaisuus fysikaalisia ilmiöitä että sen mallintamisesta laskennallisesti voisi kirjoittaa väitöskirjoja. Ei tuollainen yksinkertainen kaava astepäiväluvuilla voi mitenkään olla "ground truth". Sen tarkoitus on antaa suuruusluokkaa mitoitukseen, ei sitä mitenkään voi käyttää referenssinä. Ihan jo se että jossain talossa aurinko paistaa täysillä sisään koko kevään ja toisessa ei, muuttaa tuon energiankulutukseen perustuvan piikkilaskelman osuvuuden.

Kokonaisuudessa on niin monta muuttujaa ettei ole lainkaan yllättävää että kaavan osuvuus vaihtelee.

 

[metsänhoitaja]

Hienoja nämä käsitteet kyllä kun joku kaivaa jonkun yksinkertaisen kaavan ilman lähdettä ja sitten siitä puhutaan "laskennallisesti".

Kyllä tuo kiinteistön energiankäyttö on sen verran monimutkainen kokonaisuus fysikaalisia ilmiöitä että sen mallintamisesta laskennallisesti voisi kirjoittaa väitöskirjoja. Ei tuollainen yksinkertainen kaava astepäiväluvuilla voi mitenkään olla "ground truth". Sen tarkoitus on antaa suuruusluokkaa mitoitukseen, ei sitä mitenkään voi käyttää referenssinä. Ihan jo se että jossain talossa aurinko paistaa täysillä sisään koko kevään ja toisessa ei, muuttaa tuon energiankulutukseen perustuvan piikkilaskelman osuvuuden.

Jos tarkoitat tuota minun kaavaa niin se on opiskeluajoilta tampereen teknillisestä korkeakoulusta joka nykyään tunnetaan tampereen teknillisenä yliopistona. En väitä että se olisi jotain muuta parempi mutta hyvin sillä on pärjätty. Eikä tuo tietenkään anna kun suuruusluokka-arvion, tarkemmin jos haluaa laskea niin silloin tarvitsee tietysti tietää talosta enempi kuin vuotuinen energiankulutus mutta kun niitä ei aina ole saatavilla niin varmaan tuommoinen keskiarvoistettu kaava on tyhjää parempi.

Sinulla taitaa mennä 2000 litraa öljyä, tarkoittaisi 8kw tehontarvetta. Tuolla Sonin kaavalla siis 8.8kw joten aika lähelle nämä osuu. Veikkaan että meidän molempien kaavat osuu lähelle totuutta, lähemmäksi kun asukas itsekään tietää. Olisi mielenkiintoista tietää mistä tuo Sonin kaava on kotoisin, missään oppimateriaaleissa en muista tuommoista, tosin luin rakennustekniikkaa vain kolme vuotta ennen kuin lopetin tuon koulun. Ja silloinkin keskityin enempi infra, mittaus, maaperä ja kalliorakentamiseen sen mitä nyt sai kursseja vielä tuossa vaiheessa valita. Lisäksi vielä että melkein kaiken lukemani olen kyllä sujuvasti unohtunut tässä noin 40-vuodessa mutta onneksi on vanhat muistiinpanot tallessa.

 

[SON]

Jos tarkoitat tuota minun kaavaa niin se on opiskeluajoilta tampereen teknillisestä korkeakoulusta joka nykyään tunnetaan tampereen teknillisenä yliopistona. En väitä että se olisi jotain muuta parempi mutta hyvin sillä on pärjätty. Eikä tuo tietenkään anna kun suuruusluokka-arvion, tarkemmin jos haluaa laskea niin silloin tarvitsee tietysti tietää talosta enempi kuin vuotuinen energiankulutus mutta kun niitä ei aina ole saatavilla niin varmaan tuommoinen keskiarvoistettu kaava on tyhjää parempi.

Sinulla taitaa mennä 2000 litraa öljyä, tarkoittaisi 8kw tehontarvetta. Tuolla Sonin kaavalla siis 8.8kw joten aika lähelle nämä osuu. Veikkaan että meidän molempien kaavat osuu lähelle totuutta, lähemmäksi kun asukas itsekään tietää. Olisi mielenkiintoista tietää mistä tuo Sonin kaava on kotoisin, missään oppimateriaaleissa en muista tuommoista, tosin luin rakennustekniikkaa vain kolme vuotta ennen kuin lopetin tuon koulun. Ja silloinkin keskityin enempi infra, mittaus, maaperä ja kalliorakentamiseen sen mitä nyt sai kursseja vielä tuossa vaiheessa valita. Lisäksi vielä että melkein kaiken lukemani olen kyllä sujuvasti unohtunut tässä noin 40-vuodessa mutta onneksi on vanhat muistiinpanot tallessa.

