CTC Ecoair 520 M, OKT 200 + 200 m2, Pohjois-Savo

[Kellarinlämmittäjä]

CTC Ecoair 520 M, OKT 200 + 200 m2, Pohjois-Savo


SISÄLTÖ

Viesti 1: Tiivistelmä, kohteen kuvaus ja lämmön tarve sekä lämmitysjärjestelmään kytkentä
Viesti 2: Kulutusseuranta
Viesti 3: Mittaustuloksia CTC 520 M ilmavesilämpöpumpun toiminnasta eri olosuhteissa
Viesti 4: Asennus, kannattavuus, saavutetut säästöt, vaaditut korjaukset


TIIVISTELMÄ:
Lämmön tuotto pumppauksella:………......…. ~37 000 kWh/vuosi
Rakennuksen lämmitystehon tarve:.......................... 11 kW / -28 °C
Lämmitystarve kesällä ................................ 1000 - 1500 kWh/kk (kellaritiloja)
Pumppaussähkö: …..........……………............……. ~12 500 kWh/v (kaikki kulutettu sähkö ~ 19 000 kWh/v)
Saavutettu COP keskimäärin:……….............……..……. 3,1 pumppaus = COP1
Saavutettu COP keskimäärin:……….............……..……. 2,8 sisältäen pumppauksen ja veden tulistuksen = COP2
Saavutettu COP keskimäärin:……….............……..……. 2,6 sisältäen pumppauksen, veden tulistuksen ja tukilämmityksen = COP3
Saavutettu COP keskimäärin:……….............……..……. 2,5 sisältäen koko lämmitysjärjestelmän eli lämmönjaon kiertopumput = COP4
Pumppauslämpötila: suurimman osan vuotta….. 35 °C, talvella 36 -37 °C
Tukilämmitys öljyllä: ………………….….................… ~150 l vuodessa (2016 - 2021)
Veden tulistus suorasähköllä:……….........……. ~1 500 kWh/vuosi (erillinen tulistusvaraaja)
Muu sähkö:………….…………………..................… ~5 000 kWh/vuosi
Perustamiskustannus: ………………..............………. 8 800 € perustuen omatoimiseen asennukseen
Takaisinmaksuaika: ………………………...................……… 3,5 vuotta (kts kohta kannattavuus)

Kuva 11: Yhteenveto, energian lähteet ja käyttökohteet täysiltä energiamittarilla mitatuilta vuosilta. 2020 vuonna tukilämmitystä ei tarvittu lainkaan pakkasen vuoksi vaan ainoastaan koneen korjauksen vuoksi.

Kuva 12: Energiankäyttö neljän vuoden aikana

Kuva 13: Energiankäytön jakauma kuukausittain. Diagrammi esittää 8/2017 alkaen kuukausien keskimääräisen energiankäytön ja tuottotavat.

KOHDE JA LÄMMITYSJÄRJESTELMÄ

Asuinrakennus Pohjois-Savossa, missä lämmitettävää pinta-alaa 400 m². Pinta-alasta puolet on maan alla. Aikaisempi öljylämmitys on päivitetty VILPille (CTC Ecoair 520 M) heinäkuussa 2016. Asuinkerroksessa on sekä lattialämmitys että patterilämmitys, kellarikerroksessa on vain patterilämmitys

VILPin kulutusmittaus sisältää latauskiertopumpun ja kaikki muut lämpöpumppuun itseensä liittyvät toiminnot kuten kompressorin lämmittimen, lauhdeletkun sulanapitokaapelin, ohjaimen ja tehtaan vakiovarustukseen kuuluvan lauhteenkeräimen lämmityksen. VILPin sähkönkulutus ei sisällä talon lämmityksen kiertopumppuja (2 kpl), jotka mitataan omalla sähkömittarilla. Koska tuotanto mitataan Pollulla kattilan läheltä, tuotettuun lämpömäärään ei sisälly latauskierron ja koneen sisäisiä lämpöhäviöitä. Pollulla mitattuun tuotantoon sisältyvät sitä vastoin mm. öljykattilan lämpöhäviöt, jotka jäävät lämmittämään pannuhuonetta ja tulevat näin hyödyksi.

Kuumanveden tulistusvaraajan sähkönkulutukselle on oma erillinen mittaus.

Lämmitysjärjestelmän kulutusmittaus kattaa kiertovesipumput ja lämmönsäätimet. Tarkkailun ja mittausten piiriin eivät kuulu seuraavat sähkönkulutuskohteet:

• Öljypolttimen sähkönkulutus.
• Asuinkerroksen ilmanvaihtokoneen (MUH-ilmava) sähkönkulutus. Ilmanvaihtokoneessa on vesikiertoinen jälkilämmitys, missä kiertää lämmitysjärjestelmän vesi.
• Kellarin poistopuhallin. Kellarissa on vain poistoilmanvaihto ja tälle tehostava puhallin, jota käytetään tarvittaessa.

LÄMMITYSJÄRJESTELMÄN KOKOONPANO

VILP lämmittää suoraan öljykattilaa (Jämä 1040 K, vesitilavuus 250 litraa). Kattilavesi kiertää ulos koneelle, joka on sijoitettu pannuhuoneen seinän taakse pannuhuoneen katon korkeudelle. Liitynnät on tehty kattilan paisuntayhteeseen (VILPille meno) ja lämmityskiertoon menevään putkeen (VILP:ltä paluu). Lauhdevesiputki tulee pannuhuoneen viemäriin. 2018 lämmityskiertoon menevään linjaan lisättiin hapenpoistoreaktori, joka toimii samalla myös eräänlaisena lisävaraajana. Kuuma vesi haalistetaan lämpöpumpun lämmittämässä öljykattilassa ja tulistetaan sähkövaraajassa. Koneen jäätymisvaaraa ei ole, koska vesi kiertää luonnon kierrolla tehokkaasti niin kauan kuin kattila on hiukankin lämmin. Kattilassa on myös 7,5 kW sähkövastus valmiina, jota ei ole tarkoitus käyttää kuin hätätapauksessa. Talosta noin puolet on maan alla kellarina. Kellarikerroksessa on vain lämpöpatterit, asuinkerroksessa on sekä lattialämmitys että lämpöpatterit.

Alun perin tavoitteena VILP lämmitykselle oli, että sen pitäisi riittää kattamaan lämmitystarve -15 asteeseen saakka. Kovimmalla pakkasilla tarkoitus on ollut alusta saakka lämmittää pelkästään öljyllä. Tavoitteena oli alun perin, että öljyn kulutus piti jäädä tuhanteen litraan vuodessa. Lämmityksen kattavuus on toteutunut paremmin kuin hyvin. Öljyn kulutus on ollut suurin 2019 talvella (noin 250 litraa) ja keskimäärin vain noin 150 l vuodessa (2016-2021). Poikkeuksellisen kylminä vuosina öljynkulutus tulee olemaan varmasti suurempi, sillä täällä Pohjois-Savossa on sentään aikaisemmin ollut pitkiäkin pakkasjaksoja.


Kuva 14: Lämmitysjärjestelmän kaavio

Kuva 15: Lämmitysjärjestelmä pannuhuoneessa: Lähtö lämpöpumpulle on paisuntasäiliön putkesta ja latauskierron paluulinja liittyy lämmityskiertoihin lähtevään linjaan kattilan päälle. Vesi kiertää lämpöpumpulla hyvin myös ilman kiertovesipumppua luonnonkierrolla esim. sähkökatkon aikana eikä lämpöpumpun jäätymisvaaraa ole. Liityntöjen lisäksi talon lämmitysjärjestelmään ei ole tehty muita parannustoimia tai lämpöpumpun toimintaan vaikuttavia muutoksia.

Hapenpoistoreaktorilla ei ole varsinaisesti tekemistä lämpöpumppulämmityksen kanssa. Sen tarkoitus on poistaa PEX putkien kautta diffundoituvaa happea kattilavedestä. Hapenpoistoreaktori sisältää rautaisia sorvinlastuja. Näin järjestelmän rautapinta-ala kasvaa ja lastut toimivat uhrautuvana pintana, jolloin muiden lämmitysjärjestelmän rautaisten osien syömisnopeus hidastuu mutta ei lopu kokonaan. Merkittävää korroosiota ei ole kuitenkaan todettu, vaikka lämmitysjärjestelmä on ollut käytössä melkein 30 vuotta ilman hapenpoistoreaktoria.

