Vesikierto kiukaassa tuottaa lämpimän pesuveden

Teksti: Pekka Hietala

Perinteisen ”saunapadan” moderni versio on kupariputkikierukka kiukaan vaipassa, joka on liitetty energiavaraajaan. Sovelluksen tekniikka on yksinkertainen – Termostaatti ja kiertovesipumppu.

Myrskyn jäljet tuottaa uudisrakennuksen

Kaverin metsäpalsta joutui myrskyn kouriin, jolloin syntyi selvää jälkeä – Harvennushakkuu tuli tehtyä kahdessa minutissa.

Ajatuksissa oli ollut rakentaa aikanaan oma piilopirtti tuolle metsäpalstalle, jonka nyt oli raivannut syöksyvirtaus nimeltään Sylvi – Rakennusprojekti aikaistui luonnonvoimien sanelemana.

Tuhoja raivatessa kävi selväksi, että polttopuita tulisi riittämään. Niinpä palotapahtuma tulisi olemaan tulevan talon tärkein lämmitysmuoto.

Myrskyn parturoimalle tontille nousi komea hirsikoti.

Rinteeseen valmistui komea hirsitalo. Tupaan asennettiin vesikiertoinen takkasydän, joka liitettiin 1000 litran hybridivaraajaan, jolloin lämpö saataisiin ohjattua käyttöveteen, sekä vesikiertoiseen lattialämmitykseen.

Vesikierotakka ja kiuas on liitetty hybridivaraajaan ja vapaa liityntä on vielä vaikkapa aurinkoeräimille

Teholtaan 24kW vesitakan lämmöntuotosta n. 80% siirtyisi varaajaan ja loput säteilynä huonetilaan leveästä lasisesta takkaluukusta. Lämmityskauden ulkopuolella tapahtuvaan käyttöveden lämmittämiseen LVI -suunnittelija suositteli asennettavan aurinkokeräimet, jotka tosin vielä ovat suunnitteilla.

Vesikiertotakan teho on 24kW, josta 80% menee lämminvesivaraajaan.

Takkasydän on verhoiltu muistuttamaan perinteistä varaavaa tulisijaa

Lämmin pesuvesi kiukaasta

Koska ”energiaomavaraisen” tontin polttopuuvaranto oli yltäkylläinen, hankittiin taloon puukiuas, jonka mahdollisuuksia päätettiin hyödyntää perusteellisesti. Kiukaaseen lisätty vedenlämmitysjärjestelmä on isännän omaa käsialaa ja yksikertaisuudessaan nerokas.

Uudesta puukiukaasta purettiin aluksi kiuaskivien teräskehikko. Paljastuneeseen vaippaan taivutettiin käsipelillä 22 metriä 16mm:n kupariputkea lämminvesikierukaksi ja putkenpäät kytkettiin energiavaraajan valmiisiin liityntöihin. Putkilinjaan asennettiin lisäksi vielä termostaatti, kiertovesipumppu, sekä lämpömittarit tulo- ja paluuvedelle.

Lopuksi kiukaaseen asennettiin teräskehikko takaisin paikoilleen ja pinottiin kerros kiuaskiviä kierukan pinnalle – Asennus oli valmis.

Järjestelmän automatiikka on yksikertainen, eli kiukaalta tulevassa putkessa on termostaatti, joka käynnistää kierron, kun kiuasta lämmitetään ja vesi kierukassa saavuttaa 70° lämmön. Kun veden lämpötila saunomisen jälkeen laskee 40-50° asteen välille, kiertovesipumppu pysähtyy.

Kiuaspiirissä ei ole erillistä varojärjestelmää, sillä kahden hengen taloudessa ei saa vahingossa lämmitettyä pelkällä kiukaalla 1000 litran varaajaa kiehumispisteeseen. Lisäksi lämmintä vettä käytetään saunoessa koko lämmitystapahtuman ajan.

Kupariputkesta taivutettu kierukka tavallisessa puukiukaassa lämmittää vettä jopa 8kW teholla.

Yksinkertaisella ja halvalla lisälämmitysjärjestelmällä oli alkuun epäilijänsä. Mainittiin, kuinka kiukaan ympärille kääritty kupariputkivaippa lämpölaajenisi ja aiheuttaisi vaurioita.