Taustaa
Ensiksi kiitos Metsänhotajalle mielenkiinnosta ja analyyttisestä lähestymisestä asiaan. Itse olen kohta 75 v ja tunnustan olenvani vanhan koulukunnan kasvatteja ja "pääaineina sähkötekniikka ja energiatalous". Tuohon kysymykseen mistä kaava on kotoisin, vastaan että olin 1970 luvulla monessa silloisen Sähkölaitosyhdistyksen seminaareissa ja osan aikaa Ivo: n sähkölämmitystutkimus projekteissa ja samalla tein päivätöitä erään sähkölaitoksen sähkön hankinta , myynti ja sähkön käytön lisäämisen tehtävissä jossa pyrittiin lisäämään kuluttajien sähkön käyttöä siten että ostosähkön ( kallis) huipputeho ei kasvaisi ( huipunkäyttöaika paranisi). Sain näistä monia eräänlaisia ideoita ja suunnitelmia. Tein myös kuluttajille energian käytön laskelmia.

Yhteenvetona sanoisin että kaava on monen tekijän summa ja todennut sen aikanaan useat erilaiset kohteet ja kokemuksen kautta saadut kertoimet huoioiden hyvin paikkansa pitäväksi. No se siitä!

Tapaus Kellarinlämmittäjä
Tämän kohteen tiedot poikkesivat niin paljon kokemus "arsenaalistani" että päätin ottaa asian esille ja kuten aiemmin kirjoitin , hieman "ylimitoitettuna" jotta saisin keskustelun liikkeelle. Tässä on aina vaaransa, loukata kirjoittajaa. Se ei ole ollut tarkoitukseni vaan tuoda esille laskentamalli joista saattaa olla joillekin hyötyä ja sivutuotteena tuoda esiin "kivikautista " energiatalousajattelua 1970 luvulta.

Toisaalta. Olen tutkaillut Kellarinlämmittäjän esittämät grafiikat ja datat (päättyvät ult -16 oC ) ja lämmityslaitteen valmistajan esittämät speksit (päättyvät ult -15 oC). Näiden valossa näyttää siltä että Kellarinlämmittäjä joutuu astettain pudottamaan huonelämpötilaa + 22 oC :sta alaspäin joissain osaa rakennuksesta kun ulkolämpötila viilenee - 13 .. -15 oC::ta kylmempään suuntaan.
Sisälämpötilan tiedon puute on tekijä johon kiinnitin huomiota kun varsin kattavasta kuvatarjonnasta ei löydy siitä yhtäkään luotettavaa tietoa. Mieleestäni sisälämpötilan stabiilisuus on tärkeimmmistä tiedoista kun tarkastellaan lämmöntuottoyksikön ja lämmönsäädön suorituskykyä lämmityskautena.

Tosiasia on se että hyvätkään COP:t arvot eivät lämmitä taloa ja kyseisen laitteen paukut eivät vain yksinkerrtisesti riitä siihen mitä K.. l esittää noin -15 oC ylittävistä suoritusarvoista ja valitettavasti hyvä mielikään ei lämmitä taloa.

Täällä on joku todennut että sähkökölämmitys kaava ei sovellu tähän tapaukseen. Tähän sanoisin että rakennuksen lämpötalouden (lämpötasapainon ) kannalta on aivan sama millä tavalla rakennuksen sisälle tuotettu lämpö on tuotettu kun tiedetään lämmönlähteen teho tai sen lämpöenergian tuottokyky ja muut kaavassa tarvittavat arvot.

 

[Adamooppeli]

Tapaus Kellarinlämmittäjä
Tämän kohteen tiedot poikkesivat niin paljon kokemus "arsenaalistani" että päätin ottaa asian esille ja kuten aiemmin kirjoitin , hieman "ylimitoitettuna" jotta saisin keskustelun liikkeelle. Tässä on aina vaaransa, loukata kirjoittajaa. Se ei ole ollut tarkoitukseni vaan tuoda esille laskentamalli joista saattaa olla joillekin hyötyä ja sivutuotteena tuoda esiin "kivikautista " energiatalousajattelua 1970 luvulta.

Toisaalta. Olen tutkaillut Kellarinlämmittäjän esittämät grafiikat ja datat (päättyvät ult -16 oC ) ja lämmityslaitteen valmistajan esittämät speksit (päättyvät ult -15 oC). Näiden valossa näyttää siltä että Kellarinlämmittäjä joutuu astettain pudottamaan huonelämpötilaa + 22 oC :sta alaspäin joissain osaa rakennuksesta kun ulkolämpötila viilenee - 13 .. -15 oC::ta kylmempään suuntaan.
Sisälämpötilan tiedon puute on tekijä johon kiinnitin huomiota kun varsin kattavasta kuvatarjonnasta ei löydy siitä yhtäkään luotettavaa tietoa. Mieleestäni sisälämpötilan stabiilisuus on tärkeimmmistä tiedoista kun tarkastellaan lämmöntuottoyksikön ja lämmönsäädön suorituskykyä lämmityskautena.