Kuva 16: Veden jakelukaavio. Lämmin vesi vain haalistetaan lämpöpumpun energialla ja tulistetaan loppuun erillisellä tulistusvaraajalla. Kuuma vesi tulistetaan esihaalistetusta vedestä remontin yhteydessä asennetussa sähkökäyttöisessä kuuman veden varaajassa (Haato, 220 l). Haalistettua vettä on mahdollista jakaa kylmän veden asemasta ja käytössä on ollut alusta lähtien tapa jakaa haalistettua vettä kaikkialle muualle paitsi keittiöön. Veden tulistusvaraaja on kuluttanut keskimäärin noin 5 kWh päivää kohti, josta 2,1 kWh (~40%) päivässä on varaajan lämpöhäviöitä (mitattu loma-aikaan). Veden käyttö on ollut 105 m³/vuodessa. Kun esim. pesuvesi on myös kylmän veden osalta haalistettua, tulistusvaraajan kautta tuleva suorasähkö osuus veden lämmityksessä putoaa merkittävästi. Haalistetun veden lämpötila on tyypillisellä suihkun virtaamalla noin 30 °C. Varaaja on muutettu elokuussa 2019 lämpenemään kellon ohjaamana aamuyöstä. 220 litran tulistusvaraajan kapasiteetista käytetään yölämmitteisenä vain harvoin yli 50 %.

Kylmän ja kuuman veden haalistuksen ansiosta 37 °C suihkuveden lämmitysenergiasta (lähtien +5 °C) 78 % on tuotettu lämpöpumpulla. Mikäli vain kuuma vesi haalistettaisiin, pumppaamalla tuotetun veden lämmitysenergian osuus olisi vastaavasti 42% (60 °C tulistusvaraajan sekoittimen lämpötilasetuksella). Haalistetun veden jakelun ansiosta erittäin merkittävä osa veden lämmitystarpeesta on mahdollista kattaa pumppaamalla hyvällä COP:lla kuitenkaan tarvitsematta mennä korkeisiin pumppauslämpötiloihin. Samalla lämpimän veden riittoisuus paranee merkittävästi. Koska kylmä vesi tulee haalistettuna suihkuihin, varaajalta lähtevällä kuuman veden lämpötilalla ei ole merkitystä veden lämmityksen hyötysuhteeseen pesutilojen osalta. Jos vain kuuma vesi haalistetaan, varaajan lämpötilan korottaminen alentaa suoraan pumppaamalla tuotetun energian osuutta veden lämmityksessä. Varaajan jälkeen kuuman veden lämpötila säädetään sekoitusventtiilillä laimentamalla se haalistettuun veteen.

Vedenjakelu kaavio voi vaikuttaa monimutkaiselta ja sitä voi yksinkertaistaa jättämällä huomattavan määrän sulkuja pois. Sulkuja on tarvittu vesiputkien saneerauksen suorittamiseksi ja toisaalta, koska haalistetun veden jakelusta ei ollut kokemusta. Putkiin on asennettu venttiileitä, jotta haalistettua vettä voidaan jakaa vaihtoehtoisesti kylmän veden kanssa. Haalistetulle vedelle on oma sekoitusventtiili, jota tarvitaan silloin kun kattila on öljypoltinkäytössä. Näin haalistettu vesi ei tule kuumana vaan ainoastaan haaleana. Vaihtoehtoisesti haalean tilalle voi ohjata kylmän veden. Käytännössä tarvetta kylmälle vedelle on vähän ja haalistettu vesi on ollut jatkuvasti käytössä kaikkialla muualla paitsi keittiössä.

KOHTEEN ENERGIAN TARVE JA SEN JAKAUMA

Kuva 17. Kuukausittainen lämmitystarve ja ostoenergia. Tuotettua energiaa on mitattu käytettynä ostetulla PolluCom energiamittarilla.

Alla olevassa kuvassa on verrattu mittaustulosta mallinnuksella laskettuun tuottoon. Mallinnus perustuu vain ulkolämpötilaan. Pollun kuluessa mittaustulos alkaa jäädä jälkeen mallinnuksesta. Energiamittarin hiipuvaa näyttöä on vaikea huomata, koska lämmöntarpeeseen vaikuttavat myös veden käyttö ja ulkolämpötilasta riippumattomat tekijät kuten auringon lämmittävä vaikutus. Luonnollisesti lämmitystarve vaihtelee muutenkin hieman. Lämmittäviä tulisijoja ei ole ja ne tekisivätkin poikkeaman analysoinnin vaikeaksi. Ilmalämpöpumppua ei ole käytetty lämmittämiseen VILP asennuksen jälkeen. Kellarin vuoksi lämmitystarvetta on myös kesällä.

Kuva 18: Lämpöpumpun mallinnetun ja mitatun tuoton ero.

Kokonaisuudessaan voidaan todetta, että pitkällä aikavälillä mallinnus antaa hyvin luotettavia ja toistettavia tuloksia, jos energiankäyttöön vaikuttavat muut tekijät eivät muutu. Käytettynä ostetuissa energiamittareissa on ollut pohjalla muutaman tuhannen kuution virtaama ja vajaan 100 MWh energialukema. Lämpöpumppukäytössä lämpötilaero on pieni ja virtaama suuri, mistä syystä vuodessa kertyvä virtausmäärä on reilusti yli 10 000 m³. Ensimmäinen PolluCom mittari on uusittu elokuussa 2020 ja sen virtausta mittaavaan rattaan lakerointi oli pahoin kulunut.

Kuva 19: Kohteen energiatase kuukausittain lämmitystarveluvun mukaan. Pohjois-Savon ilmanalassa öljylämmityksen osuus on alkanut kasvaa voimakkaasti kuukauden lämmitystarveluvun saavuttaessa noin 800. Ilmaisenergian saanti on ollut suurin, kun kuukauden lämmitystarveluku on ollut 500 - 600 välillä. Sähkönkulutus sisältää kaiken taloudessa kulutetun sähkön. Kaaviosta on poistettu kesäkuukausia, jolloin ei ole oltu paikalla.

Suoritettuja kytkentämuutoksia

Liityntää kokeiltiin ensin kattilan varoventtiilin 1” yhteeseen mutta ongelmaksi muodostui sekoittuminen kattilassa, minkä vuoksi pumpun lämpötilapyynnön olisi pitänyt olla 2-3 astetta korkeampi. Kattila sekoittui, koska kylmän veden paluuputki ei mene kattilassa pohjalle vaan ainostaan noin 25 senttiä kattilan huipusta, juuri lämminvesikierukan alapuolelle.

Heinäkuuhun 2020 saakka lämmityskierron paluu liittyi kattilan paluuyhteeseen. Paluuputken pää on tässä kattilassa supistettu eikä se ulotu kuin noin 20 cm syvälle kattilan laesta. Tämän seurauksena kattila sekoittui ja se sisälsi varsinkin lämmityskaudella pääasiassa lämmityskierron paluuvettä. Nykyinen paluuvesikytkentä pitää kattilan täynnä VILPin lämmittämää vettä. Tämä muutos tehosti erityisesti veden haalistusta.

 

[Kellarinlämmittäjä]

ENERGIAN TARVE JA TUOTTAMINEN VESI-ILMALÄMPÖPUMPULLA (VILP)

VILPin (Vesi-Ilma-LämpöPumppu) toimintaa on seurattu laskennallisesti alusta saakka. Laskennallinen malli perustuu ulkolämpötilaan ja sitä vastaavaan lämmitystehoon. Laskennallinen tarve on viritetty vastaamaan Pollulla mitattua sulatuskorjattua tulosta. Laskennallinen tulos on keskimäärin yhtä luotettava kuin PolluCom (Pollu) kaukolämpömittarilla mitattu, mutta voi poiketa lyhyellä aikavälillä tai poikkeuksellisissa olosuhteissa. Pollun asentamisen jälkeen elokuussa 2017 laskennallinen tuotanto on korvattu Pollulla mitatulla tuotannolla. Öljykattilalla tuotettua energiaa ei ole mitattu mittarilla vaan se on arvoitu lämmitystarvekäyrän ja todetun poltetun öljymäärän perusteella.

Kuva 21: Kuukausittaiset kulutukset

VILP on tuottanut noin 2700 € vuotuiset säästöt lämmityskuluissa verrattuna pelkkään öljylämmitykseen (käytetyt hinnat ovat laskelmassa). Lämmityskaudella säästö on 200 – 290 €/kk, kesällä vähemmän. Arvio perustuu vastaavan lämpömäärän tuottamiseen öljykattilalla 90 % hyötysuhteella. Käytännössä öljyä paloi aikaisemmin jonkin verran enemmän, koska varsinkin kesällä öljykattilan häviöt olivat merkittävät. Öljyn korvaamisen kannalta on oleellista, että kattilan ei tarvitse olla jatkuvasti öljypolttimella kuumennettuna.

