Pihalammen lämmitys

Meillä on lämminvesivaraaja koko 120 l. jonka lämpeneminen kestänee ainaskin tunnin kaksi. ja sen teho lienee noin kaksi kilowattia.. kuinka sinä lämmittää 100000 l. tunnissa ????? joku mainitsi myös pumpun. Vesimäärä ei pysy liikkeestä huolimatta sulana. Järvessä asia on toisin voimakkaan kerrostumien takia.. Tein taannoin ilmastimen jossa on potkuri ja teho 2kw. Usean hehtaarin lampi jäähtyi kaksi asteiseksi myös pohjalta. Ilmastin jaksoi sulattaa melkein 50mx30m reijän 60cm jäähän, parissa kuukaudessa, pelkästään lammen syvemmällä olevan veden lampötilaeron takia.
Tiesitteko että metri jään pinnasta alaspäin, siis 40cm jään pohjasta, vesi oli 1asteista.

Veden ominaislämpökapasiteetti on noin 4,19 kJ / kg × °C.

1 kJ = 1 kWs.

1 kg (1 litra) vettä lämpenee 10 °C energiamäärällä 41,9 kWs.

1 kWh saa 85,9 kg vettä lämpenemään tuon 10 °C.

100.000 litran lämmittäminen 10 asteella vaatiikin sitten jo 1164 kWh. Tunnissa tuollainen homma hoituisi 1,164 megawatin vastuksella.

Jos sähköliittymä on 3~ 400 V ja 3 × 400 V, saadaan liitäntätehon maksimiarvoksi 75,6 kW. Tuo 100 kuution vesimäärä lämpenee 10 °C, kun vastukset ovat täydellä rähinällä päällä semmoiset 15 tuntia ja risat.

Mitä yösähkö maksaa? Olisiko 5 senttiä / kWh? Sen mukaan tuo 1164 kWh maksaisi vaatimattomat 58,20 €

Tässä laskelmassa EI ole otettu huomioon veden pinnasta haihtuvaa sekä pohjan ja reunojen kautta maahan johtuvaa energiahukkaa. Sen tietäminen olisi käytännön laskelmien kannalta ensiarvoisen tärkeää. Tuo energiahukka on myös todella huomattava eli tehoa tarvittaisiin varsin runsaasti pelkkään lammikon sulanapitoon, lämmittämisestä puhumattakaan.

Maata vasten eristäminen ja lämpösuojapeitteen vetäminen lammikon päälle poissaolon ajaksi parantaisivat tilannetta ilman muuta oleellisesti. Ilmaista lystiä tuo sulanapito ei kuitenkaan missään tapauksessa ole!

pahastikaan väärässä paikassa.

Vain muutaman desimaalin verran.

Kuinka lampi, jota ei ole eristetty pysyy lämpimänä ulkosalla 4kW. kun sen kokoinen eristetty talokaan ei pysy, kuin nippa nappa ??? LASKUVIRHE sanon minä. Kai oli puhe läpi vuoden?

airfoil kirjoitti:

Kuinka lampi, jota ei ole eristetty pysyy lämpimänä ulkosalla 4kW. kun sen kokoinen eristetty talokaan ei pysy, kuin nippa nappa ??? LASKUVIRHE sanon minä. Kai oli puhe läpi vuoden?

Lue lisää

Laskuvirheen voisit ehkä osoittaa, mutta tarkoittanet kuitenkin arviointivirhettä?

Talovertailussa pitäisi huomioida tuo päiväenergiamenekki, 80 kWh, mikä on sentään jo riittää talollekin lämmitykseen. Eihän ne pattereiden vastukset ole kokoaikaa päällä, kun taloa sähköllä lämmitetään. Toisaalta ainoa täysin kylmä pinta altaassa on juuri tuo yläpinta (ellei allas ole jotenkin korotettu maasta). Maapinnat toimivat huonohkoina eristeinä, joten tuo minimivaatimus, sulanapysyminen, hoituu melkein pelkällä maalämmöllä.

Mutta koska arvioni koski vain haihtumista, ja vieläpä oletin vastuksen olevan koko ajan päällä, ei tietenkään suurempi vastus olisi pahitteeksi. Tuplaus tulee jo siitä, jos yrittää selvitä yösähköllä (paljonkohan ehtii allas jäähtyä iltaan mennessä?) ja toinen tuplaus sitten siitä, että haihtuminen olisi n. puolet kokonaishävikistä, toinen puoli sitten lämmönjohtumista yms.

