Minulla on suunnitteilla hieman tavallisesta paljun VILP-lämmityksestä poikkeava projekti, ja ajattelin laittaa suunnitelman tänne sanity checkiin ennen kuin alan porata puupaljuun 60 mm reikiä ja tehdä muita vaikeasti peruttavia päätöksiä.
Lähtökohtana on noin pari vuotta vanha Kirami Original Woody M SUB TW (eli uppokamiinamalli), vesimäärä noin 1,46 m³. Talossa on Kaisai KHC-12RY3-B 12 kW VILP, käytännössä Midea Arctic -klooni.
Projektin varsinainen päätarkoitus ei ole lämmin palju vaan ympärivuotinen kylmäallas / avanto.
Tavoitetilat olisivat suunnilleen:
En löytänyt foorumilta ainakaan haulla toteutusta, jossa tavallista kiinteistön VILPiä olisi käytetty lämmönvaihtimen kautta paljun aktiiviseen jäähdyttämiseen. VILP-paljulämmityksiä ja kylmänä talvella pidettäviä paljuja kyllä löytyy, joten ajattelin kokeilla joukkoistaa tämän ennen rakentamista.
Ajatus on lisätä Kaisain jälkeen moottoroitu 3-tievaihto:
NORMAL:
Kaisai
↓
öljykattila / puskuri
↓
talon lämmitys
PALJU:
Kaisai
↓
paljun lämmönvaihdin
↓
takaisin Kaisaille
Eli paljutilassa Kaisain koko virtaus ohjataan erilliselle vesi-vesilämmönvaihtimelle. Talon verkkoa ja puskuria ei silloin turhaan lämmitetä tai varsinkaan jäähdytetä.
Paljupuoli olisi oma avoin kiertonsa:
PALJU
↓
imu
↓
karkea esisuodatin
↓
24/7 kiertopumppu
↓
pestävä hienosuodatin / bypass
↓
virtausvalvonta
↓
UV-C
↓
lämmönvaihdin
↓
paluu paljuun
Paljun ja kellarin seinän väliin jää matkaa 7m terassin alla. Putkia tulee kaksi ja hankintapituus olisi nousuineen noin 2 × 9 m. Putkikooksi olen ajatellut noin 50 mm allasputkea/letkua, koska järjestelmän jatkuvan kierron pitäisi toimia pienellä sähköteholla ja painehäviö halutaan alas.
Tässä on mielestäni yksi projektin isoista avoimista kysymyksistä:
- kuinka hyvin tavallinen allasputkilämmönvaihdin toimii jäähdytyksessä, kun Kaisain vesi on noin 5 °C ja palju lähestyy 6 °C:ta?
Lämmityspuolen dataa löytyy kohtuullisesti, mutta tällaisesta noin yhden asteen loppulähestymästä ei löydy juuri mitään.
Lämmönsiirrin-ehdokkaina on ollut esimerkiksi:
Jos lähdetään 5 °C:sta:
5 → 38 °C ≈ 56 kWh
Tehoa Kaisai-puolella on enemmän kuin riittävästi. Lämmönvaihtimen ei mielestäni tarvitse siirtää 12 kW enää aivan 38 °C tuntumassa. Kaisain menolämpöä voidaan nostaa paljun lämmetessä esimerkiksi 35–40 asteesta kohti 50–55 °C:ta. Kovalla pakkasella tämä voi olla ongelma,
Kunhan lämmönvaihtimen teho ylittää paljun lämpöhäviön myös loppupäässä, 38 °C pitäisi olla saavutettavissa kokonaan VILPillä. Tästä syystä olen alkanut kallistua myös siihen, että SUB-puukamiina puretaan kokonaan pois. Sen jälkeen paljuun voisi laittaa oikean noin 70 mm eristetyn termokannen. Nykyinen ABS-kansi ei käytännössä eristä juuri mitään, ja kamiina savupiippuineen on kylmässä käytössä melkoinen lämpösilta. Alustavasti termokannen + kamiinan poiston jälkeen paljun lämpöhukka tilanteessa vesi +4 °C / ulkoilma −20 °C näyttäisi olevan ehkä vain muutamien satojen wattien luokkaa. Tuollekin arviolle saa mielellään antaa turpaan.
