Ensimmäinen talvi – kun teoria kohtasi todellisuuden

Jos ensimmäinen osa oli päätös reagoida, toinen osa oli päätös testata.

Syksyllä 2022 kiinteähintainen sopimus oli päättymässä. Pörssisähkö ei ollut enää teoreettinen vaihtoehto – se oli todellisuus. Talvi 2022–2023 lähestyi, ja markkina oli epävakaa.

Ajatus oli yksinkertainen:
siirretään lämmitys halvimmille tunneille ja katsotaan, mitä tapahtuu.

Siitä alkoi ensimmäinen oikea koe.

Ensimmäinen hypoteesi

Alkuperäinen oletus oli yksinkertainen:

Jos maalämpöpumppu käy vain vuorokauden halvimpina tunteina, sähkölasku pienenee ilman merkittävää vaikutusta asumismukavuuteen.

Logiikka perustui tuntihintaeroihin. Vuorokauden halvimpien tuntien ja keskihinnan ero oli usein 3–4 snt/kWh, joskus enemmän.

Taloudellinen perusajattelu oli:

Missä siirretty energia E kerrotaan hinnan erotuksella.

Teoriassa tämä näytti hyvältä. Käytännössä muuttujia oli enemmän kuin aluksi ymmärsin.

EVU – ensimmäinen ohjaus

Thermia Calibra 12 mahdollistaa ulkoisen ohjauksen EVU-toiminnon kautta. Käytännössä pumpulle voidaan kertoa:

• nyt saa käydä
• nyt ei saa käydä

Alkuvaiheessa toteutus oli yksinkertainen. Kellokytkin, myöhemmin Shelly Pro 2.
Joka päivä tarkistin seuraavan päivän hinnat, valitsin 4–8 halvinta tuntia ja ohjelmoin ohjauksen käsin.

Tämä ei ollut automaatio.
Tämä oli rutiini.

Ja sitä jatkui pitkään, koska halusin ymmärtää ilmiön ennen kuin rakennan pysyvän logiikan.

Tunnit eivät olleet vakio

Tunnit vaihtelivat ulkolämpötilan mukaan.

Tässä vaiheessa mukaan tuli lämmitystarveluku (HDD):

Missä:

• T_b = peruslämpötila (17 °C)
• T_t = vuorokauden keskilämpötila

Käytännössä:

• Leudolla säällä riitti 3–4 tuntia
• Pakkasella 6–8 tuntia
• Kovilla pakkasilla jopa enemmän

Tämä ei vielä ollut automaattista. Se oli käsityötä.

Mutta tässä vaiheessa optimointi alkoi muuttua dynaamiseksi.

Ensimmäinen sokeus: COP

Alkuvaiheessa olin “sokea” yhdelle asialle: lämpöpumpun hyötysuhteelle.

Lämpöpumpun suorituskyky kuvataan COP:lla:

Missä:

• Q_lämpö = tuotettu lämpöenergia
• W_sähkö = käytetty sähköenergia

Mitä korkeampi menoveden lämpötila, sitä matalampi COP.

Ja mitä kylmempi ulkoilma, sitä matalampi COP.

Alkuvaiheen strategia oli:

Ajetaan pumppu täydellä teholla mahdollisimman lyhyessä jaksossa.

Tämä tarkoitti:

• Boost-tila päällä
• Menovesi normaalia korkeampi
• Kompressori lähes jatkuvasti 100 % teholla valitun jakson ajan

Taloudellinen optimointi keskittyi hintaan, ei hyötysuhteeseen.

Jälkikäteen tarkasteltuna tämä oli liian yksinkertaistettu malli.

Ylimitoitus pelasti kokeilun

Onneksi maalämpöpumppu oli hieman ylimitoitettu.

Monissa kohteissa:

• Kaivot ovat alimitoitettuja
• Pakkasilla joudutaan sähkövastuksille
• Tehoreserviä ei ole

Tässä kohteessa pumppu kykeni tuottamaan riittävästi lämpöä lyhyessä ajassa. Tämä mahdollisti jopa liian aggressiivisen optimoinnin ilman, että vastukset aktivoituivat.

Jos pumppu olisi ollut rajalla mitoitettu, kokeilu olisi voinut päättyä nopeasti.

Tämä on tärkeä havainto:

Kaikki kiinteistöt eivät sovellu aggressiiviseen hintaperusteiseen optimointiin.

Talvi 2022–2023 – kriittinen testi

Kun kiinteähintainen sopimus päättyi, alkoi todellinen altistuminen markkinalle.