Kokemukset ovat kuitenkin olleet pelkästään positiivisia. Järjestelmä on parinsadan lämmityskerran jälkeen edelleen ehjä ja kiukaan lämpö on riittänyt myös löylyttelyyn.

Toki vesikierto aavistuksen laskee löylylämpötilaa ja lisää puun kulutusta mutta kummallakaan seikalla ei ole ollut käytännön merkitystä. Omistajan mielestä löylyt ovat jopa tavanomaista kiuasta leppoisammat ja polttopuu ei lopu hänen elinaikanaan. Vesikierto tuottaa myös laskennallisesti saunoessa käytettävän lämpimän veden ja ylikin – Moderni ja turvallinen ”saunapata” oli tuottava investointi

Lämmitystapahtuman kulku ja teho

Kiukaan vesikierto käynnistyy noin 15 minuutin kuluttua pesän sytyttämisestä. Aluksi kiertoveden lämpötila käväisee nopeasti 80 asteessa mutta tasaantuu nopeasti siten, että lämmityksen aikana paluuvesi kiukaalta on noin 17 astetta lämpimämpää kuin menovesi. Kiukaan lämmittämisen aikana pesään lisätään pari puuta säännöllisin välein tunnin ajan.

Noin tunti kiukaan sytyttämisestä lämpö saunassa on 60 astetta, joka on riittänyt saunomiseen.

Itse saunominen on kestänyt noin 20 minuuttia, jolloin puita ei ole enää lisätty pesään. Tässä vaiheessa kiukaan vesikierto on ollut käynnissä noin tunnin ajan ja alkaa jäähtymisvaihe. Puolessa tunnissa paluu- ja menoveden lämpötilaero on enää muutaman asteen, jolloin kiertovesipumppu sammuu.

Kiukaan vesikierrosta on liityntä energiavaraajaan. Automatiikka perustuu lämpötilaeroihin ja kierto 30W pumppuun.

Kiukaan teho lämpimän veden tuottamiseksi on laskettavissa, koska lämmitystapahtuman aikana paluu- ja menoveden lämpötilaero (n.17°) on tiedossa ja kiertovesipumpun maahantuojalta saatiin pumpun tuottama virtaus, joka on muutettavissa tehontarpeen laskuun tarvittavaksi massavirraksi (kg/s).

Kiuaskierron teho

Mitattu ero kiuaskierron paluu- ja menoveden lämpötilassa n.17°

Virtausnopeus kiertovesipumpulla 0.11l/s ≈ massavirta 0,11kg/s

Veden ominaislämpökapasiteetti 4,2kJ/kg/C°

teho kW= massavirtaus X ominaislämpökapasiteetti X lämpötilan muutos

0,11kg/ X 4.2kJ/kg/C° X 17C° = 7,85kW

Kiukaan tuottama lämpöteho veteen on korkea, eli 7,85kW, joten seuraksi lasketaan kykeneekö kiuaslämmitin huolehtimaan saunomisessa tarvittavan suihkuveden lämmittämisestä.

Lämpimän veden kulutus saunoessa

Virtaus suihkusta 15l/min.

Aika joka ollaan suihkussa n. 8min.

Yht. 15l X 8min = 120l

Lämpötilan muutostarve suihkuvedelle (kylmä vesijohtovesi 5°) lämmitetään n. 40°.

Tarvittava energiamäärä kJ = veden tiheys kg/m³ X vesimäärä m³ X ominaislämpökapasiteetti (kJ/kg/C°) X lämpötilan muutos (C°).

990 kg/m³ X 0,12 m³ X 4.2 kJ/kg/C° X 35C° = 17464kJ= 4,9 kWh

Veden lämmittämiseen tarvittava teho = 4,9 kWh

Veden lämmittämiseen kuluva aika saadaan jakamalla veden lämmittämiseen tarvittava teho (4,9kWh) kiukaan tuottamalla teholla (7,85kW). Tulokseksi saadaan n.0,62h joka on noin 38 minuuttia.

Kiuasta lämmitetään tunnin ajan, jolloin se kykenee lämmittämään saunomiseen tarvittavan vesimäärän jo 38 minuutissa. Loput sen tuottamasta lämpöenergiasta (n. 3kWh) voidaan käyttää varaajasta vaikkapa talon lämmittämiseen.

Saunan lämmittämiseen käytetään kerrallaan pinokuivia (n.20%) klapeja n.7kg.

Advertisement