Tarjouspyynnöt > Lämpökaivot

Kuinka lämmintä porakaivossa?

<< < (3/3)

JariA:
Tein työtä käskettyä ja lähetin kysymyksen syvien kairareikien lämpötilojen vaihtelusta Geologiseen tutkimuskeskukseen Ilmo Kukkoselle.  Hän vastasikin ystävällisesti heti seuraavana päivänä. Kiitokset!

Kysyin kahta asiaa: mitkä tekijät selittävät kallioperän lämpötilan eroja eri puolella Suomea ja toiseksi, miksi Mäntsälän ja Limingan reikien lämpötilakuvaajat poikkeavat muiden syvien reikien kuvaajista. Mainitsin myös siitä, että asia kiinnostaa juuri maalämmityksen ja lämpökaivon ominaisuuksien kannalta.

Koska vastaus on varsin seikkaperäinen, kopioin sen tähän sellaisenaan:

"Erot kallioperän lampötilassa Suomen eri osissa johtuvat kolmesta seikasta:

1) Ilmaston mukainen maanpinnan keskilämpötila vaihtelee Etelä-Suomen noin 6 asteesta Pohjois-Lapin noin 2 asteeseen. Sama ero siirtyy vastaavasti kallion lämpötilaan.

2) geoterminen gradientti (eli lämpötilan nousunopeus syvyyden kasvaessa) vaihtelee kallioperän ominaisuuksien vaihtelun mukaan. Sitä aiheuttaa mm. kallioperän radiogeenisen lämmöntuoton, eli U, Th ja K:n radioaktiivisen hajoamisen synnyttämän lämmön geologinen vaihtelu eri osissa maata. Tämä seikka aiheuttaa korkean gradientin arvon Mäntsälän reiässä. Etelä-Suomen kallioperä sisältää muuta maata enemmän radioaktiivisia aineita. Samoin Itä-Suomen kallioperässä on hieman vähemmän lämpöä synnyttäviä alkuaineita kuin Länsi- ja Etelä-Suomessa. Tästä luonnollisesta radioaktiivisuudesta ei ole mitään haittaa kalliolämpökaivon käyttäjälle tai muutenkaan.

3) Kallioperän lämmönjohtavuuden vaihtelu aiheuttaa myös geotermisen gradientin vaihtelua. Tämä johtuu siitä, että vaikka syvältä maan alta pintaan johtuva lämpövirta (yksikössä W/neliömetri) olisi vakio, geoterminen gradientti voi vaihdella jos lämmönjohtavuus vaihtelee. Tämä johtuu siitä, että Lämpövirta = gradientti x lämmönjohtavuus. Tästä seikasta johtuu Limingan reiässä korkea gradientti, sillä reikä on kairattu lämpöä huonosti johtavaan savikiveen. Muodostuman lämpövirta on sen sijaan jokseenkin sama kuin ympäristössäkin.

Kalliolämpökaivon kannalta tärkeitä seikkoja ovat kallion lämmönjohtavuus ja maanpinnan lämpötila. Suomen olosuhteissa geoterminen gradientti ja lämpövirtaus eivät ole ratkaisevia, koska reiät ovat tavallisesti varsin matalia (alle 150 m). Tällä matkalla lämpötila ehtii nousta kallioperässä vain 1-1.5 astetta.

Suomen syvimmän kairareiän, joka on GTK:n Outokumpuun  kairauttama 2516 m syvä reikä, pohjalla lämpötila on 40 astetta."

Navigaatio

[0] Viestien etusivu

[*] Edellinen sivu