Tosiasia on se että hyvätkään COP:t arvot eivät lämmitä taloa ja kyseisen laitteen paukut eivät vain yksinkerrtisesti riitä siihen mitä K.. l esittää noin -15 oC ylittävistä suoritusarvoista ja valitettavasti hyvä mielikään ei lämmitä taloa.

Täällä on joku todennut että sähkökölämmitys kaava ei sovellu tähän tapaukseen. Tähän sanoisin että rakennuksen lämpötalouden (lämpötasapainon ) kannalta on aivan sama millä tavalla rakennuksen sisälle tuotettu lämpö on tuotettu kun tiedetään lämmönlähteen teho tai sen lämpöenergian tuottokyky ja muut kaavassa tarvittavat arvot.

Erittäin hyvin koostettu ja täyttä asiaa.

Muutamin helmiä: "Sisälämpötilan sabiilisuus on yksi tärkeimmistä tiedoista kun tarkastellaan lämmöntuottoyksikön- ja lämmönsäädön suorituskykyä lämmityskaudella"

Tosiasia on että hyvätkään COP arvot eivät lämmitä taloa jos ilmavesipumpun lämmöntuotto ei vain yksinkertaisesti riitä pakkasella !
Jos Vilpin pakkaskauden puuttuva lämpöteho korvataan oikein suorasähkövastuksilla täysimääräisest, jotta sisälämpötila esim. 23 C ei putoa missään huoneessa tai kerroksessa rakennuksen sisätiloissa. Tämän jälkeen lämmitysjärjestelmän kokonais COP ei yleensä ole enää julkaisukelpoista, koska markkinamiesten jutut on niin kaukana todellisuudesta.

Toinen hyvin yleinen vaihtoehto on korvata vilpin puuttuva lämpöteho puulämmityksellä, sähkölattialämmityksellä, tai muilla lämpöpumpuilla, yms, tai annetaan sisälämpötilan laskea reilusti (mutta ei kerrota sitä cop arvon tarkastelussa). Joka tapauksessa hyvin yleisesti nämä jää cop laskuista pois. Silloin kun halutaan verrata vilpin coppia, esim. MLP cop arvoon, joka on hyvin yleisesti suoraan lämmitysjärjestelmän COP joka sisältää kaiken lämmityksen, käyttöveden yms.

 

[siwer]

... ja yllä esitetty pitkä esittely siitä miten kaava on peräisin TTKK:lta jätti täysin vastaamatta siihen mikä kaavan konteksti on, eli mitä sen on tarkoitus esittää ja mitä käyttöä varten. Tämä on aivan oleellista, täytyy tietää lasketaanko vastuksen mitoitusta (joka tietysti mitoitetaan hieman yläkanttiin, muttei liikaa yläkanttiin ettei pääsulakkeiden kanssa tule ongelmia) vai mallinnetaanko todellista piikkitehoa (jolloin odotusarvo olisi, että virheet arvioidun ja todellisuuden välillä jakautuvat molemmin puolin).

Se "todellisen piikkitehon" mallinnus on itse asiassa melko epäkiinnostava tieto, lämmitysjärjestelmää mitoittaessa on pakko jättää sitä varaa. Muutenhan käy niinkuin VILPien kanssa käy, eli tarvitsee avukseen tukilämmityksen, olkoon sitten vastus tai öljy. VILPin kanssa tämä täytyy osata hyväksyä eikä se suurelle osalle ihmisistä tunnu tuottavan ongelmia. Suurimmat säästöt tehdään pikkupakkasilla.

Kritiikki mainosmiesten harhaanjohtavaa VILP-mainontaa kohti on täysin aiheellista* mutta Kellarinlämmittäjän raportoinnin siihen sotkeminen on naurettavaa.

*) olihan tuossa hiljan se kuluttajan haastattelu jossa kuluttaja oli todella käsittänyt että COP -20 pakkasillakin on vielä neljä.

 

[Adamooppeli]

Ei se nyt riitä, sillä numerot eivät valehtele. Laskin vielä aiemman taloni vuodelta 2008 (Apl 4591). Kyseessä oli 3- kerrosta, joista alimman kellarikerroksen seinät kolmelta sivulta maata vasten. Sen päällä kaksi kerrosta yhteensä ~250 m2. Kaavalla saatu huipputeho oli vain 18 % suurempi kuin mitattu huipputeho pisteessä -29 C pakkasta. Keskiarvon kolmelle laskulle + Pka ~ 15 %. Kaava toimii- ja on paikkansa pitävä.