Ajatus olisi, että palju ei koskaan olisi Kaisain ensisijainen sulatusenergian lähde.
Kun palju tarvitsee lämpöä:
palju pyytää lämpöä
↓
3-tie vielä talolla
↓
jos Kaisai sulattaa → odotetaan
↓
kun sulatus on ohi ja kone vakaa
↓
3-tie paljulle
↓
paljun lämmitys
Ja jos Kaisai käynnistäisi sulatuksen kesken paljulämmityksen, 3-tie palautettaisiin välittömästi talon/puskurin puolelle. Vielä parempi olisi ajoittaa talven ylläpitolämmitys luonnollisesti juuri sulatuksen jälkeiseen aikaan. Kaisain ohjaus on tarkoitus tehdä Modbusilla ESP32:n kautta. Rautana on Wavesharen ESP32-S3-RS485-CAN ja softapuolella tarkoitus käyttää Midea-heat-pump-ESPHome-projektia.
2 × 50 mm putki
+ 32–40 mm suljettu solukumieriste
+ putket hieman maan/sepelin sisään
+ 50 mm XPS-routakansi päälle
+ kummallekin putkelle oma 10 W/m saattolämmitys
+ jatkuva kierto
+ virtausvahti
+ itsenäinen pakkastermostaatti
Saattolämmitys on normaalisti pois. Pumpun/virtauksen vikaantuessa se voidaan kytkeä päälle. Home Assistant saa valvoa ja optimoida, mutta jäätymiseneston kriittisen toiminnan ei ole tarkoitus riippua HA:sta, Wi-Fistä tai Modbusista.
Vuotoanturi:
→ pumppu OFF
→ molemmat paljulinjat KIINNI
→ PALJU ENABLE pois Kaisailta
→ 3-tie takaisin talolle
Tämänkin pitäisi toimia itsenäisellä 24 V turvapiirillä ilman Home Assistantia. Venttiilien ei sen sijaan pitäisi sulkeutua jokaisessa sähkökatkossa, koska silloin samalla menetetään kierto ja mahdollinen muu jäätymissuoja. Ajatuksena siis sähköllä auki/kiinni ja sähköttömänä jää viimeiseen asentoon. Sähkökatkoja ei tällä alueella ole viimeiseen 10 vuoteen ollut kuin yksi 40min mittainen -20C pakkasella.
Atlas DP BIG 20" + pestävä 50 µm polyesteriverkkopatruuna, bypassilla. Koko hienosuodatin voidaan siis ohittaa, jos se tukkeutuu tai sitä huolletaan. Talvella jäätymisenestokierto menee veden kirkkauden edelle.
UV-C:tä olen harkinnut mukaan heti ensimmäiseen versioon. Spa-käyttöön hyväksytyn noin 10–20 W laitteen pitäisi riittää tämän kokoiselle altaalle noin 2 m³/h kierrolla.
Kemiallinen vedenhoito on vielä auki. Tarkoitus ei ole rakentaa yleistä uimahallia, vaan pitää samaa vettä ehkä 1–2 kuukautta vähäisellä käytöllä ja vaihtaa se mieluummin kuin rakentaa suhteettoman monimutkainen vedenkäsittelylaitos. Helppo ylläpito on tässä avainasemassa.
Lisäksi mahdollinen uusi termokansi, jota en ole laskenut tuohon mukaan. Alaraja edellyttää, että käytettyjä osia löytyy järkevästi. Esimerkiksi uusi/käyttämätön Pahlén HF40 on ollut tarjolla noin 200 € toimitettuna ja Laing E10 -tyyppistä pumppua etsin käytettynä. Täysin uutena ja premium-osilla neljä tonnia näyttää menevän rikki yllättävän helposti. PVC-osat näyttävät lisääntyvän itsekseen...
Lähtökohtana on noin pari vuotta vanha Kirami Original Woody M SUB TW (eli uppokamiinamalli), vesimäärä noin 1,46 m³. Talossa on Kaisai KHC-12RY3-B 12 kW VILP, käytännössä Midea Arctic -klooni.
Projektin varsinainen päätarkoitus ei ole lämmin palju vaan ympärivuotinen kylmäallas / avanto.