Käviskö sitten 16kW:n vastus sinullekin? Mahtuisi vielä sulaketauluun.

Mutta onhan tuo haihtumishävikki toisaalta torjuttavissakin tiiviillä katteella. Jolloin päästään taas lähemmäksi alkuperäistä arviota (jos oletetaan johtumishäviöt tuon suuruisiksi).

Ja sähkön menekki on joka tapauksessa sitä luokaa, että altaan katteessa kannattaisi harkita jo jonkinlaista lämmöneristettäkin. Itse altaan eristäminen jälkikäteen voi olla työlästä.

tuttumies kirjoitti:

Laskuvirheen voisit ehkä osoittaa, mutta tarkoittanet kuitenkin arviointivirhettä?

Talovertailussa pitäisi huomioida tuo päiväenergiamenekki, 80 kWh, mikä on sentään jo riittää talollekin lämmitykseen. Eihän ne pattereiden vastukset ole kokoaikaa päällä, kun taloa sähköllä lämmitetään. Toisaalta ainoa täysin kylmä pinta altaassa on juuri tuo yläpinta (ellei allas ole jotenkin korotettu maasta). Maapinnat toimivat huonohkoina eristeinä, joten tuo minimivaatimus, sulanapysyminen, hoituu melkein pelkällä maalämmöllä.

Mutta koska arvioni koski vain haihtumista, ja vieläpä oletin vastuksen olevan koko ajan päällä, ei tietenkään suurempi vastus olisi pahitteeksi. Tuplaus tulee jo siitä, jos yrittää selvitä yösähköllä (paljonkohan ehtii allas jäähtyä iltaan mennessä?) ja toinen tuplaus sitten siitä, että haihtuminen olisi n. puolet kokonaishävikistä, toinen puoli sitten lämmönjohtumista yms.

Käviskö sitten 16kW:n vastus sinullekin? Mahtuisi vielä sulaketauluun.

Mutta onhan tuo haihtumishävikki toisaalta torjuttavissakin tiiviillä katteella. Jolloin päästään taas lähemmäksi alkuperäistä arviota (jos oletetaan johtumishäviöt tuon suuruisiksi).

Ja sähkön menekki on joka tapauksessa sitä luokaa, että altaan katteessa kannattaisi harkita jo jonkinlaista lämmöneristettäkin. Itse altaan eristäminen jälkikäteen voi olla työlästä.

Lue lisää

Niin jos yritetään pitää vettä 20 asteisena läpi talven kuten joissakin viestissä haaveiltiin. Siinä olet oikessa että jos vain vesi pidetään sulana niin vermaankin tuo 4kw riittäneen.
On totta että maa lämmettyään on aika hyvä eriste. Kunhan altaan reunoilla on maakin eristetty ilmasta.
Jos järven jää jäätyy noin 60-80 senttiseksi lumipeitteen kanssa, voisko siitä laske käänteisesti paljonko sen sulattaminen tai jäätyminen on tarvinnut energiaa. Asiaa mutkistaa tieten se että jää toimii melkoisena eristeenä. Mutta jotain suuntaa antavaa, oma laskutaito ei kyllä piisaa :(((

airfoil kirjoitti:

Niin jos yritetään pitää vettä 20 asteisena läpi talven kuten joissakin viestissä haaveiltiin. Siinä olet oikessa että jos vain vesi pidetään sulana niin vermaankin tuo 4kw riittäneen.
On totta että maa lämmettyään on aika hyvä eriste. Kunhan altaan reunoilla on maakin eristetty ilmasta.
Jos järven jää jäätyy noin 60-80 senttiseksi lumipeitteen kanssa, voisko siitä laske käänteisesti paljonko sen sulattaminen tai jäätyminen on tarvinnut energiaa. Asiaa mutkistaa tieten se että jää toimii melkoisena eristeenä. Mutta jotain suuntaa antavaa, oma laskutaito ei kyllä piisaa :(((

Lue lisää

Sulanapitämistä vastaavaa energiamäärä voinee arvioida tuolla jäisen altaan sulattamisen vaatimalla energialla. Allashan voisi oikeastikin jäätyä pohjiaan myöten talvella, ellei mitään lämmönlähdettä olisi käytössä, eikä eristeitä päällä.