 

[pelzi_]

En pitäisi hirveän vakuuttavana perusteena kaavan universaalisuudelle sitä että se toimii yhdessä kohteessa vain 18% virheellä. Mutta datapiste sekin.

 

[Kellarinlämmittäjä]

Kuopiossa on vuoden lämmitystarve luvut olleet jotain 4500 paikkeilla. Normi olisi 4825.
Tuo kaava johtaa hillittömiin tehoihin. Minun lämmitystarpeella tuo merkitsisi että polti kävisi todellakin kovalla pakkasella pysähtymättä. Täällä tuo mitoituslämpötila on -33 °C.

P=W*(t_sisä-t_ulko)/apl/24 kW= 15000 KWh*(22-(-26))oC/4000 oCvrk/24h = 7,5 kW (vrk).
Sitten ihmettelen sitä, että jos tehoa arvioidaan annetun lämmöntarpeen kautta niin miten sisälämpötilan nosto nostaa lämmitystehoa. Eikä tuon pitäisi mennä niin että mitä korkeampi sisälämpötila -> sitä pidempi lämmityskausi -> pienempi lämmitysteho.
Minun mallinnuksessa sisälämpötilan nosto pienentää tehoa, pidentää lämmityskautta ja siirtää lämmitystä lämpimämpiin olosuhteisiin.

 

[pelzi_]

Eihän tuo nyt ole mahdollista, lämmityskausi pitenee ja myös teho koko lämmityskauden aikana kasvaa. Myös huipputeho.

 

[pelzi_]

Ja tietysti lämmöntarpeen on vastattava todellisuutta eli sen on kasvettava jos lämpötilaero kasvaa.

 

[Kellarinlämmittäjä]

lämmityskausi pitenee ja myös teho koko lämmityskauden aikana kasvaa. Myös huipputeho.

Niin, jos on olemassa rakennus ja vain sen lämpötilaa nostetaan. Samala kasvaa mojovasti se vuotuinen lämmityslasku.
Jos lämmityslasku taas on kiinteä, pienenee talo kun sisälämpötilaa nostetaan jotta kulutus pysyy samana. Vai puhutaanko nyt täysin eri asiosta?

 

[PolyEsko]

Aika harva taitaa lämmittää kellaria kesällä. Lisäksi kellaria ympäröivän täyttömaan lämpötila ei ole + 5 C kesällä, vaan paljon korkeampi. Mielestäni tätä ei nyt kellaritarinoilla pystytä selittämään.

Kyllä meikun on lämmitettävä kellaria kesät talvet.
Tai oikeammin se lämpiää kesällä nykyisin ilman kuivaimella (Trotec TTK 72 E). 250W:n (nimellisesti 320 W, mutta mitattuna tuon 250W) teholla kuivain päällä kosteana lämpimänä kesäpäivänä ehkä 3/4 osaa ajasta. Kuivina viileämpinä jaksoina pienempi osuus päällä. Lämpötila pysyy tuolloin n. 20 °C:ssa.

 

[jmaja]

Tuossa kaavassa on aika monta virhelähdettä, jotka sitten riippuvat paljon kämpästä ja ehkä myös sijainnista.

Lämmitystarveluku eli astepäiväluku on määritelty 17 C sisälämpötilalla tai voi myös ajatella, että kämppä lämpiää muutaman asteen käyttösähköstä ja ihmisistä. Lisäksi sen laskennassa ei huomioida keväällä +10 C ja syksyllä +12 C ylittäviä päiviä.

Jos tunnetaan kämpän lämpövuo eli W/K, voidaan noilla oletuksilla tuosta laskea lämmitystarve. Tuossakin on omat epätarkkuutensa. Ilmanvaihdon lämpöhukka kasvaa voimakkaasti kylmässä, kun LTO sulattelee tai ei muuten pysty hyvään hyötysuhteeseen. Maanvaraisten vaippapintojen lämpöhukka taas ei riipu ulkolämpötilasta vaan ympäröivän maan lämpötilasta.

Tässä ketjussa esitetyssä kaavassa tuo W/K on laskettu mitoitusteho/mitoituslämpötilaero. Siinäkin pitäisi huomioida ihmisten ja käyttösähkön lämmitysvaiktus sekä nuo edellämainitut epälineaarisuudet. Lisäksi pitää huomioida käyttövesi, jonka energiantarve ei riipu ulkolämpötilasta.