Tavoitetilat olisivat suunnilleen:
- 4–6 °C normaali avanto/kylmäallas
- 10–15 °C saunavilvoittelu
- 38 °C satunnainen lämmin palju
En löytänyt foorumilta ainakaan haulla toteutusta, jossa tavallista kiinteistön VILPiä olisi käytetty lämmönvaihtimen kautta paljun aktiiviseen jäähdyttämiseen. VILP-paljulämmityksiä ja kylmänä talvella pidettäviä paljuja kyllä löytyy, joten ajattelin kokeilla joukkoistaa tämän ennen rakentamista.
Nykyinen hydraulinen ajatus
Talon nykyinen lämmityspaluu menee Kaisain kautta vanhaan öljykattilaan, joka toimii käytännössä puskurina.Ajatus on lisätä Kaisain jälkeen moottoroitu 3-tievaihto:
NORMAL:
Kaisai
↓
öljykattila / puskuri
↓
talon lämmitys
PALJU:
Kaisai
↓
paljun lämmönvaihdin
↓
takaisin Kaisaille
Eli paljutilassa Kaisain koko virtaus ohjataan erilliselle vesi-vesilämmönvaihtimelle. Talon verkkoa ja puskuria ei silloin turhaan lämmitetä tai varsinkaan jäähdytetä.
Paljupuoli olisi oma avoin kiertonsa:
PALJU
↓
imu
↓
karkea esisuodatin
↓
24/7 kiertopumppu
↓
pestävä hienosuodatin / bypass
↓
virtausvalvonta
↓
UV-C
↓
lämmönvaihdin
↓
paluu paljuun
Paljun ja kellarin seinän väliin jää matkaa 7m terassin alla. Putkia tulee kaksi ja hankintapituus olisi nousuineen noin 2 × 9 m. Putkikooksi olen ajatellut noin 50 mm allasputkea/letkua, koska järjestelmän jatkuvan kierron pitäisi toimia pienellä sähköteholla ja painehäviö halutaan alas.
Jäähdytys
Kaisai pystyy tuottamaan jäähdytyksessä noin +5 °C menovettä. Tavoite ei ole saada täydet 12 kW jäähdytystehoa vielä silloin, kun palju on 6 °C. Viimeisen asteen saa aivan hyvin tulla hitaasti. Oleellista on, että tehoa on riittävästi saavuttamaan noin 6 °C ja sen jälkeen poistamaan ympäristöstä tuleva lämpökuorma.Tässä on mielestäni yksi projektin isoista avoimista kysymyksistä:
- kuinka hyvin tavallinen allasputkilämmönvaihdin toimii jäähdytyksessä, kun Kaisain vesi on noin 5 °C ja palju lähestyy 6 °C:ta?
Lämmityspuolen dataa löytyy kohtuullisesti, mutta tällaisesta noin yhden asteen loppulähestymästä ei löydy juuri mitään.
Lämmönsiirrin-ehdokkaina on ollut esimerkiksi:
- Pahlén Hi-Flow HF40
- Pahlén Maxi-Flo
- Hexonic REV350
- mahdollisesti joku halvempi täysin rosterinen allasvaihdin
Lämmitys 38 °C:een
Paljun lämpökapasiteetti on noin 1,7 kWh/°C.Jos lähdetään 5 °C:sta:
5 → 38 °C ≈ 56 kWh
Tehoa Kaisai-puolella on enemmän kuin riittävästi. Lämmönvaihtimen ei mielestäni tarvitse siirtää 12 kW enää aivan 38 °C tuntumassa. Kaisain menolämpöä voidaan nostaa paljun lämmetessä esimerkiksi 35–40 asteesta kohti 50–55 °C:ta. Kovalla pakkasella tämä voi olla ongelma,
Kunhan lämmönvaihtimen teho ylittää paljun lämpöhäviön myös loppupäässä, 38 °C pitäisi olla saavutettavissa kokonaan VILPillä. Tästä syystä olen alkanut kallistua myös siihen, että SUB-puukamiina puretaan kokonaan pois. Sen jälkeen paljuun voisi laittaa oikean noin 70 mm eristetyn termokannen. Nykyinen ABS-kansi ei käytännössä eristä juuri mitään, ja kamiina savupiippuineen on kylmässä käytössä melkoinen lämpösilta. Alustavasti termokannen + kamiinan poiston jälkeen paljun lämpöhukka tilanteessa vesi +4 °C / ulkoilma −20 °C näyttäisi olevan ehkä vain muutamien satojen wattien luokkaa. Tuollekin arviolle saa mielellään antaa turpaan.