2017 heinäkuussa on asennettu saksalaista kierrätystavaraa oleva PolluCom energiamittari, joka on uusittu elokuussa 2020. Laskennallinen lämmöntuotanto on viritetty vastaamaan Pollulla mitattua lämmöntuotantoa. Koska Pollu ei vähennä sulatuksen aikana takaisin otettua energiaa, se pitää tehdä laskennallisesti. CTC tekee kylmissä olosuhteissa 21 sulatusta, joiden aikana lämpöpumppu ottaa takaisin aikaisemmin tuottamaansa lämpöä. Alla olevassa taulukossa on arvoitu Pollulla mitatun energian korjaustarve todelliseksi nettotuotannoksi. Sähkö mitataan erillisellä mittarilla (vanha mekaaninen Valmet, joka on tarkastettu) ja se sisältää kaikki lämpöpumpun toiminnot kuten ulkoyksikön, ohjaimen, latauskiertopumpun, lauhdeputken sulana pidon sekä tehdasvarustukseen kuuluvan lauhteen keräimen lämmityksen. Syyskuuta 2019 lämmönjaon kiertovesipumppujen kulutus on myös kulkenut mittarin kautta ja kiertopumppujen toimintaa on ohjattu ajastuskellolla.

Kuva 22: Sulatusten korjauksen laskenta, energiatase ja kuukausittaiset kulutukset perustuen Pollulla mitattuun tuotantoon

TODETTU SUORITUSKYKY

Kuva 23: COP kuukauden keskilämpötilan mukaan. Vuoden ympäri laskettuna on saavutettu COP 3,0 tai yli pumppauksen osalta sille ajalle, kun lämpöpumppu on toiminut. Sulatuskorjattu COP on talvella noin 2,5 ja kesällä yli 5. Pumppauslämpötila on tyypillisesti 35 °C, keskitalven aikaan 36-37 °C. Huomaa, että lämpötila on kuukauden keskilämpötila ja jos tukilämmitystä on tarvittu, pumppaus on suoritettu siltä osin lämpimämmissä olosuhteissa. Kuvassa on vain Pollulla mitatut kuukaudet. Syyskuussa 2020 saavutetun poikkeuksellisen hyvän tuloksen selityksenä on lämmityksen ohjaus kellolla, jolloin pumppu on käynyt iltapäivisin optimikierroksilla. Kellolla on ohjattu talon lämmitysjärjestelmän kiertovesipumppuja.

Kuva 24: COP:n ura eli COP:n kertyminen vuoden alusta vuoden loppuun. Kuvaaja sisältää tammikuulta lähtien vuoden kumulatiivisen tuoton ja kulutuksen. Lukuihin sisältyvyät lämpöpumpun toiminnot, veden tulistusvaraajan kulutus ja tukilämmitys (öljyllä ja sähköllä). Luvuissa eivät ole mukana lämmönjaon kiertopumput.

Kuva 25: Energian tarve ja lähteet kuukausittain. Lämmityksen energiasta kattavuus on ollut noin 97 %. Ilmaisenergian osuudessa on päästy vuoden ympäri lämpöenergian (lämmitys + vesi) osalta 61%:iin ja kaiken energian osalta 54 %:iin. Tukilämmityksen tarve on ollut merkittävä kaikkein kylmimpinä kuukausina, yleensä tammikuussa ja helmikuussa.

Kuva 26: Tuotto sulatukset huomioituna: COP ja lämmityksen tehon tarve riippuvat molemmat ulkolämpötilasta. Lämpötilan laskiessa COPia verottaa ensin sulatukset ja myöhemmin pakkanen. Kylmässä pumppauksen COP lähenee kahta. Nollakelillä COP on noin 3. Lämpötilan ollessa plussan puolella mutta alle +5 astetta, sulatuksia tarvitaan mutta sulatusväli voi pidentyä ja sulatukset tapahtuvat helpommin, koska vasta noin +3:n asteen alapuolella kenno on kokonaan jäässä. Yli +5 °C lämpötilassa sulatuksia ei tarvita lainkaan. Kuvaan on valittu edustavia jaksoja, jolloin ulkolämpötila on vaihdellut vain vähän ja esitetty tuotanto on tehty diagrammissa olevan ulkolämpötilan mukaisissa olosuhteissa.

Käytännössä suurin ilmaisenergian osuus on saavutettu noin -5 .... - 10 °C asteen lämpötilassa, joskaan kone ei käy silloin vielä täysillä. Kylmemmässä teho kasvaa enää ottotehon kasvun ansiosta. Lämpötilan laskiessa -10 asteen alapuolelle, talteen saadun ilmaisenergian saanto alkaa kääntyä laskuun. Tällöin kone myös käy jo lähes täysillä. Käytännössä toiminnan tulosta parantaa luonnollinen tuotannon siirtyminen lauhemmalle säälle. Keväällä ja syksyllä lämmitystä myös tarkoituksella ohjataan toimimaan voimakkaammin päiväsaikaan, jolloin on lämpimämpää.

Kuva 27: Tuotto sulatukset huomioituna vertaa sähkönkulutusta päiväkohtaisesti kulutukseen ja Pollulla mitattuun sulatuskorjattuun lämmöntuottoon. Kylmässä päässä on syntynyt ajoittain vajetta, joka on sitten otettu kiinni lauhemmalla säällä. Teho riittää käytännössä lämmitykseen noin -18 asteeseen saakka, varsinkin, jos pakkasjakso ei ole kovin pitkä. Keskikesän helteessä on mahdollista saavuttaa noin COP 6 mutta -15 asteen pakkasessa enää COP 2. Käytännössä suurin osa lämmitystarpeesta on ainakin viime vuosina osunut +5 .... - 5 °C, jolloin kone toimii erinomaisesti, joskin toimintaperiaatteensa vuoksi tietysti joutuu tekemään sulatuksia. Koska lämpötila vuorokauden mittaan on tyypillisesti vaihdellut runsaasti, osan vuorokaudesta on ollut paljon kylmempää kuin keskilämpötila antaa olettaa. Huomaa, että pumpun tuotanto on tuotettu käytännössä -20 °C lämpimämmissä olosuhteissa. Käyrällä on vain sellaiset päivät, kun pumppu on toiminut koko vuorokauden.

Kuva 28: Päiväkohtainen COP sisältää kaikki päivät, jolloin lämpöpumppu on toiminut vähintään suurimman osan päivästä. Tuloksista on poistettu pakkaspäivät, jolloin keskilämpötila on ollut alle toimintarajan (-20 °C) vaikka lämpöpumppu olisi käynyt tuolloin osan aikaa. Tuotettu lämpötilataso on ollut lähellä 35 °C suurimman osan vuotta, keskitalvella noin 36 °C. Koneen pysähtyessä kesäisin, tuotetun lämpötilan taso on käyntijakson alkupuolella hiukan alhaisempi 33-34 °C ja loppuosalla käyntijaksoa hiukan tavoitetta korkeampi, asetuksista riippuen noin 36 - 37 °C. Tuotettu lämpömäärä perustuu Pollun mittaukseen, josta on vähennetty sulatusten takaisinottama energia.

Tulos ei merkitse suoraan kyseisen lämpöpumpun toiminnan COPia kyseisessä lämpötilassa sillä pumppausta on pyritty siirtämään vuorokauden lämpimimmälle ajalle. Tämä selittää ajoittain saatuja poikkeuksellisen hyviä tuloksia suhteessa lämpötilaan. Sääolosuhteista riippuen, tuotanto on siis voitu tehdä pääosin oleellisesti lämpimämmissä olosuhteissa kuin mihin vuorokauden keskilämpötila viittaa. "Päiväpumppaus" on toteutettu keskiarvoistamalla talon lämmönsäätimen ulkoanturi asentamalla se termospullon sisälle (aluksi paksun puupölkyn sisälle) sekä asettamalla asuinkerroksen lattialämmityksen Tiimi lämpötilansäätimeen yöpudotus. Näin lattiat eivät lämpene öisin mutta kellarin lämmitys on ollut jatkuvaa. Päiväpumppaus on ollut käytössä keväisin ja syksyisin, kun vuorokautinen lämpötilanvaihtelu on suurta, poutaisella säällä jopa yli 10 astetta. Päiväpumppaus parantaa saavutettavaa COPia merkittävästi syksyn ja kevään poutapäivinä (maalis- ja huhtikuussa sekä syys- ja lokakuussa) mutta sen merkitys vuositasolla on pieni. Ajoittain spot -sähkön hinnan vuoksi lämmitystä on jouduttu ajoittamaan myös käänteisesti yöajalle.

