Varaajan lämpövuodot...

[AnttiLehtinen]

Hain kiinnostuksesta tietoa isoista varaajista (vaikka 100 000L). Löysin jonkin jampan laskelmat kahteenkin kertaan, että
iso varaaja kuluttaisi dramaattisesti lämpöä eristeidensä läpi. Hieman tuntui oudolta.
Tietoa käytän siis lähinnä ison varaajan hankkimisen järkevyyden pohtimiseen. Tarkoituksena varaajaa lämmitellä kesällä aurinkoenergialla ja talvella puukaasuttimesta saatavalla lämpöenergialla. Tämähän on vielä omalla kohdallani täyttä utopiaa, mutta kun saan lainoja pois, rakennan ison autotallin, kellarin ja miksei kellarin alle ison varaajan.
100 000L olisi "vain" 10x5x2m...

Jatkan toki itsekin tänne asian pohtimista, mutta tietävimmän saavat auttaa, niin tahtoessaan.

[Pähkäilijä]

Tietävämiä odotellessa vastaan sitten minä tässä vaiheessa 

Varaajan tilavuuden nelinkertaistuessa varaajan pinta-ala kaksinkertaistuu eli suhteessa häviöt pienenee koon kasvaessa. Oulussahan taitaa olla suuri vedenalainen lämpöakku kalliossa. Jossainpäin eteläisempää Suomea yrittivät kallioakkua huonommalla menestyksellä.

[AnttiLehtinen]

Juuri itsekin tätä ajattelin että kyllähän tilavuus suurenee "nopeammin" kuin pinta-ala.

Polyuretaanivalmisteiden
lämmönjohtavuusarvo λ on n. 0,020...0,030 W/Km

Konvektiossa lämpövirta F pinta-alalta A on
F = h A ( Tp - T ¥ ) ,
missä
   h    = konvektiivinen lämmönsiirtokerroin [ W / m2K ]
   A    = fluidin ja kiinteän kosketuspinta-ala [ m2 ]
   Tp   = lämpötila pinnassa [ K ]
   T ¥    = fluidin lämpötila kaukana pinnasta [ K ]

Lämmönsiirtokertoimen h määrittämiseksi on olemassa suuri joukko eri tilanteisiin kehitettyjä korrelaatioita.

Eli mitähän korrelaatioita, vissiin eri eristeiden lämmönläpäisy-arvoja, joita nyt sitten metsästän.

[AnttiLehtinen]

Kivivilla 0,12W/m2K, siis 200mm paksuus

[lmfmis]

Isompi varaaja vuotaa suhteellisesti vähemmän - mutta kuitenkin absoluuttisesti enemmän.

Mitä enemmän pinta- alaa sitä enemmän lämpöhäviöitä ja koska lämmöntuotto ei yleensä lisäänny varaajan koon mukana niin ei kannata ylimitoittaa.

Toisaalta häviöt pienenee kun tuo lämpötilaero pienenee niin isompi ja paljon matalalämpöisempi varaaja voisi jossain olosuhteissa ollakkin parempi.

[AnttiLehtinen]

Eli lopputulema on se että kun varaajan kokoa kasvatetaan, aiheutuu kohtuuttoman suuri lämpövuoto, tällöin varaajan varaamiseen menee energiaa myös kohtuuttoman paljon kun pitää ensin kattaa tuo lämpövuoto ja ylittää se että varautumista tapahtuisi.
Mikäli tämä varaaja sijaitsisi kellarissa, voisi tuosta lämpövuodosta hyötyäkin. Varaaja olisi yksi hervottoman iso vesipateri...
Eli siis ehdottomasti kellariin, autotallin lämmitys siis hoituisi varaajan lämpövuodoilla. Kovilla pakkasilla voisi tarvita muutakin, mutta varaajahan ei olisi kaukana, jos vaikka lattialämmitystä ajatelisi.

Tehdään tähän vaikka yksi laskelma, luvut ensimmäisestä viestistäni.