Talven 4 °C ylläpito ja Kaisain sulatus
Talvella Kaisain ei tarvitse tehdä mitään 4-asteista lämmitysvettä. Paljun lämmönvaihtimelle voidaan ajaa Kaisain alinta järkevää lämmitysmenovettä, esimerkiksi 25–30 °C, ja lämmittää 1,46 tonnin vesimassaa harvakseltaan. Vesimassa toimii tässä valtavana puskurina, joten tarkoitus ei ole käynnistää Kaisaita jokaisesta 0,1 °C lämpötilapudotuksesta.Ajatus olisi, että palju ei koskaan olisi Kaisain ensisijainen sulatusenergian lähde.
Kun palju tarvitsee lämpöä:
palju pyytää lämpöä
↓
3-tie vielä talolla
↓
jos Kaisai sulattaa → odotetaan
↓
kun sulatus on ohi ja kone vakaa
↓
3-tie paljulle
↓
paljun lämmitys
Ja jos Kaisai käynnistäisi sulatuksen kesken paljulämmityksen, 3-tie palautettaisiin välittömästi talon/puskurin puolelle. Vielä parempi olisi ajoittaa talven ylläpitolämmitys luonnollisesti juuri sulatuksen jälkeiseen aikaan. Kaisain ohjaus on tarkoitus tehdä Modbusilla ESP32:n kautta. Rautana on Wavesharen ESP32-S3-RS485-CAN ja softapuolella tarkoitus käyttää Midea-heat-pump-ESPHome-projektia.
Talvivarmuus
Palju itsessään ei tässä pelota. 1,5 tonnia vettä ei jäädy hetkessä. Sen sijaan 7 metrin ulkoputket jäätyvät. Nykyinen suunnitelma on:2 × 50 mm putki
+ 32–40 mm suljettu solukumieriste
+ putket hieman maan/sepelin sisään
+ 50 mm XPS-routakansi päälle
+ kummallekin putkelle oma 10 W/m saattolämmitys
+ jatkuva kierto
+ virtausvahti
+ itsenäinen pakkastermostaatti
Saattolämmitys on normaalisti pois. Pumpun/virtauksen vikaantuessa se voidaan kytkeä päälle. Home Assistant saa valvoa ja optimoida, mutta jäätymiseneston kriittisen toiminnan ei ole tarkoitus riippua HA:sta, Wi-Fistä tai Modbusista.
Kellarissa oleva vesimäärä ja vuotoriski
Tässä tulee projektin epämiellyttävä ominaisuus. Kellarin tekniikka on noin 2 m paljun vedenpintaa alempana eikä teknisessä tilassa ole kunnollista lattiakaivoa. Jos kellarissa katkeaa putki, pelkkä pumpun pysäyttäminen ei auta. Palju tyhjenee painovoimaisesti sisälle. Siksi olen suunnitellut heti kellarin seinäläpivientien jälkeen molempiin 50 mm putkiin moottoroidut palloventtiilit.Vuotoanturi:
→ pumppu OFF
→ molemmat paljulinjat KIINNI
→ PALJU ENABLE pois Kaisailta
→ 3-tie takaisin talolle
Tämänkin pitäisi toimia itsenäisellä 24 V turvapiirillä ilman Home Assistantia. Venttiilien ei sen sijaan pitäisi sulkeutua jokaisessa sähkökatkossa, koska silloin samalla menetetään kierto ja mahdollinen muu jäätymissuoja. Ajatuksena siis sähköllä auki/kiinni ja sähköttömänä jää viimeiseen asentoon. Sähkökatkoja ei tällä alueella ole viimeiseen 10 vuoteen ollut kuin yksi 40min mittainen -20C pakkasella.