Mikäli vesi-ilmalämpöpumpun toimintaa ohjataan jäykästi ulkolämpötilan mukaan, johtaa se helposti päinvastaiseen tuotannon siirtymään kylmimpään yöaikaan ja pieneen suorituskyvyn alenemiseen. Varsinkin varaava lattialämmitys ottaa voimakkaasti lämpöä sisään, kun lämmönsäätimen käyrä nostaa kiertolämpötilaa vuorokauden kylmimpään aikaan. Päiväsaikaan ulkolämpötilan kohotessa lämmitystarvetta ei sitten olekaan, vaikka toimintaedellytykset olisivat parhaimmillaan. Betonirakenteisten lattioiden lämmönvarauskyky on siinä määrin hyvä, että toimenpide ei lisää häiritsevästi huonelämpötilan vaihtelua.

Kuva 29: Kuukausittainen sähkön kulutus eli kokonaiskulutus sisältäen kaiken sähkön. Raidalliset pylväät ovat ajalta ennen VILP asennusta. VILP nosti sähkönkulutusta mutta toisaalta öljyn polttaminen on loppunut melkein kokonaan - kylmimpiä pakkasjaksoja lukuun ottamatta. VILP on asennettu heinäkuussa 2016.

Kuva 30 ilmastolliset olosuhteet

Kesäaikaisesta maanalaisten tilojen lämmityksestä huolimatta, tarvitun tukilämmityksen määrä vastaa varsin hyvin havaittuja ilmasto-olosuhteita. Kireät pakkaset ovat kuitenkin varsin harvinaisia ja suurin osa lämmitystarpeesta painottuu näinkin pohjoisessa lämpötilavälille +5 °C ... -5 °C välille. Taulukon lämmitystarve on laskettu ulkolämpötilan ja +17 °C välisenä erotuksena, kuitenkin hyläten päivät, jolloin vuorokauden keskilämpötila on yli +11 °C ( = S17). Alle -20 °C lämpötilan osuus on noin 1 % kalenteriajasta ja noin 4 % normaalin maanpäällisen rakennuksen lämmitystarpeesta. Yhdessä veden lämmityksen ja maanalaisten tilojen kanssa pakkasaikainen lämmitystarve on tässä kohteessa jonkin verran tätä pienempi.

 

[Kellarinlämmittäjä]

Vs: CTC Ecoair 520 M, OKT 200 + 200 m2, Pohjois-Savo


YLEINEN SUORITUSKYKY


Kuva 31: Tehon tuotto. CTC 520 M antaa seuraavat tehot 20 r/s ja 50 r/s käyntinopeuksilla lämmityskäynnin aikana ilman sulatuksia. Suurin käyntinopeus on 90 r/s. Mittaus on ollut vaikea tehdä suurimmalla teholla lämpimämmissä olosuhteissa, koska konetta on vaikea saada käymään mittausta varten täysillä riittävän kauan muulloin kuin pakkasella. Kohteessa on merkittävä lämmön tarve myös kesällä kellarin lämmityksen vuoksi.

Kuva 32: Pumpun kuorma ja lämmön tarve: Käytännössä pumppu käy täysillä noin 15 asteen pakkasella. Alla olevassa kuvassa on käyntinopeus ennen sulatusta. Jos käyntinopeus on ennen sulatusta esim. 70 r/s, pumppu on käynyt suurimman osan käyntijaksosta täysillä ja sitten ehtinyt hiukan pudottamaan kierroksia ennen seuraavaa sulatusta. Lämmön kulutusta asuinkerroksen ja kellarin välillä on selvitetty katkaisemalla lämmönjako vuorotellen.

Kuva 33: Viikoittainen sähkön käyttö: Aikaisemmin öljylämmityksen apuna oli ilmalämpöpumppu (ILP). Tulosissa on mukana aika, jolloin ILP:iä käytettiin öljylämmityksen apuna. ILP lämmitti vain asuinkerrosta, ei lainkaan kellarikerrosta. Sähkön kulutus on kokonaiskulutus Savon Voiman verkkopalvelusta katsottuna. Sähkön käyttö romahtaa kovilla pakkasilla koska lämpöpumppu ei enää käy. Pakkasjaksot ovat kuitenkin olleet lyhyitä eikä viikon kestäviä pakkasia ole toistaiseksi ollut.

MITTAUSTULOKSIA PUMPUN TOIMINNASTA JA HYÖTYSUHTEESTA


Kuva 34: Tehot ja COP lämmityskäynnin aikana tuotettaessa 34 ... 36 °C lämmintä 50 r/s käyntinopeudella, joka on lähtökohtaisesti suunnilleen optimi käyntinopeus. Ulkolämpötilalla ei ole juurikaan merkitystä sähkön kulutukseen, kun pyörimisnopeus ei muutu, mutta ulkolämpötilalla on suuri vaikutus koneen tuottamaan lämpötehoon. Käytännössä kone joutuu tietysti käymään kylmissä olosuhteissa paljon korkeammilla kierroksilla ja sen sähkönkulutus kasvaa.

Kuva 35: Suorituskyky +1 °C:ssa: Tuotto lämpötilan kasvaessa sähkötehon otto kasvaa ja COP alenee. Lämmityksen tehontuottokyky säilyy lähes muuttumattomana. Kuvan COP kuvaa tilannetta lämmityskäynnin aikana, josta ei ole vähennetty sulatusten vaikutusta.

Kuva 36: Lämmityskäynnin aikana paras hyötysuhde saavutetaan, kun pumppu käy noin puolella teholla (30-50 r/s). Hyötysuhde putoaa erityisesti korkeilla kierroksilla. On kuitenkin huomattava, että käytännössä kylmissä käyttöolosuhteissa kone sulattelee aina tunnin lämmityskäynnin jälkeen, mikä nostaa sulatusten vaatiman takaisinoton osuutta suhteessa sitä enemmän, mitä pienemmällä teholla kone käy. Täydellä teholla käynnin aikainen COP menetys on kuitenkin suurempi kuin sulatusten vaatima takaisinotto. Koneen maksimikierroksia voi rajoittaa pienemmäksi. Käytännössä kone kannattaisi valita mahdollisuuksien mukaan sen verran tehokas, että se selviytyy suhteellisen helposti tehtävästään myös kylmissä olosuhteissa.

Kuva 37: Lämpötilasta riippumatta paras hyötysuhde saavutetaan aina osateholla. Alla olevassa kuvassa yhtenäiset viivat ovat 90 r/s käyntinopeudella ja katkoviivat 50 r/s käyntinopeudella. Tulos perustuu koneen omien lämpöantureiden näyttämään ja Pollulla mitattuun virtausmäärään. Vihreät pisteet ovat Pollulta luettuja hetkellisiä teholukemia.

Kuva 38: Kennon huurtumisen vaikutus. Sulatukset tuottavat nollakelillä tyypillisesti 2,5 - 3 l vettä mutta kovemmalla pakkasella (-15 °C) enää noin puoli litraa sulatusta kohti. Enimmillään noin nolla asteessa sulatus on tuottanut 5 litraa vettä, kun kone on tarkoituksella käynyt täysillä mittausta varten. Silloin kun kenno kerää huurretta nopeasti eli kostealla nollakelillä, toiminta tehostuu merkittävästi sulatuksen jälkeen. Kuvassa on sulatuskellon lukema, joka on käänteinen koneen käymään aikaan sulatuksen jälkeen. Olosuhteissa, missä huurretta kertyy voimakkaasti, COP voi pudota käynnin aikana lähes yhden COP yksikön kennon kerätessä huurretta käyntijakson aikana.

Kuva 39: Toiminta edellyttää säännöllisiä sulatuksia. Sulatuksen aikana kone palauttaa veden kylmempänä kuin se menee koneeseen sisälle. Tavallinen lämmityskattila on riittävän suuri tasaamaan tästä aiheutuvia lämpötilan vaihteluita. Kattilaa suuremmasta varaajasta on etua, mutta yli 500 l varaajasta ei ole tässä suhteessa enää hyötyä suuressakaan talossa. Invertterikoneena 520 M säätää kierrokset tarkasti pyyntilämpötilan mukaan. Silloin kun sulatuksia ei tarvita, havaittavia lämpötilanvaihteluita ei ole. Kuvassa olevan paluulämpötilan vaihtelu johtuu sulatuksista ja kattilan yläpään ajoittainen lämpötilan vaihtelu veden käytöstä.