Veden/jään sulamislämpö 333kJ/kg = 333MJ/tn
Veden määrä 100 tn
Energian tarve 33300MJ = 0,28*33300kWh = n. 10 000 kWh.
Jos tuon jakaa vaikka 200 (pakkaspäiviä Suomessa ;-), tulee päiväenergiatarpeeksi 50 kWh.

Sanoisin, että kaksi toisistaan riippumatonta menetelmää on antanut samaa suuruusluokkaa olevan arvion.

4 kW:n vastus riittänee altaan sulana pitämiseen (vähän peiteltynä ja jonkinlaisella virtauksella), muttei 20-asteisena pitämiseen, ellei ole hyvät eristeet. Ja 16 kW:n vastuksella sitten saattaisi saada jo koko talven lämpimät aamu-uinnit. Tosin uimahallissa tulee halvemmaksi, mutta sehän on toinen juttu.

tuttumies kirjoitti:

Sulanapitämistä vastaavaa energiamäärä voinee arvioida tuolla jäisen altaan sulattamisen vaatimalla energialla. Allashan voisi oikeastikin jäätyä pohjiaan myöten talvella, ellei mitään lämmönlähdettä olisi käytössä, eikä eristeitä päällä.

Veden/jään sulamislämpö 333kJ/kg = 333MJ/tn
Veden määrä 100 tn
Energian tarve 33300MJ = 0,28*33300kWh = n. 10 000 kWh.
Jos tuon jakaa vaikka 200 (pakkaspäiviä Suomessa ;-), tulee päiväenergiatarpeeksi 50 kWh.

Sanoisin, että kaksi toisistaan riippumatonta menetelmää on antanut samaa suuruusluokkaa olevan arvion.

4 kW:n vastus riittänee altaan sulana pitämiseen (vähän peiteltynä ja jonkinlaisella virtauksella), muttei 20-asteisena pitämiseen, ellei ole hyvät eristeet. Ja 16 kW:n vastuksella sitten saattaisi saada jo koko talven lämpimät aamu-uinnit. Tosin uimahallissa tulee halvemmaksi, mutta sehän on toinen juttu.

Lue lisää

Sehän olikin helppo laskea. Oikeasti jää tulisi paksummaksi koska nyt jää kylmenee pinnastaan melkoisesti,koska eristää. pitäisikin tehdä niin päin että altaaseen laskettaisiin vettä pikku hiljaa ja jää kasvaisi pohjastaan (yläntäisi). Kuten nyt käy täällä päin luonnossa, kun ojan pohjat on jäässa, metsistä ja rinteistä tulee kuitenkin vettä. Toisin paikoin jää kerrokset on jo yli puolimetrisiä.. Mahtaisi melkoisia jää kerroksia saada jäätymään talven mittaan. Olettaisin että 3-4metriä jäätä jäätyisi tuolla konstin. Josta seurannee jopa 30000kw vuositarve. Se tuntuu jo suurelta, toisaalta ilman eristystä, hmmmm. Pahus kun vaikea sanoa, JOO, OLEN KESKISUOMESTA Oulun läänin rajalta.. melkoisia eroja esim: Etelä-Suomeen verrattuna

airfoil kirjoitti:

Sehän olikin helppo laskea. Oikeasti jää tulisi paksummaksi koska nyt jää kylmenee pinnastaan melkoisesti,koska eristää. pitäisikin tehdä niin päin että altaaseen laskettaisiin vettä pikku hiljaa ja jää kasvaisi pohjastaan (yläntäisi). Kuten nyt käy täällä päin luonnossa, kun ojan pohjat on jäässa, metsistä ja rinteistä tulee kuitenkin vettä. Toisin paikoin jää kerrokset on jo yli puolimetrisiä.. Mahtaisi melkoisia jää kerroksia saada jäätymään talven mittaan. Olettaisin että 3-4metriä jäätä jäätyisi tuolla konstin. Josta seurannee jopa 30000kw vuositarve. Se tuntuu jo suurelta, toisaalta ilman eristystä, hmmmm. Pahus kun vaikea sanoa, JOO, OLEN KESKISUOMESTA Oulun läänin rajalta.. melkoisia eroja esim: Etelä-Suomeen verrattuna

Lue lisää

Tota noin se kyllä selittää energian tarpeesi pienehkön määrän.. Nytkin on täällä pakkasta -17 :(((.
Sinänsä mielenkiintoinen keskustelu, joskus unohtuu vain että suomi on pitkä maa.. Mistähän päin ketjun aloittaja ollut???

airfoil kirjoitti:

Tota noin se kyllä selittää energian tarpeesi pienehkön määrän.. Nytkin on täällä pakkasta -17 :(((.
Sinänsä mielenkiintoinen keskustelu, joskus unohtuu vain että suomi on pitkä maa.. Mistähän päin ketjun aloittaja ollut???