Lämpöä luovuttava pinta-ala A=((2mx5m)x2)+((2mx10m)x2)+((5mx10m)x2)=20m²+40m²+100m²=160m²
h=0,12w/m²K
Tp=20*C
T ¥=80*C
F=0,12W/m²K x 160m² (20*C - 80*C)=0,12W/m²K x 960m²K
 =115,2W

Ööh, ei toi nyt niin paljon ole, tosin mikäli tuo on W/s niinkuin luulen niin lopputulos olisi 115,2W*3600s=414720Wh
Eli 414,72kWh... Se on jo paljon...

Koitetaanpas suhteuttaa tuota, energiaa mahtuu 100 000litraan  419000kJ/*C
Jaetaan 419000 000J/*C , lämpöä olisi siirrettävissä sisälämpötilaan (20*C) siis 80*C-20*C=60*C
419MJ/*C *60*C= 25140MJ eli 25140000000J
25140000000J/3600s=6983333,333333333Wh eli 6983,33kWh
Ohhoh, kuimat 6,9MWh energiaa... Vetää sanattomaksi...
Mutta kuinkas kauan kestää että tuo viilenee itsestään? Pitäisi laskea jokaisen tunnin (tai sekunnin) välein, koska lämpövuoto pienenee lämpötilaeron pienentyessä. Pitää käyttää openofficea... Muta en jaksa, lasketaan vakio vuodolla.
6983,33kWh/414,72kWh=16,83 (h?), mahdotonta, että ilman kulutusta tuo varaaja jäähtyisi 20cm paksulla kivivilla-eristeellä 80-asteesta 20-asteeseen 17 tunnissa...
Ehkä lämpövuoto-kaavani on väärä, tai väärin sijoitettu?

[AnttiLehtinen]

Krääh, 1W=1J/s, tietysti olinpa epä-nörtti... 
Ja sitäpaitsi:
F=0,12W/m²K x 160m² (20*C - 80*C)=0,12W/m²K x 9600m²K
 =1152W eli 1152J/s*3600s=4147200J
Wikipedia sanoo että tuo on 1152Wh oh my god. http://fi.wikipedia.org/wiki/Energia Ei jummarra..
Eli 1,152kWh
Mutta tuo tuntuu todenmukaisemmalta vuodolta, tuo 414kWh olisi saanut kyllä äkkiä tallin kuumaksi ja veden kylmäksi.

Lasketaan vuodon ajallinen kesto 20*C vedenlämpötilaan, ottamatta huomioon vuodon vauhdin hidastumista veden ja ilman lämpötilaeron pienentyessä.
Onkohan tuossa varaajan sisältämässä energiassakin jokin laskuvirhe???
Oletan että ei ole... En oikeastaan huomaa mitään vikaa tuossa, mutta voihan siinä virhe olla, kun väsyttää niin pirusti.
6983,33kWh/1,152kWh=6061,918402778 (h???), mikäli tuntia, niin silloin varaus kestäisi varaajassa ainakin:
8,4kk...

[seppol]

En minäkään jaksa jäähtymisaikaa laskea mutta 8,5 kuukautta kuulostaisi oikealta. Nyt vaan sitten on mietittävä mistä tuo energia otetaan. Jotta suuri varaaja olisi kannattava pitää olla ajanjakso jolloin sen saa varattua lähes ilmaiseksi verrattuna siihen aikaan kun lämpöä käytetään. Silloin energia pitää olla kallista tai sitä ei ole saatavissa ollenkaan. Jos ajatellaan että varattaisiin kesällä, niin ei silloinkaan 80 astetta saavuteta kuin polttamalla. Sama se lienee koska tulet palaa.

Jos 100 kuution varaaja on kuutio, särmä on 4,65 m ja pinta-ala 130 neliötä. Jos säiliö on pallo, sen halkaisija on 5,75 m ja pinta-ala 104 neliötä.

[AnttiLehtinen]

Juu, ajatuksena (teoreettisena haaveena) olisi laittaa talon katolle paljon tyhjiökeräimiä, kesällä sitten tuota varaajaa varattaisiin aurinkoenergialla...

[tippiwatti]

Jos tuotat sen energian pelkästään aurinkokeräimillä,ni sen hukkalämmön merkitys pienenee.

30-70 astetta väliin 100m3 säiliössä menee näköjään 4655kWh lämpöenergiaa. Se 70" on realistinen lämpö,mitä sinne saa.
Eli sillä pitäis pelkästään lämmittää ja ottaa käyttövesi muualta.
Lämmöt kun laskee 30":seen,ni toi energia siinä on käytössä -häviöt.