Kuva 40: Sulatuksen aikainen lämmön takaisinotto. Sulatuksen aikana koneen takaisin ottama lämpömäärä on määritetty seuraamalla lämpötilan pudotusta. Kokonaan huurteettoman kennon tarpeeton sulatus tapahtuu oleellisesti nopeammin kuin vahvasti huurteisen kennon. Tyypillinen sulatus kestää noin 7 -7,5 minuuttia. Tänä aikana kone ottaa noin 0,5-0,7 kWh takaisin tuottamaansa lämpöä. Sulatuksen hyötysuhde ei ole kovin hyvä. Pakkasella vain hiukan huurretta keränneen kennon lämmitykseen käytetystä energiasta noin 10 % kuluu jään sulattamiseen. Lauhemmissa olosuhteissa sulatukset tapahtuvat helpommin mutta jäätä on usein enemmän ja kokonaisuudessaan sulatus vaatii yhtä paljon aikaa ja energiaa kuin pakkasellakin. Tyypillisesti jään sulattamiseen kuluu pikku pakkasella noin 25 % lopun kuluessa häviöihin. Kun ulkona on lämpöasteita, sulatuksen hyötysuhde on jopa 50% ja vesi saanto kostealla ilmalla 2-3 kg käyntijaksolta. Sulatuksen aikana kone käy kevyesti 40 rps kierroksilla ja noin 1,2 kW sähköteholla. Sulatuksen aikainen sähkönkulutus 0,1-0,15 kWh sulatusta kohti on suhteellisen vähän verrattuna tunnin mittaisen lämmitysjakson aikana kulutettuun sähköenergiaan, joka on kylmissä olosuhteissa 2-4,5 kWh. Sulatteluun kuluu erityisesti aikaa, mikä alentaa koneen lämmitystehoa.

Sulatus @- 7,5 °C, takaisinotto 0,65 kWh, vesi 1,75 kg, sulatuksen hyötysuhde 25%
Sulatus @-16,2 °C, takaisinotto 0,62 kWh, vesi 0,59 kg, sulatuksen hyötysuhde 9%
Hyötysuhde = jään sulamislämpö / sulatuksen takaisin ottama energia

 

[Kellarinlämmittäjä]

Vs: CTC Ecoair 520 M, OKT 200 + 200 m2, Pohjois-Savo


VALINNAN PERUSTEET JA VAIHTOEHDOT

Lähtötilanteena oli öljylämmitys ja edellisten asukkaiden jäljiltä talossa oli myös ilmalämpöpumppu. Öljyn kulutus oli ollut 5000 – 6000 l vuodessa ennen ilmalämpöpumpun asentamista. Ilmalämpöpupulla tehostettuna öljyn kulutus oli noin 4000 l vuodessa ja tällöin sähköä kului kaikkiaan noin 12 000 kWh vuodessa, josta suunnilleen puolet kului ilmalämpöpumpussa. Kohteen erityispiirteenä on huomattava lämmitystarve kesälläkin kellarikerroksen vuoksi. Pohdinnassa oli erityisesti maalämpö (MLP), vesi-ilmalämpöpumppu (VILP) sekä öljylämmityksen tehostaminen uusilla ilmalämpöpumpuilla (ILP). Valinta kallistui ilmasta ottavaan laitteeseen asennuksen yksinkertaisuuden ja kokonaistalouden perusteella. Tässä on kuvattu, miten ja millä perusteilla remontti on tehty. Viiden vuoden kokemuksella voi sanoa, että projekti on onnistunut ja ylittänyt kaikki odotukset. Jäljellä on enää kysymys, kuinka kauan pumppu kestää käytössä.

VILP valintaa puolsivat:

• Kellarikerroksen ympärivuotinen lämmitystarve.
• Maalämpöä ratkaisevan paljon edullisempi perustamiskustannus. Tarjoukset maalämmöstä olivat yli 30 000 €.
• Lämpökaivojen poraamiseen ja vesikaivoon liittyvät riskit.
• Mahdollisuus itseasennukseen.

Muuta:
Katsoin, että koneen pitäisi olla 3-vaiheinen ja taajuusmuuntaja ohjattu sillä suurien varaajien vieminen sisälle pannuhuoneeseen olisi ollut vaikeaa, ellei peräti mahdotonta.
Pitäisi toimia nykyisellä 25 A liittymällä. Suuremmasta liittymästä olisi suuremmat kustannukset.
=> Valituksi tuli CTC:n Ecoair 520 M, ilman sisäyksikköä öljykattilan toimiessa puskurivaraajana.


ASENNUS

Asennus on tehty kokonaan omatoimisesti.

Kuva 41: Läpivientejä varten perusmuuriin on porattu 4 kpl 70 mm reikiä ennen pohjalaatan valamista. Läpivientejä on yksi sähkölle (3 x 20 mm), kaksi vesikiertoputkille ja yksi ulkoyksikön lauhteelle. Pannuhuoneen sisäpuolisen levyn läpi on vain tarkasti putkien kokoiset reiät.

Läpiviennit on eristetty solumuovilla (9mm) + Armaflexillä (9mm) ja uloin kerros on tiivistetty uretaanilla reikään kiinni. Ulkona olevien putkien pintaan on kääritty ilmastointiteippi.

Kuva 42: Pohjalaatta on valettu foamin päälle

Perustus on tehty erillisen valetun laatan päälle. Laatan ja kivijalan välissä on sepelikaista. Jalkojen alla on vajaan 20 sentin lisäkorokkeet, jotta kone olisi paremmin lumen yläpuolella. Putkisto-osat on hankittu pääosin kierrätysmateriaalina. Samalla on suurimmaksi osaksi jo saneerattu pannuhuoneessa olevat vesiputket, mikä sisältyy tarvikkeisiin ja materiaaleihin. Kaikki putket ovat kuparia ja koottu pääosin tinaamalla (Sn97Cu3) käyttäen kapillaariosia. Erityiset putken osat on liitetty helmiliitoksin tai kartioliitoksin. Kylmävesiputkien tinaamisessa olisi suositeltavaa käyttää hopealla seostettua tinaa, sillä hopea suojaa tinaa tinarutolta.

Kuva 43: Kone on liitetty joustoelementeillä putkistoon. Teräsletkut eivät päästä happea ja ovat yhtä taipuisia kuin pehmeät kumiletkut. Teräspaljeletkut paitsi taipuvat, myös puristuvat kokoon ja venyvät.

Kuva 44: Lämpöpumpulle menevä sähkö mitataan erikseen omalla mittarilla, samoin kuin kuuman veden tulistusvaraajan kuluttama sähkö. Lämpöpumpun käyttämään sähköön sisältyy latauskiertopumpun kulutus ja kaikki koneen omat toiminnot. Turvakytkin on asennettu koneen takaseinään tulo- ja menoputkien yläpuolelle.

Elokuussa 2019 on asennettu kolmas sähkömittari lämmönjaon kiertopumpuille ja niiden säätimille. Samalla on asennettu kellokytkin, jolla voi ajastaa talon kiertopumput pysähtymään esim. yöaikaan.

Kuva 45: Lopuksi putket on eristetty, niin sisällä kuin ulkona. Ulkona eristys on ”pinnoitettu” ilmastointiteipillä.

Kuva 46: Pannuhuoneessa putket kulkevat VILP:in suuntaan katossa. Putket nousevat kattilalta VILPille ilman laskuja mutta sisältävät pitkät vaakavedot. Näin niihin ei jää ilmataskuja, putket voi tyhjentää tarvittaessa ja mikään ei estä luonnonkiertoa sähkökatkon aikana.

Ohjainlaitteen asennus on hyvin yksinkertaista. Jos ei jaksa perehtyä 100 sivuiseen ohjekirjaan, tässä kuinka anturit kytketään järjestelmä 5:n (varaajalämmitys) kohdalla. Lämmitysjärjestelmän mukaan voi valita erilaisia järjestelmävaihtoehtoja ja ne poikkeavat ainakin antureiden kytkennän osalta.