Lopuksi tulee vielä lämmönjaon hyötysuhde ja sen vaikutus tehontarpeeseen eri ulkolämpötiloissa. Maanvaraisessa lattialämmityksessä kuuma lattia lisää merkittävästi alapohjan lämpöhukkaa.

Sisälämpötilan muutos vaikuttaa moneen asiaan. Se muuttaa myös lämmityskauden pituutta ja menolämpöä.

 

[pelzi_]

Niin, jos on olemassa rakennus ja vain sen lämpötilaa nostetaan. Samala kasvaa mojovasti se vuotuinen lämmityslasku.
Jos lämmityslasku taas on kiinteä, pienenee talo kun sisälämpötilaa nostetaan jotta kulutus pysyy samana. Vai puhutaanko nyt täysin eri asiosta?

Juu, talo pienenee, ja siis myös huipputeho. En jaksa enää tähän aikaan ajatella onko se tuon kaavan kontekstissa järkeenkäypää vai alkaako se näyttää perunoita jos lämpötilaero on muuta kuin se normaali huonelämpötila.

Koska kaava on muutenkin aika hattuvakio, voisi olla että vain sitä toista lämpötilaa eli mitoituslämpötilaa lasketaan ja se riippuu myös asteluvusta. Huonelämpötila taas ei riipu asteluvusta.

 

[SON]

Kuopiossa on vuoden lämmitystarve luvut olleet jotain 4500 paikkeilla. Normi olisi 4825.
Tuo kaava johtaa hillittömiin tehoihin. Minun lämmitystarpeella tuo merkitsisi että polti kävisi todellakin kovalla pakkasella pysähtymättä. Täällä tuo mitoituslämpötila on -33 °C.

P=W*(t_sisä-t_ulko)/apl/24 kW= 15000 KWh*(22-(-26))oC/4000 oCvrk/24h = 7,5 kW (vrk).
Sitten ihmettelen sitä, että jos tehoa arvioidaan annetun lämmöntarpeen kautta niin miten sisälämpötilan nosto nostaa lämmitystehoa. Eikä tuon pitäisi mennä niin että mitä korkeampi sisälämpötila -> sitä pidempi lämmityskausi -> pienempi lämmitysteho.
Minun mallinnuksessa sisälämpötilan nosto pienentää tehoa, pidentää lämmityskautta ja siirtää lämmitystä lämpimämpiin olosuhteisiin.

Jaa vain niin. Jos sisälämpötilan nosto pienentää rakennuksen tarvitsemaa lämmitystehoa lämpötasapainon säilyttämiseksi niin K- lämmittäjä esittää sitten sen mallinnuksen ihan käytännön laskuesimerkkinä että jokainen ymmärtää sen. Palaan muutenkin asiaan myöhemmin . Aineistoa on kertynyt ihan mukavasti.

 

[Kellarinlämmittäjä]

Niin, omasta mielestäni tuossa kaavassa on tuo pieni turhuus tuosta sisälämpötilasta. Ei tässä vielä vielä ole lukkiutuneita mielipiteitä, vain ajatuksia.

Tarkastetaan nyt vielä että puhutaan samasta.
P=W_vuosi*Δt / (Apl*24), missä Δt= sisälämpötilan ja mitoitusulkolämpötilan erotus

Sisälämpötilan korvaaminen vakiolla omasta mielestäni hiukan parantaisi tarkkuutta. Merkitys on perin pieni. Sitten tuo vakiotermi "24" on liian pieni. Sen pitäisi olla noin 30 jos tarkoitus on arvioida todellista lämmitystehoa eikä esim. öljykattilan mitoitustehoa, joka voidaan muitta mutkitta vetää niin isoksi että vielä jää varaa kaiken varan päälle.

Kaavan voisi yksinkertaistaa ylipäätäntä muotoon
P=W_vuosi * t_ulko/(Apl*K), missä K on suoruusluokkaa 15, tai -15 jos ei halua - tuloksia.

Kyllähän teho toki tulee suunnilleen suoraan lämmitystarpeen mukaan, jos rakennus on maan päällä, sisälämpötila on tyypillinen eikä merkittävää muuta lämmönkehitystä suhteessa lämpöhäviöihin tapahdu. Siinä mielessä jollakin tuommoisella voisi ihan hyvin haarukoida tehontarvetta. Uusi pieni talo voi omata melkoisen % sisäistä lämmönkehitystä ja silloin tuo piikkiteho suhteessa kasvaa siihen pieneen lämmitystarpeeseen.

Jostain syystä Google ei löydä muuta kuin tämän keskustelun tuosta kaavasta. Myöskään muuta tuommoista yksinkertaista peukalosääntökaavaa en löytänyt mutta se ei tarkoita etteikö noita voisi olla ihan käytössäoleviakin.