Jos olisi 20m2 aurinkokeräimiä,ni sillä sais sijainnista riippuen 900kWh/m2/vuosi,eli sen mitä sinne varaajaan "mahtuu" +kesäaikaisen kulutuksen.
Periaatteessa se onnistuis.

20m2 keräimien tuotto tuntuu huimalta,mut senhän pitää kattaa koko kesäaikainen kulutus,kattaa häviöt ja lisäks varata sitä varaajaa.
Muutenhan sitä koko systeemiä ei kannata edes rakentaa?

Kannattaisko kysyä joku asiantunteva ihminen mukaan projektiin?
Se saattais kiinnostaa sen verran,että suunnittelutyö tulee ilmaiseksi.
Taikka ammattikorkean lopputyönä tms.?

Mutta hyöty ei kyllä ole suurensuuri.
Pienemmällä varaajalla saat melkein saman lopputuloksen,eikä maksa niin paljoa,on helpompi huoltaa jne.

Sitä ei kyllä voi laittaa talon alle,tulee ongelmia.
Betonista/teräksestä/lasikuidusta tehty eristetty säiliö pihaan?

Olisko järkevämpää ladata se energia maahan,mieluummin kallioon (matalaan useampaan porareikään) ja ottaa se sitten sieltä talvella maalämpöpumpulla pois?

Jos maahan laittasit,ni kasvimaalla kasvukausi pitenisi kovasti : )
Lataisit sitä maalämpöpumpun systeemiä aurinkolämmöllä kesät ja ottaisit sen vasta talvella käyttöön?

[AnttiLehtinen]

Nyt en ymmärrä, miksi ei voisi laittaa talon alle?

Maahan lämpöenergian varastoinnista on käsittääkseni vain huonoja ja erittäin huonoja kokemuksia, lähinnä sellaisia että ei se lämpö siellä pysy, vaan katoaa ympäristöön. Porareijät ei ole myöskään ilmaisia...

Materiaali-kysymykset on vielä auki, itse ajattelin isoa muovisäiliötä (pe-muovia), rautakehikko ympärillä vahvistamassa seiniä. Alle vuoto-allas josta viemäröinti lähiojaan. Vuotoaltaseen vielä vuoto-anturit,  jotka antaisivat hälytyksen vuodon satuttua.

Jos 20m² riittäisi, niin tuohan ei olisi lainkaan paha pinta-ala, itse olin jo varustautunut peittämään suurimman osan 182m² katostamme. Tuo 20m² on sellainen ala että tallin kattokin riittäisi...

[Tune]

Eipä ole puulämmitystä mutta tutkin tämän talven alakerran terassin alla olevan muuratun holvin lämpötilaa, jossa sijaitsee jo eräs paheksuttava energian lähde... Kunhan +5 yläpuolella pysyisi niin hyvä olisi, kattoon ja maapaineseinän muurausta vaikkapa Finnfoamilla voisi harkita jos jäädään pari astetta alle.

Jos saisi pari kpl esim. 500 l varaajaa, voisi hyödyntää aurinkoa ja VILPiä ympäri vuoden. Kesällä pysyisi pyykkärin käyttämää vettä esishunttaamaan, jolloi shuntin investointi maksaisi itsensä takaisin ~30 vuodessa, Mutta eihän tässä rahan arvoa mietitä vaan luonnon.

Nimimerkki "Laitointko ulkovalo LEDeihin 80 € turhaan"

[AnttiLehtinen]

Itse kyllä mietin kyseisten panostusten takaisinmaksuaikaa hyvinkin kriittisesti.
Kyllä tuollaisen investoinnin tulisi maksaa itsensä takaisin 7-vuoden sisällä. Kestävyydeltään
tulisi olla sellainen että se kestää korjaamatta käyttöä +20-vuotta.
Kalleimpia tuossa lienevät keräimet ja varaaja. Varaaja saattaa mittojensa tähden olla kalliimpikin kuin
keräimet. Mutta jos tuolla varaajalla saisi puskuria, eli kovien pakkasten yli pärjäisi ilman sähkövastuksia.
Tämänhän tuon kokoluokan varaaja tekisi automaattisesti, mutta kuinka hyvin sen saisi kesän aurinko-energialla
varattua?
Olisi mukavaa että varaaja varautuisi pilvisenkin kesän aikana tarpeeksi, kysehän on varaajan vuodoista
ja keräimen tuotoista, siis niiden erotuksesta.