CTC 520 M KAAPELEIDEN ASENNUS
Järjestelmä No: 5, varaajalämmitys

TIEDONSIIRTOKAAPELI
G 51 Ruskea
G 52 Valkoinen
G 53 Vihreä
Keltaista ja verkkoa ei kytketä mihinkään

Latauskiertopumpun PWM ohjaus
G 45 Sininen
G 46 Ruskea

Latauskiertopumppu Grundfors UPM GEO 25-85, virran syöttö
A 12 Ruskea, käyntivirta
0 … Sininen
Maa Keltavihreä, sähkön syötön liittimistä

Sisäyksikön ulkolämpötila-anturi
G 11 Ulkolämpötila
G 12 Ulkolämpötila

Varaajan (kattilan) lämpötila-anturi
G52 Kattila
G66 Kattila

Meno patterikiertoon
G12 Meno
G12 Meno

Patterikierto paluu varaajaan
G31 Paluu
G32 Paluu

Huonelämpötila-anturi
G 17 Hälytyslähtö
G 18 Maa
G 19 Tulo

Jos lauhdeputken sulanapitokaapelin kytkee CTC:n kautta, se kytketään Out 2:een (virtajohto, nollajohto out 2:n C2:een). Maajohto kytketään ulkoyksikön yleiseen maadoitukseen. Järjestelmä 5:n puutteita ovat mm., että puskurivaraajan lämpötilaa ei voi ajastaa. Lämmityspiireihin lähtevän lämpötilan voi sitä vastoin ajastaa, jos käyttää Ecologicia niiden ohjaamiseen. Itselläni on täysin erilliset Tiimi 3000 säätimet lattialämmityksen ja patterikierron sunteille. Näihin voi ajastaa lämpötilan pudotuksia ja tätä on käytetty siirtämään lämmitystä yöltä päivälle keväisin ja syksyisin, jolloin asuinkerroksen lattioita on lämmitetty päivisin.


KUSTANNUKSET

7750 € CTC 520 M, Ecologic family ohjain + Grundfors GEO 25-85 pumppu.
36 € Sementti perustukseen
350 € Putkistomateriaalit, sis. käyttövesiputket pannuhuoneessa. Ylimäärin molempiin.
50 € Latauskierron putkien lämmöneristeet
60 € Kytkentäletkut pumppu – putkisto, 2 kpl
60 € Käytetty kuuman veden varaaja ja vastuksen uusi tiiviste
150 € Kaksi termostaattisekoitinta kuumalle käyttövedelle
120 € Sähkökeskus kaappi
100 € Sähköasennus tarvikkeita, johtoja, mekaaniset kWh mittarit *
46 € Turvakytkimet 2 kpl (VILP + LVV)
30 € Juotostina 3 x 100 g
30 € Puulevy sähköasennusten pohjaksi

8782 € YHTEENSÄ (olemassa olevia tarpeita ja työkaluja ei ole laskettu)

Kustannukset perustuvat omatoimiseen asennukseen. Asennus on pohjimmiltaan hyvin yksinkertainen. Vain kaksi putkea, lämpöpumpulle meno ja lämpöpumpulta paluu täytyy yhdistää olemassa olevaan kattilaan tai varaajaan.


KANNATTAVUUS

VILP on osoittautunut erittäin kannattavaksi, jos sitä verrataan pelkkään öljylämmitykseen, sähkölämmitykseen tai myös lähtötilanteeseen eli öljy + ILP lämmitykseen. Suuren osan VILP:in tuomasta säästöstä olisi voinut saada aikaan myös hankkimalla toisen ILP:n kellarikerrokseen. Myös maalämpö olisi ollut perusteltavissa taloudellisesti pelkkää öljylämmitystä tai alkuperäistä öljy + ILP lämmitystä vasten. Tässä tapauksessa päädyttiin VILP:in, koska se oli helposti toteutettavissa omatoimisesti ja kannattavuus vaikutti erittäin hyvältä.

Energian hinta on vaihdellut voimaakkasti siitä kun saneeraus on päätetty ja toteutettu. Saneerauksen aikana polttoöljy maksoi noin 85 senttiä litra. Suorissa käyttökuluissa lämpöppumppu on tuonut noin 2500 € säästön vuodessa. Kannattavuusarvio on laskettu 90 senttiä/l öljyn hinnalla. Lisäksi VILP on laskettu kuoletettavaksi 10 vuoden kuluessa ja sille on budjetoitu 200 €/vuodessa korjauskustannuksia. Vastaavasti maalämpöpumppu on laskettu uusittavaksi 15 vuoden välein. VILPille on käytetty tässä varmuuden varalta maalämpöpumppua lyhyempää käyttöikäodotetta, koska koneiden pitkäaikaisesta käytöstä on melko vähän kokemuksia ja toisaalta tässä tapauksessa käyttöikäodote vaikuttaa melko vähän kannattavuuteen. Ilmalämpöpumpuista on enemmän kokemuksia ja 10 vuoden käyttöaika tyypillisesti ylitetään. Kaikki kustannukset edellä kerrotulla tavalla laskien tuotoksi jää noin 1500 € vuodessa.

VAIHTOEHTOJEN ESITTELY

Öljylämmitys

Kannattavuus arvion pohjana on vanha alkuperäinen mutta käyttökelpoinen öljykattila. Öljylämmitystä olisi ollut mahdollista jatkaa ilman toimenpiteitä, joskin noin 30 vuotta vanha kattila ja poltin olisi saattanut jatkuvassa käytössä edellyttää tulevaisuudessa korjauksia tai uusimista. Kannattavuusvertailussa on lähdetty siitä, että öljykattilalle ei tehdä mitään välttämättömien pienten huoltotoimenpiteiden lisäksi. Tästä optimisesta lähtökohdasta huolimatta on löydettävissä useita lämmitystapoja, jotka merkittävistä perustamiskustannuksista huolimatta maksaisivat kohtuullisen nopeasti itse takaisin alentuneina käyttökustannuksina. VILPin kanssa öljykattila toimii varaajana sekä tuki- ja varalämmönlähteenä.

Maalämpö täysitehoisena

Maalämpö olisi voinut korvata koko lämmitystarpeen. Toisaalta se olisi merkinnyt sitoutumista yhteen lämmitystapaan ja perusteellista saneerausta. Maalämpöön olisi myös liittynyt riski vesikaivosta. Projekti olisi ollut oleellisesti VILPin asentamista suurempi ja sen toteuttaminen omatoimisesti järkevässä ajassa olisi ollut haasteellista. Maalämmöllä käyttökustannukset olisivat pienimmät, varsin tarkasti samat kuin hakekattilalla ostettaessa hake valmiina. Takaisinmaksu aika on järkeävä mutta tuotto jää huomattavan suuren perustamiskustannuksen suhteellisen pieneksi. Vastaavasti toiminta olisi todennäköisesti mutkatonta. Maalämmön kustannusarvio perustuu avaimet käteen tarjoushintaan.

Suorasähkölämmitys

Kattilassa on jo valmiina lämmitysvastukset 15 kW teholle, mikä ei olisi edellyttänyt mitään muutostöitä. Suorasähkön käyttöön vesikiertolämmityksen kautta olisi voinut siirtyä heti ilman mitään toimenpiteitä. Tämä ei olisi tuonut kuitenkaan mitään säästöjä. Suorasähkö on kuitenkin hyvä varalämmitys, jos kaikki muu pettää.

Varaava sähkölämmitys

Toteutus olisi edellyttänyt suuria ja perusteellisia saneeraustoimia ja tarvittavien varaajien asentamista pannuhuoneeseen. Varaavassa sähkölämmityksessä olisi mahdollista hyödyntää 2-aikatariffin edullisempaa yösiirtoa, lisäksi myös sähköenergiaa on todennäköisesti saatavilla yöaikaan keskimääräistä halvemmalla. Laskelmassa on huomioitu 2-aikatariffin lisämaksut ja myös taloussähkön kulutuksen siirtyminen pääosin kalliimmalle päiväajalle. Vertailulaskelmassa oleva kustannusarvio ei perustu tarjouksiin vaan on oma karkea arvio kustannuksista. Varaava sähkölämmitys olisi tullut suurimman osan ajasta käyttökustannuksiltaan huomattavasti öljylämmitystä edullisemmaksi. Suhteellisen suuren lämmitystarpeen täyttäminen pelkästään yöaikaan olisi ollut kovimpien pakkasten aikaan haasteellista ja vaarana olisi ollut kulutuksen siirtymistä osittain kalliimmalle päivähinnalle.

Pelletti

Pelletin käyttöä varten olisi tarvittu varastosiilo ja käytännössä uusi kattila polttimineen. Pelletti olisi tuonut huomattavan säästön öljylämmitykseen verrattuna mutta samat säästöt sai aikaiseksi myös VILPillä. Pelletissä arvelutti myös paloturvallisuus ja laitteiston vaatima seuranta.