 

[pelzi_]

Juu, talo pienenee, ja siis myös huipputeho. En jaksa enää tähän aikaan ajatella onko se tuon kaavan kontekstissa järkeenkäypää vai alkaako se näyttää perunoita jos lämpötilaero on muuta kuin se normaali huonelämpötila.

Koska kaava on muutenkin aika hattuvakio, voisi olla että vain sitä toista lämpötilaa eli mitoituslämpötilaa lasketaan ja se riippuu myös asteluvusta. Huonelämpötila taas ei riipu asteluvusta.

Kyllä se niin on että ei tuohon kaavaan kannata laittaa muuta kuin "tavanomaista" huonelämpötilaa johon myös astepäiväluku perustuu, koska se ei ole oikea mallinnus. Vain sitä mitoituslämpötilaa kannattaa muuttaa. Virhe kasvanee entisestään mitä kauemmas mennään siitä parista kymmenestä asteesta huonelämpöä.

 

[Kellarinlämmittäjä]

Jos sisälämpötilan nosto pienentää rakennuksen tarvitsemaa lämmitystehoa lämpötasapainon säilyttämiseksi niin K- lämmittäjä esittää sitten sen mallinnuksen ihan käytännön laskuesimerkkinä että jokainen ymmärtää sen.

Ennen kuin mitään mallinnetaan, tarkastellaanpa tilannetta että jos nostaisi sisälämpötilan vaikka 30 °C:een -> ympärivuotinen lämmitystarve, joka kasvaisi reippaasti, todennäköiseti kaksinkertaistuisi.
Samalla tuo Δt kasvaisi kuitenkin vain 8 °C jos lähdettiin +22 °C. Suhteessa lähtötilanteen noin 50 asteen lämpötilaeroon tuo huippu lämpötilaero kasvaisi vain ~ 20%. Siis kulutus tuplaantuisi, teho kasvaisi ~ 20%. Kun sitten lasket, että kulutus olisi vakio tehon tarve (="talo") pienenee reippaasti.

Asteella tai parilla puljaaminen ei tuossa paljon vaikuta mutta nekin on nähdäkseni väärään suuntaan ja monimutkaistavat muuten yksinkertaista kaavaa. Taas joku peltihalli Lounais-Suomessa, jota pidetään vai plussalla olisi toinen ääriesimerkki. Lämmitystä olis vain joskus päälä ja pakkasella olisi hillittömät tehot suhteessa lämmitystarpeeseen.

 

[SON]

Juu, talo pienenee, ja siis myös huipputeho. En jaksa enää tähän aikaan ajatella onko se tuon kaavan kontekstissa järkeenkäypää vai alkaako se näyttää perunoita jos lämpötilaero on muuta kuin se normaali huonelämpötila.

Koska kaava on muutenkin aika hattuvakio, voisi olla että vain sitä toista lämpötilaa eli mitoituslämpötilaa lasketaan ja se riippuu myös asteluvusta. Huonelämpötila taas ei riipu asteluvusta.

Lisää mielenkiitoista. No sanotaan ensin niinpäin että astepäiväkulu l. lämmitystarveluku riippuu huonelämpötilasta. S17 tarkoittaa +17 oC huonelämpötilaa ja on kokemusperäinen arvo jonka taisi laskea Suomessa aikanaan Ekono. Ekonon lämmitystarveluku määrittelyssä muistaakseni todellinen huonelämpötila oli +22 tai 21 oC ja ero +22 oC -(+17) +5 oC laskettiin tilastollisesti tulevan lämmitettävän tilan käytöstä, käyttäjistä jne.

Perustele tarkemmin miksi kaava on hihavakio. Pelkät sanat eivät valitettavasti riitä. Pitää olla kompetenssia.

 

[pelzi_]

Kun nyt tuota hankalaa esitystapaa hieman pyöritetään, on selvää että kun on astetunnit eli (astepäiväluku °Cd)×24h/d, niin

vuosittainen kulutus (kWh) / astetunnit (°Ch)

on kämpän laskennallinen tehonkulutus per aste lämpötilaeroa, kW/°C.

Tästä saadaan teho missä vaan lämpötilassa kertomalla lämpötilaerolla.

Selvää on että ei tämä kaava toimi kellarinlämmitykseen koska siihen kesällä käytetty lämmitysenergia on mennyt aikana jolloin astepäiväluku on esim. nolla, ja sitten se kasvattaa talven huipputehoa. Kellarille ei voi käyttää ulkoilman astepäivälukua eikä ulkoilman mitoituslämpötilaa huipputehon laskentaan vaikka kuinka selittäisi että se on oikein yliopistosta saatu universaali kaava.