Talvi 2022–2023 oli:

• Kallis
• Volatiili
• Epävarma

Tuntien manuaalinen valinta oli päivittäinen rutiini.

Ja tässä vaiheessa alkoi näkyä optimoinnin rajat.

Lämpötilan käyttäytyminen

Referenssijaksolla vuorokauden sisäinen lämpötilavaihtelu oli:

• noin 1–1,3 °C

Optimoinnin aikana:

• kasvua 0,2–0,7 °C
• makuuhuoneissa jopa yli 2 °C

Lattialämmitys reagoi hitaasti. Radiaattorit nopeammin.

Yksi mielenkiintoinen havainto:

Kun halvimmat tunnit sattuivat vuorokauden alkuun ja seuraavana päivänä vuorokauden loppuun, syntyi lähes kahden vuorokauden mittainen lämmityskatkos.

Sisälämpötila alkoi pudota.

Käyttöveden lämpötila saattoi laskea alle 40 °C.

Tämä oli ensimmäinen hetki, jolloin ymmärsin:

Halvin tunti ei ole aina järjestelmän kannalta optimaalisin tunti.

Pääsulakkeet ja tehorajat

Sähköauto, sauna ja maalämpö samanaikaisesti → 3×25 A ei riittänyt.

Yksittäisen vaiheen kuormitus ylitti rajan.

Tässä vaiheessa optimointi siirtyi uudelle tasolle:

• Ei enää pelkkä hintaoptimointi
• Mukaan kokonaistehon hallinta

Myöhemmin tämä johti Home Assistant -pohjaiseen sulakevahtiin:

Jos minkä tahansa vaiheen virta > 25 A → auton lataus pois.

Yksinkertainen sääntö, mutta välttämätön.

Onoffer.io – ensimmäinen automaatio

Kun manuaalinen työ kävi raskaaksi, otettiin käyttöön Onoffer.io.

Se mahdollisti:

• “6 halvinta tuntia”
• Hintarajan asettamisen
• Releen etäohjauksen

Se toimi teknisesti luotettavasti.

Mutta sillä oli rajoitus:

Se ei ymmärtänyt kiinteistön lämmitystarvetta.

Tuntimäärä piti edelleen säätää käsin.

Ensimmäinen data-analyysi

Mittausjakson aikana:

• Maalämpöpumpun kulutus mitattiin tuntitasolla (Shelly EM3)
• Hinta haettiin pörssistä
• Laskennallinen vertailu tehtiin “tasainen käyttö” -skenaarioon

Tuloksena:

• 100–135 € vuotuinen säästö
• 28–30 % suhteellinen hyöty pumpun energiasta

On kuitenkin huomioitava:

• COP:n muutosta ei ollut aluksi huomioitu
• Boost-tila nosti menoveden lämpötilaa
• Mahdollinen hyötysuhteen heikkeneminen lisäsi sähkönkulutusta

Taloudellinen optimointi ei ollut vielä kokonaisoptimointia.

Ensimmäinen johtopäätös

Talvi 2022–2023 opetti kolme asiaa:

1. Hintaperusteinen optimointi toimii – mutta rajallisesti
2. Järjestelmä tarvitsee kokonaistehon hallinnan
3. Lämpöpumpun COP on osa yhtälöä

Aggressiivinen optimointi on mahdollista, jos:

• Pumppu on ylimitoitettu
• Vastukset eivät aktivoidu
• Rakenteissa on lämpökapasiteettia

Mutta se ei ole universaali ratkaisu.

Mikä muuttui ajattelussa?

Alkuvaiheen malli oli:

Etsi halvimmat tunnit → aja täysillä → säästä.

Talven jälkeen malli alkoi muuttua:

Ymmärrä rakennuksen lämpökapasiteetti
Ymmärrä COP:n käyttäytyminen
Hallitse kokonaistehoa
Optimoi usean muuttujan perusteella

Hintaa ei voinut irrottaa fysiikasta.

Siirtymä kohti järjestelmäajattelua

Keväällä 2025 mittausjakso päättyi.

Sen jälkeen rakennettiin uusi, kehittyneempi Home Assistant -konfiguraatio:

• Ulkolämpötilan perusteella 1–4 lämmitysjaksoa
• COP-ystävällisempi ajo
• Sulakevahti integroitu
• Aurinkotuotanto huomioitu
• Sähköauto mukana kokonaisuudessa

Mutta se kuuluu OSA 3:een.