Hake

Puulämmitys olisi edellyttänyt soveltuvaa kattilaa ja ruuvipoltinta. Puulämmitys olisi käyttökustannuksiltaan maalämmön kanssa edullisin, mutta työläin vaihtoehto. Hakepolttimissa on myös tunnistettavissa tulipaloriski ja ne sitovat käyttäjäänsä. Perustamiskustannus ja ylläpitokulut perustuvat omaan arvioon. Joka tapauksessa olisi tarvittu vähintään soveltuva kattila ja hakepoltin.

Ilmalämpöpumppujen (ILP) asentaminen

Talossa jo oli yksi ilmalämpöpumppu ja kellariin olisi hyvin voinut asentaa toisen. Ilmalämpöpumput olisivat maksaneet todennäköisesti nopeasti itsensä takaisin ja niillä öljylämmityksestä olisi voinut korvata ehkä noin puolet. Vaihtoehto hylättiin liian osittaisena ratkaisuna. VILPin kattavuus on parempi ja tuottopotentiaali on kokonaisuudessaan näin huomattavasti suurempi, vaikka ilmalämpöpumpuilla tuotto prosentti olisi todennäköisesti muodostunut parhaaksi. Kustannusarvio perustuu kahden hyvän ja tehokkaan lämmittämiseen soveltuvan ilmalämpöpumpun avaimet käteen asennukseen.

VAIHTOEHTOJEN KANNATTAVUUSVERTAILU

Kaikissa vaihtoehdoissa on jyvitetty kuluvien koneiden ja laitteiden arvo arvioidulle laskennalliselle käyttöajalle. Lisäksi on budjetoitu pieni korjaus ja huoltokustannus. Ilmalämpöpumpuille (ILP) ei ole laskettu korjauskustannuksia vaan ne on katsottu vaihdettavan uusiin 10 vuoden käytön jälkeen.

Kuva 47: Kannattavuuslaskelma-arvio eri saneerausvaihtoehdoista

SÄÄSTÖJEN KERTYMINEN LÄMMITYKSESSÄ

Alla olevassa kuvassa on esitetty VILPillä saavutettu tuotto. Tuotto on laskettu toteutuneen sähkönhinnan ja todetun suorituskyvyn mukaan. Vertailukohtana on öljylämmitys edellä kuvatuilla perusteilla. Huomaa, että tätä ei pidä suoraan ajatella kannattavuus ja takaisinmaksuaikalaskelmaksi, sillä laitteiston käytön aikaista kulumista ja uusimistarvetta ei ole tässä otettu millään tavalla huomioon.

Kuva 48: Säästöjen kertyminen. Kuvassa ei ole otettu huomioon laitteen kulumista käytön seurauksena eikä pääomakustannusta. Käytännössä laitteen käyttöiäksi voinee olettaa luokkaa 10 vuotta. Kaavio sisältää toteutuneet korjauskustannukset.

Kuvassa 49 on esitetty jaoteltuina energiakustannukset teoreettisena tarkasteluna siitä lähtökohdasta että kaikki energia olisi tuotettu suorasähkölämmityksellä ja sähköstä olisi maksettu sama hinta (valkoinen käyrä). Pylväät esittävät toteutunutta energianhankintakustannusta. Pylvään ja käyrän väliin jäävä osuus säästö. Lämpöpumppukoneen kulumista käytön seurauksena ei ole jyvitetty kaavioon kuluna mutta toteutuneet korjauskustannukset on lisätty käyttökuluksi.

VIAT JA KORJAUKSET

• Höyrystinkennon lämpötila-anturi vikaantui noin kuukausi käyttöönoton jälkeen elokuussa 2016. CTC:ltä toimitettiin uusi "sulatusanturi", joka vaihdettiin itse paikalleen. Anturi piti uusia toistamiseen elokuussa 2021, jolloin se maksoi noin 30 €.
• Lauhteenkeräin alkoi kerätä jäätä ensimmäisten pakkasten tultua joulukuussa 2016. Ongelma ratkaistiin teknisen tuen kautta muuttamalla koneen asetuksia sillä tavalla, että lauhteenkeräin lämpenee 120 minuuttia sulatuksen alkamisesta eli se on talvella käytännössä koko ajan päällä. Lauhteenkeräimen lämmitysvastus on 50 W tehoinen. Alun perin se oli päällä ilmeisesti vain sulatusten ajan. Toimenpide lisäsi sähkönkulutusta noin 200 kWh vuodessa. Jäätymisongelmaa ei ole esiintynyt tämän jälkeen. Jään kertyminen koneen sisälle on kuvattu täällä: https://lampopumput.info/foorumi/threads/vesi-ilmalämpöpumppujen-vilp-cop-tehot-ja-sulatukset.24541/page-5
• Puhaltimen moottorin laakerit alkoivat ääntää ilmojen kylmetessä syksyllä 2019. CTC katsoi, että vika ei ole enää 3 vuoden tehdastakuun piirissä. Huomion arvoista on, että uusi puhallin maksaisi 680 € + mahdollisen asennustyön. Puhallinta ei voi korjata normaaleilla menetelmillä, sillä se on rakennettu standardista hiukan poikkeavin laakerimitoin, joita ei ole yleisesti saatavilla mistään. Vika on korjattu 5.1.2020 rasvaamalla vialliset laakerit. Ennalta ehkäisynä puhaltimen laakerit rasvattu uudelleen kesäkuussa 2021. Puhaltimen kunnostus on kuvattu täällä: https://lampopumput.info/foorumi/th...pst-puhaltimen-s3g630-ad05-53-laakerit.29432/

 

[pökö]

Vs: CTC Ecoair 520 M, OKT 200 + 200 m2, Pohjois-Savo

Marraskuu

Millaisen kuukausi-copin saitte aikaiseksi?
Mulla tuli 2,1 keskilämmöllä -0,5, pyynnillä 42 astetta.

 

[Kellarinlämmittäjä]

Vs: CTC Ecoair 520 M, OKT 200 + 200 m2, Pohjois-Savo

Pumppauksen COP. Pollulla mitatusta lämmöntuotannosta ei ole vähennetty sulatukseen kuluvaa energiaa, minkä vuoksi Pollu -mittauksen perusteella talvella pumppauksen COP näyttää liian optimistiselta.

2016 Elokuu ……. COP laskettu = 5,35
2016 Syyskuu ….. COP laskettu = 5,17
2016 Lokakuu ….. COP laskettu = 3,65
2016 Marraskuu… COP laskettu = 2,75
2016 Joulukuu …. COP laskettu = 2,55
2017 Tammikuu .. COP laskettu = 2,63
2017 Helmikuu …. COP laskettu = 2,51
2017 Maaliskuu … COP laskettu = 3,05
2017 Huhtikuu ….. COP laskettu = 3,61
2017 Toukokuu ….. COP laskettu = 4,63
2017 Kesäkuu ….. COP laskettu = 4,81
2017 Heinäkuu ….. COP laskettu = 5,12
2017 Elokuu …….. COP laskettu = 4,93 COP Pollulla mitattu = 5,10
2017 Syyskuu …….. COP laskettu = 4,85 COP Pollulla mitattu = 4,67
2017 Lokakuu …….. COP laskettu = 3,47 COP Pollulla mitattu = 3,74
2017 Marraskuu … COP laskettu = 2,81 COP Pollulla mitattu = 3,38
2017 Joulukuu ……. COP laskettu = 2,76 COP Pollulla mitattu = 3,24
2018 Tammikuu ……. COP laskettu = 2,62 COP Pollulla mitattu = 2,95
2018 Helmikuu ……. COP laskettu = 2,27 COP Pollulla mitattu = 2,49
2018 Maaliskuu ……. COP laskettu = 2,60 COP Pollulla mitattu = 2,77
2018 Huhtikuu ……. COP laskettu = 3,44 COP Pollulla mitattu = 3,62
2018 Toukokuu ……. COP laskettu = 4,44 COP Pollulla mitattu = 4,52
2018 Kesäkuu ……. COP laskettu = 4,72 COP Pollulla mitattu = 4,72
2018 Heinäkuu ……. COP laskettu = 5,66 COP Pollulla mitattu = 5,66
2018 Elokuu ……. COP laskettu = 5,27 COP Pollulla mitattu = 5,27



Kesällä pumppu on ajoitain ollut ukkosvaaran ja matkoilla olon vuoksi pitkiä aikoja pois päältä. Kesä, heinä ja elokuussa 2018 laskennallinen lämmöntuotto on korjattu Pollulla mitattuun, minkä vuoksi COP laskettu = COP Pollulla mitattu.

Lämmön tarpeen jakauma ei ole minulla ehkä aivan tyypillinen. Liitteenä olevassa kuvassa on asuinkerroksen lämmitys tarve sekä koko lämmitystarve. Kellarin lämmitystarve on näiden erotus.