Kokeillaanpa laskeskella lisää:

20m² tuo siis 20*900kWh/v
(Pitäisikö huomioida että kesäkuukausia on 5-6?)
Eli 900kWh/12kk=75kWh/kk
75kWh/30pvä=2,5kWh/pvä
2,5kWh*20=50kWh/pvä

Varaaja vuotaa 1,2kWh...
Eli vuotaa 28,8kWh/pvä
Talteen saadaan (ilman lämmönsiirtohäviöitä) 21,2kWh/pvä

Otetaan tässä nyt huomioon että varaaja varautuu vain kesällä, sovitaan että 5kk, eli 150pvä.
21,2kWh/pvä*150pvä=3180kWh

Eli tuosta 4655kWh:Stä jäädään −1475kWh.
Karkeasti puolet enemmän tarvitaan pinta-alaa, eli ainakin 30m². Mikäli huomioidaan lämmön siirrosta koituvat häviöt.
Tullee pinta-alan olla lähempänä 35-40m²...

Hinnoista:
3,53m² tyhjiöputkikeräin maksaa ebayssa 599€ + 150€ (kuljetus)
Uskoisin että suuremman määrän kuljetuskustannukset eivät nouse suorassa suhteessa ja alennusta saanee määrästä.
Paneelit = 5000€
Kuljetus = 500€
Yhteensä 5500€

Energiaa varaajassa olisi 4655kWh, eli 465,5€:n edestä. Takaisinmaksuaika olisi nykyisillä sähkön hinnoilla noin 12v.
Eikä kustannuksissa ole vielä putkia, eristeitä eikä varaajaa.
Mutta energian hinta nousee koko ajan, rahan arvo heikkenee kokoajan. Todellinen hyötyhän tästä tulee silloin kun koko hoito on itsensä maksanut (lainakin maksettu). Silloin energian hinta voi olla jo moninkertainen nykyiseen, toisin silloin ovat palkatkin suuremmat, eli rahan arvo heikentynyt -> 16000€:n panostus ei enää kuulostakaan niin kovalta.
Samaan aikaan naapurit kärvistelevät kallistuneen polttopuun hintoja.
Paras konsti ehkäistä lamaa ja parantaa omaa talouttaan on tehdä järki-hankintoja, vaikka olisivatkin nyt suuremman setelitukun arvoisia. Jatkossa voit päästä halvemmalla...

Fiksuintahan olisi ostaa läheltä kotipaikkaa metsää, kasvattaa omat polttopuut, myydä kuitupuut polttopuina ja pätkiä latvat niin myytävistä tukkipuista kuin polttopuista omaan käyttöön. Siis mikäli olisi aikaa.
Todellisuudessahan se menisi sitten niin että ei sitä puuta tulisi juuri muitten käyttöön tehtyä. Tukkipuuta saattaisin
myydä jos ison palstan omistaisin, mutta nykyisillä hinnoilla ei sillä edes metsämaan hankintaa kuitattaisi.

[Pähkäilijä]

http://www.y-energia.com/aurinkolampo/seuranta/Kolho/kolho.html

tuolla - tosin nyt näyttää olevan nurin - on mielenkiintoinen paikka seurata miten paneelit tuottaa. Kun käytössä on vielä 11.7 m3 varaaja ja 12 neliöä paneelia.

[lorvi]

Senverran otan kantaa tuohon otsikon viittaukseen kun olen seuraillut lämpökeskuksen (3 anturia siellä sun täällä) ja sitten varaajan suojapellissä olevan anturin lämpötiloja ettei käytännössä mitään sellaista lämpövuotoa tapahdu millä olisi mitään  havaittavaa merkitystä energian kulutukseen, siis lämmitystiheyteen. Varaaja voisi hyvin olla pihalla pakkasessa aiheuttamatta mitään hävikkiä.
Energian varastointi vuosikausiksi on sitten jo ihan...........