Lue lisää

Näitä "riippumattomia" tai "villejä" muuttujia on tässä joka tapauksessa niin paljon, ettei mitään eksaktia taida saada tulokseksi. Vaikuttaa toki sekin, missäpäin Suomea aikoo allastaan sulatella. Sitten vaikuttaa paikan suojaisuus, pohjaveden virtailut jne.

Esimerkiksi Keravalla meni aurinkoenergian jemmaus kallioperään pieleen joskus viime vuosituhannella siksi, että pohjavesi vei lämmöt mennessään. Mutta kun pohjavesi on aina kuiteskin plussalla, sen virtaus auttaisi pitämään uima-allasta sulana, jos ei tavoiteltaisi lämmintä allasta. Mutta mites tämänkään lasket tuntemattomasta tilanteesta?

Jotenkin mielessä pyörii, että altaan ympäröivä maa kannattaisi joka tapauksessa peittää routaeristelevyillä 1-2m säteellä ja peittää ne sitten jollain laatalla tms. ohuelti. Jos allas ei ole pohjaveden kanssa tekemisissä, niin altaan seinämistä ja pohjasta lämpö jäisi kohtuullisesti talteen maaperään. Sitten olisi "vain" ratkaistava se veden ja ilman rajapinta ja lämmön karkaaminen sen kautta.

Erilaiset peitteet altaan päällä vaikeuttavat helpostikin sen näppärää päivittäistä käyttöä. Tiedä sitten, jos siihen tekis kasvihuoneen altaan päälle/ympärille? No, ei ole minun ongelmani, kunhan ääneen ajattelin.

tuttumies kirjoitti:

Näitä "riippumattomia" tai "villejä" muuttujia on tässä joka tapauksessa niin paljon, ettei mitään eksaktia taida saada tulokseksi. Vaikuttaa toki sekin, missäpäin Suomea aikoo allastaan sulatella. Sitten vaikuttaa paikan suojaisuus, pohjaveden virtailut jne.

Esimerkiksi Keravalla meni aurinkoenergian jemmaus kallioperään pieleen joskus viime vuosituhannella siksi, että pohjavesi vei lämmöt mennessään. Mutta kun pohjavesi on aina kuiteskin plussalla, sen virtaus auttaisi pitämään uima-allasta sulana, jos ei tavoiteltaisi lämmintä allasta. Mutta mites tämänkään lasket tuntemattomasta tilanteesta?

Jotenkin mielessä pyörii, että altaan ympäröivä maa kannattaisi joka tapauksessa peittää routaeristelevyillä 1-2m säteellä ja peittää ne sitten jollain laatalla tms. ohuelti. Jos allas ei ole pohjaveden kanssa tekemisissä, niin altaan seinämistä ja pohjasta lämpö jäisi kohtuullisesti talteen maaperään. Sitten olisi "vain" ratkaistava se veden ja ilman rajapinta ja lämmön karkaaminen sen kautta.

Erilaiset peitteet altaan päällä vaikeuttavat helpostikin sen näppärää päivittäistä käyttöä. Tiedä sitten, jos siihen tekis kasvihuoneen altaan päälle/ympärille? No, ei ole minun ongelmani, kunhan ääneen ajattelin.

Lue lisää

Altaan pitäisi olla myös jyrkkä laitainen.. Matala laita jäähtyisi enemmän. Toki eristää altaan laidat kuten sanoit..

Kun asia alkoi kiinnostamaan enemmän ja kun Airfoil esitti epäilyjä alimitoituksesta, tuli hieman haeskeltua netistä lisää tietoja haihtumisesta.

http://fi.wikipedia.org/wiki/Haihtuminen

Ensiksikin hydrologien käyttämät kaavat (esim. Penmanin-Monteithin kaava) ovat melkoisia risuaitoja, jossa tosin isoin osa parametreistä on tilanteessa melko vakioita (esim. ilman tiheys ja lämpökapasiteetti). Ei jaksa alkaa näillä kaavoilla laskemaan.