(Toki on selvää että ei ole "normaali okt" jos ei tämä universaali kaava käy ja epänormaalien talojen epänormaalit omistajat hävetköön epänormaaliuttaan.)

 

[SON]

Kellarinlämmittäjällä tuntuu olevan erityinen tarve häivyttää sisälämpötila ja väännellä kaava ja se johtaa käsittämättömään sekoiluun kuten yllä vain yhtenä esimerkkinä. Olen laskenut tarkemmin tuon K- lämmittäjän tapauksen ja palaan siiihen myöhemmin.

Alla kuva miten VTT käsittelee sisä ja ulkolämpötilaeroa ilmalämpöpumpun tehoa ja tehon riittävyyttä sisä ja ulkolämpötilan mukaan. Eli näiden kahden lämpötilaeron mukaan.

Mielenkiintoista, eikö olekkin? Miksi VTT käyttää tuota sisälämpötilaa ja miten VILP eroaisi jos se laitettaisiin ilmalämpöpumpun tilalle tuota kaavaa sovellettaessa?

 

[pelzi_]

Tuota, ymmärräthän että tuo on vain karkea mallinnus ja siinä on jo mm. aurinkoa ja muuta kompensoitu sillä että lämmitystarve alkaa vasta esim. 17 asteessa, tämähän ei pimeän talven aikana päde mutta korjaus on viritetty niin että tulos on vuoden aikana lähellä totuutta.

Samaten mm. tuuli vaikuttaa rakennuksen lämmönhukkaan, se ei ole vakio. Ero ei kuitenkaan ole suuri.

Kun on puhe siitä K E L L A R I S T A niin lukuina pitää käyttää maan lämmitystarvelukua ja maan mitoituslämpötilaa, paitsi ilmanvaihdolle jos ei ole sellaista Passivhaus- Earth tubea tai maapiirikennoa.

Tämä koskee myös minua vaikka lämmitän kellaria VTT-testatulla Mitsubishi Electric FD25:lla. Kummasti se käy vaikka lämmitystarveluku olisi negatiivinen (ennen sitä negatiivisten arvojen poistoa joka sen laskennassa tehdään.)

Talvella se ei todellakaan käy samoilla kierroksilla kuin ylempien kerrosten ilp:t.

 

[kotte]

Omasta mielestäni poikkeava sisälämpötila pitäisi ottaa suoraan huomioon astepäiväluvun korjauksena. Jokin mitoituslämpötila on aika hämärä sidos tässä.

Astepäiväluvun määritelmä on aika selkeä ja olisi helppo korjata sitä lisäämällä lämmityksen edellyttämää lämpötilaeroa niille päiville, joille astepäiväluku indikoi lämmitystarvetta. Lisälämmityspäivät, jolloin nostettu sisälämpötila vaatii lämmityskauden laajentamista on hankalampi ottaa mukaan, kun se pitäisi täsmentää paikkakunnan keskilämpötilatilaston perusteella. Kaikkihan tuo aineisto on sinällään saatavilla.

Karkean arvion (hiukan yläkanttiin) saisi vain lisäämällä tai vähentämällä tasaisesti koko vuodelle sisälämpötilan aste-eron (kun on sama asia kuin lämmönkulutuksen kannalta kuin sama muutos ulkolämpötilassa vastakkaismerkkisenä). Tuo johtaa oikeaan lopputulokseen silloin, kun lämmitystarvetta on vuoden jokaisena päivänä.

 

[Espejot]

Perustele tarkemmin miksi kaava on hihavakio. Pelkät sanat eivät valitettavasti riitä. Pitää olla kompetenssia.

Kellarinlämmittäjällä tuntuu olevan erityinen tarve häivyttää sisälämpötila ja väännellä kaava ja se johtaa käsittämättömään sekoiluun kuten yllä vain yhtenä esimerkkinä.

Sivuhuomatuuksena että kompetenssi on hissi joka kulkee sekä ylös että alas. Tässä kyseisessä viitekehyksessä hissi tuntuu menevän vain yhteen suuntaan. Mielellään asiat asioina ilman henkilökohtaisuuksia.

 

[pelzi_]

Ja toki se maan lämmitystarveluku koko vuodelta ei valtavasti eroa ilmasta. Sen sijaan maan mitoituslämpötila, ja päivittäiset astetuntiluvut eroavat melkoisesti. Täällä ei ainakaan koskaan maan lämpötila ole -30.