Suodatus ja vedenhoito
Normaalisti vesi olisi 4–15 °C ja käyttö melko vähäistä. Satunnaisesti palju lämmitetään 38 °C:een. Nykyinen halpa ehdotus on:Atlas DP BIG 20" + pestävä 50 µm polyesteriverkkopatruuna, bypassilla. Koko hienosuodatin voidaan siis ohittaa, jos se tukkeutuu tai sitä huolletaan. Talvella jäätymisenestokierto menee veden kirkkauden edelle.
UV-C:tä olen harkinnut mukaan heti ensimmäiseen versioon. Spa-käyttöön hyväksytyn noin 10–20 W laitteen pitäisi riittää tämän kokoiselle altaalle noin 2 m³/h kierrolla.
Kemiallinen vedenhoito on vielä auki. Tarkoitus ei ole rakentaa yleistä uimahallia, vaan pitää samaa vettä ehkä 1–2 kuukautta vähäisellä käytöllä ja vaihtaa se mieluummin kuin rakentaa suhteettoman monimutkainen vedenkäsittelylaitos. Helppo ylläpito on tässä avainasemassa.
Alustava budjetti
Nykyinen karkea ostoslista näyttää tältä:| Kokonaisuus | Arvio |
|---|---|
| 18 m 50 mm putket + eriste + XPS + saattolämmitys + perusosat | 680–900 € |
| hienosuodatin + bypass | 250–300 € |
| UV-C | 250–350 € |
| karkea esisuodatin | 40–70 € |
| paljupuolen kiertopumppu | 100–200 € |
| lämmönvaihdin | noin 200–460 € |
| Kaisain 3-tie + primääripuolen muutokset | 180–250 € |
| automaattinen vuotosuojaus, nettolisä | 350–550 € |
| virtaus-/lämpöanturit, releet ym. | 150–300 € |
| putkimiehen työt | 360–600 € |
| rahdit/pienosat | 100–200 € |
| yhteensä | noin 2 700–4 200 € |
Lisäksi mahdollinen uusi termokansi, jota en ole laskenut tuohon mukaan. Alaraja edellyttää, että käytettyjä osia löytyy järkevästi. Esimerkiksi uusi/käyttämätön Pahlén HF40 on ollut tarjolla noin 200 € toimitettuna ja Laing E10 -tyyppistä pumppua etsin käytettynä. Täysin uutena ja premium-osilla neljä tonnia näyttää menevän rikki yllättävän helposti. PVC-osat näyttävät lisääntyvän itsekseen...
Missä tässä on typerä oletus?
Erityisesti kiinnostaisi kommentit seuraavista:- Onko Kaisain erottaminen kokonaan talon verkosta paljulämmityksen/-jäähdytyksen ajaksi järkevää, vai tuleeko vastaan minimivesitilavuus-, minimivirtaus- tai sulatusongelma?
- Onko sulatuksen ajaksi palautus talon puskurille riittävä tapa ratkaista sulatus?
- Onko 5 °C VILP-vesi / 6 °C palju realistinen käyttöpiste vai tuleeko viimeisestä asteesta käytännössä mahdoton?
- Millainen lämmönvaihdin toimisi tuossa jäähdytyspisteessä parhaiten ilman, että siitä tulee kallis levylämmönvaihdinprojekti?
- Riittääkö noin 1,5–2,5 m³/h paljupuolen virtaus vai kannattaako tehdä erillinen pieni ylläpitovirtaus + suurempi boost lämmitykselle/jäähdytykselle?
- Onko 50 µm Big Blue järkevä näin vähäkuormitteiseen kylmäaltaaseen vai ostaisitteko suoraan oikean suuren spa-/allaspatruunan?
- Onko UV-C tässä turha 250–350 € lisä vai järkevä tapa pidentää vedenvaihtoväliä?
- Näettekö jäätymisenestossa jonkin yhden vian, joka tekee nykyisestä jatkuva kierto + saattolämmitys + XPS -ajatuksesta huonon?
- Onko kahden automaattisen vuotosulun ratkaisu kellariin perusteltua vai löytyykö tähän yksinkertaisempi ja halvempi turvallinen tapa?
- Ja ennen kaikkea: mistä leikkaisit kustannuksia ilman että samalla leikataan talvivarmuutta tai rakennetaan kellariin 1,5 m³ vesivahinko?