Toisekseen mittaustuloksia haihtumisesta (haihdunnasta) on netissä vähän niukasti saatavilla. Suomessa haihdunta on Etelä-Suomessa n. 400 mm/a, mikä sinänsä sattuisi lähelle käyttämääni arviota. Mutta tuo luku kuvaakin maaperästä ja vesistöistä keskimääräistä haihtumista vuodessa, ei suinkaan lämpimän vedenpinnasta.

Kolmanneksi sitten löytyi lukema haihdunnasta meristä, n. 1400 mm/a. Tämä lukema olisi jo parempi lähtökohta arviolle, ts. 4 mm/vrk.

Neljänneksi jossakin sanottiin, että merijään railoista ilmakehään siirtyy satoja watteja neliömetriltä. Tästä saisi ehkä parhaimman lähtökohdan arviolle, jos vaikka käyttäisi 500W/neliömetri.

Viidenneksi uima-altaiden lämmitysvastukset näyttävät alkavan jostakin 5 kW:sta, mikä sekin viittaa siihen, ettei ulkona 4 kW:n vastus riitä.

Koska kyse on lammikosta (eikä rakennetusta kantikkasta altaasta, niinkuin välillä sekoitin asian) niin näkyviin jäävät tuulta tai lämmön karkaamista estävät rakenteet eivät ehkä olisi toivottavia. Näinpä mitkään "alennustekijät" eivät ehkä tulisikaan kyseeseen, vaan lämmitys pitäisi mitoittaa korkeimman kulutusarvion mukaan.

Eli kertaluokan verran ainakin meni pieleen arvioni, jos tavoite on saada lämmin lampi kovillekin pakkasille. Joku tuommoinen 50 kW:n vastus alkaisi olla siis tarpeen, mitä suuruusluokkaa tuolla jo onkin suositeltu. Sulanapitämiseen saattaisi 4 kW nippanappa riittää, jos siis käytettäisiin yötäpäivää.

Toivottavasti alakanttiin mennyt arvioni ei ole aiheuttanut taloudellista tms. vahinkoa alkuperäiselle kysyjälle.

Itse tein tuolla alkujaan arvion 4 kW haihdunnan osalta, mikä nyt hävettää.
Arviosi on selkeästi parempi kuin minun tekemäni.

>3 x 63 A 380 voltilla antaa 41 kW

Eivätkös nykyiset jännitteiden nimellistasot ole 230 V (1~) ja 400 V (3~)?

3 × 400 V antaisi kai noin 43,5 kW, JOS vastukset ovat TÄHTIkytkennässä (jolloin kunkin vastuksen yli on 230 V eikä 400 V).

Eikö vastukset kuitenkin voi kytkeä vaiheiden välille, KOLMIOON, jolloin 3 × 400 V antaisikin 75,6 kW? Vastusten täytyy tällöin tietenkin mitoittaa vastaavasti.

En ole paksusähkömiehiä, joten minun ajatuksiini sopii suhtautua terveen epäluuloisesti ja suustani päässeet sammakot saa ampua lentoon.

kysyä? kirjoitti:

>3 x 63 A 380 voltilla antaa 41 kW

Eivätkös nykyiset jännitteiden nimellistasot ole 230 V (1~) ja 400 V (3~)?

3 × 400 V antaisi kai noin 43,5 kW, JOS vastukset ovat TÄHTIkytkennässä (jolloin kunkin vastuksen yli on 230 V eikä 400 V).

Eikö vastukset kuitenkin voi kytkeä vaiheiden välille, KOLMIOON, jolloin 3 × 400 V antaisikin 75,6 kW? Vastusten täytyy tällöin tietenkin mitoittaa vastaavasti.

En ole paksusähkömiehiä, joten minun ajatuksiini sopii suhtautua terveen epäluuloisesti ja suustani päässeet sammakot saa ampua lentoon.

Lue lisää

Juu, nykyään jännite vaiheiden välillä on noin 400 V, eli tehoa tulee tällöin 43,5 kW.
Lämmitysvastukset voidaan kytkeä tähteen tai kolmioon, mutta rajoittavaksi tekijäksi tulee 63 A sulakkeet, eli maksimiteho millä verkkoa saa kuormittaa on sama kytkentätavasta riippumatta.