 

[Kellarinlämmittäjä]

Vs: CTC Ecoair 520 M, OKT 200 + 200 m2, Pohjois-Savo

OSTOENERGIAN KULUTUS JA ENERGIATEHOKKUUDEN PARANEMINEN

LÄMMITYSTAPA Todellinen E arvo Energialuokka

Todettu VILPin kanssa * 57 kWh/m2 95 kWhe/m2 B (75 - 115) Extrapoloitu 2 x elokuun-tammikuun kulutus
VILP kannattavuusarvio 70 kWh/m2 110 kWhe/m2 B (75 - 115)
Ennen ILPin ja öljyn kanssa 109 kWh/m2 137 kWhe/m2 C (115 - 144)
Verrat. alkup. öljylämmitykseen 134 kWh/m2 157 kWhe/m2 D (144 - 244)

Sähkön energiasaanto 1,0 kWh/kWh, laskettu kaikelle sähkön kulutukselle
Sähkön E kerroin 1,7 kWhe/kW, laskettu kaikelle sähkön kulutukselle
Öljyn energiasaanto 9,0 kWh/l
Öljyn E kerroin 10,0 kWhe/l

* Joulukuun 2016 ja tammikuun 2017 lämmitystarveluku on ollut keskimääräistä ~10% pienenpi. Tätä ei ole huomioitu laskelmassa.

 

[VesA]

Vs: CTC Ecoair 520 M, OKT 200 + 200 m2, Pohjois-Savo

Mitäs jos nyt pakkasen ajaksi kylmästi lopetat sen kellarin lämmittämisen ja kokeilet mitä tapahtuu CTC:n ottotehoille ja COPeille. Veikkaisin oman kellarin lämmityksen pohjalta, että kellarin lämpötila ei kovin äkkiä muutu. Eikä se kellari tähän aikaan vuodesta kostukaan.

 

[Kellarinlämmittäjä]

Vs: CTC Ecoair 520 M, OKT 200 + 200 m2, Pohjois-Savo

Nyt pakkasen aikaan on koemielessä lämmitys katkaistu kellarista. Eli siltä osin säästyneen öljyn verran saa Setä sitten kärsiä ja pumpata kellarin taas lämpimäksi pakkasten väistyttyä. Jos ennusteet pitävät paikkansa, öljylämmitys on tarpeen elisestä illasta huomiseen aamuun, kun pakkasta 20 pahemmalla puolella.

Tuo kellarikerroksen lämmityskierron osuus on näin pakkasellakin luokkaa 30% lämmitystarpeesta. Kattilan ollessa kuuma, pannuhuoneen sisäiset häviöt ovat nekin yli 10 % ja niihin en voi vaikuttaa kattilan ollessa nyt kuuma. VILPin käydessä, kattilahuoneen sisäiset häviöt pienenevät.

Vuosi sitten (18.1.2016) -27 °C mitattuna ilman veden käyttöä

kW kWh/d
Pelkkä yläkerran lattialämmityskierto (36°C) = 3,3 80
Pelkkä pannuhuone + KV kierto = 1,2 29
Pelkkä yläkerran patterikierto (50-51°C) = 2,8 67
Pelkän kattilan häviöt ilman kiertoja 0,6 15
Pelkkä kuumavesikierto 0,6 14
Pelkkä kellarin lämmityskierto (50-51 °C)= 3,5 84
TASE Kaikki yhteensä 10,9 261
Yläkertaan (lattiat + patterikierto) 6,1 147
Kellariin (kellarin kierto + KV kierto + pannuhuone) 4,7 113

 

[VesA]

Vs: CTC Ecoair 520 M, OKT 200 + 200 m2, Pohjois-Savo

Meillä kellarin lämmitys on ollut aika hämmentävää. Muinoin kun muutimme kellarissa oli kutakuinkin 12 astetta kesät talvet. Kun kellaria käytetiin työtilana sitä lämmitettiin omalla ILPillä joka otti ihan kunnolla energiaa kesät talvet ja kellarin lämpötila saatiin ILPillä sopivaksi. Nyt kellarin ILP-lämmitys on ollut 1,5v pois päältä .. eikä siellä ole vieläkään kylmä, asteita en ole mitannut. On siellä pieni vesipatteri. Kesällä siellä pyöritettiin ILPpiä kosteudenpoistolla, vettä tulee loppukesästä reilusti.

 

[Kellarinlämmittäjä]

Vs: CTC Ecoair 520 M, OKT 200 + 200 m2, Pohjois-Savo

Tässä vielä kuinka tuo kellarin lämmityksen poiskytkeminen vaikuttaa pumpun kuormaan. Kierrosnopeus on otettu juuri ennen sulatuksen alkamista. Tämäkään on tuskin aivan stabiili tilanne ja sellaista ei edes ehdi muodostua. Varsinkin kylmissä olosuhteissa tilanne on turhan mairitteleva kapasiteetin riittävyydestä, sillä pumppu käy kuitenkin pitkän osa käyntijakson alusta täysillä ja tuo täysillä käyntijakson pituus riippuu myös käytännössä suoraan ulkolämpötilasta. Sulatuksen aikana suntit aukeavat ja taas sulatuksen jälkeisessä kiihdytyksessä kiertohin pääsee lämpimämpää vettä. Suntit ovat varmaan säädöllä jo käyntijakson lopulla mutta voi olla että alkukiihdytyksen jälkeistä lämpöpulssia vielä sulatellaan. Pumpattu lämpötila on ollut käyntijakson lopulla noin 35 astetta oltaessa lähellä nollaa ja 36 °C kylmässä päässä.

 

[VesA]

Vs: CTC Ecoair 520 M, OKT 200 + 200 m2, Pohjois-Savo

Onhan tuo aika suurikin ero. Kuinka sen kellarin lämpötilan kävi ? Kellarin vaatima lämmitysteho ei meillä riippunut ulkoilman lämpötilasta paljonkaan, koska sen seinien takana 'ulkoilma' on maaperä.

Sinne ei siis kannattane pakkasella laittaa käyrän mukaista vettä, tila ei sitä tarvitse eikä ehkä edes kovin paljon siitä lämpene.

 

[Kellarinlämmittäjä]

Vs: CTC Ecoair 520 M, OKT 200 + 200 m2, Pohjois-Savo

Yhden päivän kokeilin pitää ilman kiertoa, lisäksi kierto oli pois vajaat 2 vrk viikolla, kun pakkasta oli parin kymmenen tietämissä.

Autotalli jäähtyi 14 astetta, kellari vain kolme astetta. Sitten nuo mittaukset on tehty lähinnä vain kytkemällä kellarin lämmitys pois yhden käyntijakson (1h) ajaksi ja niin siitä saakin parhaan tuloksen. Kylmän autotallin päällä yläkerran lattia ei jaksanut lämmetä kunnolla.

Jos tuota jaksaisi veivata, varmaan voisi jotain säästää. En oikein ymmärrä, mutta tuon "ei kellarin lämmitystä" päivän COP ei kauheasti noussut. Ehkä asuinkerroksessa oli jotain vajausta jota piti nostaa ylös ja toisaalta jo jäähtyneen kellarin päällä lattiat sitten varmaan vetivät lämmintä itseensä sen minkä pystyivät.

Pisteet joissa on molemmat kierrot päällä, on mitattu aikaisemmin, silloin kun kellarikin oli lämmin. Taas noissa "ilman kellarin lämmitystä" pisteissä asuinkerros oli enemmän tai vähemmän jäähtyneen kellarin päällä. Eli tuo kellarin osuus on mieluummin suurempi kuin pienempi, mitä tuo kuvatus näyttää.

 

[Kellarinlämmittäjä]

Perkasinpa lopultakin oman käyttökertomukseni läpeensä. Toivottavasti taulukot näkyvät luettavina.
Asumisen osalta on saavutettu päälle 50 % pudotus ostoenergiassa mutta autoissa palaa vielä rutosti dieseliä.

 

[Kellarinlämmittäjä]

Raportoinnin kehittämistä on pohdittu tässä keskustelussa

Kellarinlämmittäjän VILP tulokset

Yritin laatia tuonne käyttökertomuksiin ymmärrettävän raportin kolmeen ensimmäiseen viestiin, missä on kuvattu saavutetut tulokset, asennustapa ja oleellisia mittaustuloksia. Tässä on selvästi muodostunut semmoinen käsitys, että ilosanoma ei mene perille vaan erilaisia peikkoja nousee pintaan...

lampopumput.info

Kritiikkiä saaduista tuloksista on käyty samaisessa keskustelussa alkaen

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