Tarvittaisiin melkoinen maalämpöpumppu että niin tapahtuisi. Siksipä myöskään kellarin huipputeho ei ole lähellekään ylempien kerrosten huipputehoa, vaikka kulutus ehkä onkin vuosittain samaa hehtaaria, euroissa ei koska kellari lämpenee hyvällä COPilla.

 

[kotte]

Ja toki se maan lämmitystarveluku koko vuodelta ei valtavasti eroa ilmasta. Sen sijaan maan mitoituslämpötila, ja päivittäiset astetuntiluvut eroavat melkoisesti. Täällä ei ainakaan koskaan maan lämpötila ole -30.

Tarvittaisiin melkoinen maalämpöpumppu että niin tapahtuisi. Siksipä myöskään kellarin huipputeho ei ole lähellekään ylempien kerrosten huipputehoa, vaikka kulutus ehkä onkin vuosittain samaa hehtaaria, euroissa ei koska kellari lämpenee hyvällä COPilla.

Astepäiväluku kuitenkin perustuu keskiarvoajatteluun kuten todellinen lämmitystarvekin niin kauan kuin lämpöhäviöt oletetaan lineaarisiksi lämpötilaeroon nähden, kuten ne ovat johtumisessa ja koneellisesti hoidetussa konvektiossa (nykyilmanvaihtotekniikka). Kun maaperän keskilämpötila on periaatteessa melko lähellä ilman vuotuista keskilämpötilaa (vaikka lumipeite, sade, suora auringonpaiste, lumien sulaminen, tuuli jne. hiukan tilannetta muuttavatkin), niin ilman tarkempaa analyysiä ei mitään tuollaista systemaattista eroa kellarin ja maanpäällisten tilojen välillä pitäisi olla.

 

[pelzi_]

Kyllä siinä huipputehossa eli mitoituslämpötilassa on ero. Onko teillä maa talvella -30 -asteista?

Muut osat kaavasta toki pätee, koska maan ja ilman keskilämpötila on lähes sama, kuten yllä jo sanoin. Huipputeho ~ mitoituslämpötila(ero) ei päde kellarissa ilman luvuilla (paitsi ilmanvaihdon osalta kuten olen yllä jo sanonut, lisätään tähän myös kellarin seinien maanpäällinen osa) ja sehän tässä oli se peruste jolla taas Kellarinlämmittäjää vastaan on hyökätty.

Kellarinlämmitys nyt vaan sataa VILPin laariin sillä kellari hyödyntää kylmimpänä aikana maalämpöä jopa ilman minkäänlaista pumppua.

 

[SON]

peltsin_ kannataisi lukea kaikki mitä olen kirjoittanut esittämästäni kaavasta. Josain kohtaa K- lämmitäjän sivua kirjoitin että kaava on esimerkki ja siinä pitää huomioida tarkemmin laskettaessa kellerillinen osuus jossa sisä ulkolämpötilaero on luonnollisesti pienempi kuin ilma sisälämpötilaero. Kun käytin kaavaa 1970 luvulla, korjasin peruskaava kahdella tapaa tapauksesta riippuen , käyttämällä todellisuutta lämpimämää ulkolämpötilaa mikä olisi ollut tavanomainen -27 oC mitoitulämpötila ta laskemalla erikseen maanpäällinen osuus ja maanalainen osuus. Nuo peltsi_'n ylläolevat kirjoitukset kertovat vain huonosta sisälukutaidosta ei itse asiasta. pelts_-'ä tuntuu olevan täysin väärä käsitys K- lämmittäjän talosta, ei talo ole kellari . K- lämmittäjän viesteitä kyllä selviää minkalainen talo on kysessä.

 

[kotte]

Kyllä siinä huipputehossa eli mitoituslämpötilassa on ero. Onko teillä maa talvella -30 -asteista?

Toki on, mutta kun vilpistä puhutaan, niin mitoituslämpötila ei voi perustua siihen kuin korkeintaan osittain (ja silloinkin vähemmistönä). Palataan nyt taas siihen, että kyse on hybridilämmityksestä ja jos on kellaritiloja, vilpillä päästään silloin parempaan vuosicoppiin aivan taatusti.

 

[pelzi_]

Koska Kellarinlämmittäjä ei mittaa erikseen kellarin ja ylempien kerrosten kulutusta, se aiemmin esitetty laskelma jonka mukaan huipputeho on 19.5kW, löytyy tämän ketjun alusta, laskettuna suoraan kokonaiskulutuksesta ilman mitoituslämpötilalla, on virheellinen kellarin vuoksi ja lisäksi siksi että mitoituslämpötilaa jatkuu vain lyhyitä aikoja ja huonelämpötila ei siis näiden yksittäisten tuntien aikana laske merkittävästi joka on se toinen asia josta tässä on esitetty syytöksiä.