Uutiset:

Kirjoittaja Aihe: Kaivon paineen vaikutus putkiin  (Luettu 6280 kertaa)

Poissa ISKI

  • Vanha jäsen
  • ****
  • Viestejä: 279
  • Maalämpöfoorumi
Kaivon paineen vaikutus putkiin
« : 02.02.19 - klo:07:26 »
Omaa maalämpöprojektiani suunnitellessa ja tarjouksia kysellessä olen törmännyt väitteeseen, että GeoDuo putket voisivat litistyä paineen vaikutuksesta syvässä lämpökaivossa.
Voisi periaatteessa koskea mitä vain putkea, jossa ei olisi riittävää seinämävahvuutta.

Onko kenelläkään näkemystä tai kokemusta tästä?

Jos asiaa tarkastelee teoreettisesti, menee mielestäni seuraavasti.
Jos putken ulko- ja sisäpuolella olevien nesteiden ominaispainot ovat samat, ja nesteiden pinnat samalla korkeudella muodostuu kaivon pohjalla putken sisä- ja ulkopuolelle sama staattinen paine ja mitään putkea litistäviä tai venyttäviä voimia ei ole.
Putkessa on kuitenkin etanoli-vesi liuosta, jonka tiheys taitaa olla noin 0,95 kg/l.
Jos kaivon aktiivinen syvyys on esim. 300 m, syntyy kaivon pohjalle 30 bar staattinen paine ja putken sisälle 28,5 bar paine laskettuna kaivoveden pinnasta.
Eli litistävää voimaa olisi 1,5 bar verran.
Jos teknisen tilan ja kaivon vedenpinnan korkeusero on esim. 10 m eikä putkea paineisteta, olisi paine-eroa edelleen 0,5 bar litistämässä putkea.
Eli ainakin periaatteessa staattinen paine voisi pitkällä aikavälillä litistää putkia.
Taisin nähdä jonkun maalämpökaivon tekijän takuuehdoissa, että putket pitää olla paineistettuja kalvonpaisunta-astialla tai vastaavalla.
Bosch 7001i 4-16 LWM, 278m porakaivo GeoDuo M32 keräimellä, lamellihirsitalo 200 m2(rakennusala), tilavuus n. 600m3 (lattialämmitys) + sivurakennus (autotalli 45m2, työhuone 35 m2, ilmakiertoinen lattialämmitys)

Poissa seppaant

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 5 213
  • L-Ässä V-7
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #1 : 02.02.19 - klo:09:34 »
Oikein olet päätellyt

ATS
L-Ässä V-7.0 vm.2007
Kaivo 163m, akt.153m
Talo 150m2, patterit, v.1975
Aurinkopaneelit 2x10x275 W=5,5 kWp, kaakko/lounas
Arvioitu vuosituotanto 4500 kWh

Poissa ISKI

  • Vanha jäsen
  • ****
  • Viestejä: 279
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #2 : 03.02.19 - klo:11:03 »
Outoa, ettei ole foorumin vanhoissa viesteissä tai muuallakaan webissä näyttäisi olevan mitään keskustelua tästä aiheesta.

Sitä vielä ihmettelen, onko riskiä putkien litistymisestä syvässä kaivossa oikeasti olemassa, jos putket ovat paineistamattomat pari kuukautta vaikkapa remontin takia?
Bosch 7001i 4-16 LWM, 278m porakaivo GeoDuo M32 keräimellä, lamellihirsitalo 200 m2(rakennusala), tilavuus n. 600m3 (lattialämmitys) + sivurakennus (autotalli 45m2, työhuone 35 m2, ilmakiertoinen lattialämmitys)

Poissa Jone51

  • Täysjäsen
  • ***
  • Viestejä: 45
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #3 : 03.02.19 - klo:11:17 »
Mielenkiintoinen aihe, eipä ole itselle tullut mieleenkään. Mahtaisiko tuo  paine-ero olla syynä että ensimmäisenä vuonna kaivon avopaisunnan pinta nousi 10-20cm, eihän toi tilavuudessa juuri mitään ole mutta vähän on voinut putket painua kasaan?
RMT pattereilla, 140m2 @ 21c + 20m2 @ 10c, Thermia Inverter 3-12kW, kaivo 180m

Poissa luu5

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 772
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #4 : 03.02.19 - klo:12:07 »
Epätodennäköistä, mutta entäs jos kaivo onkin kuiva, kestääkö hitsaukset mutkassa?
Kanta-Häme, puutalo (2003), 170m2 1,5 krs lattialämm. rossi + 30m2 AT ML konvekt. 2003 - 2018 Nibe 410P (ka. 21MWh/v). 1/2019-> Nibe F1255-12 R EM + UKV100, Vallox 110MV, 219m kaivo/219m akt (nyt 9,3MWh/v)

Poissa Nakke vaan

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 1 236
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #5 : 06.03.19 - klo:19:07 »
Paljonkohan tuommoinen 300m ylös alas kieppi kasvattaa tilavuuttaan jos ja kun putki esitteen mukaan muuttuu ajan kanssa pyöreäksi? Onko putken sisähalkaisijoista tietoa alkutilanteessa, eli kuinka soikea ellipsi tuo on? Tuommoiseenhan voi joutua ihan oikeasti lisäämäänkin viinaa kun se pyöristyy.
Stiebel eltron wpc10-2014, kaivo 220m, talo 1980, 2krs rinne, kaikki 290m2 laatoitettua lattialämpöä ja diy lattiaviilennystä, ei tulisijaa, myVallox 110, etelässä

Poissa fraatti

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 4 336
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #6 : 06.03.19 - klo:19:53 »
Laitankin tuon vastauksen tähän paremmin sopivaan ketjuun enemmän.
Minusta näyttäisi, että on ihan oikeasti olemassa riski putkien jonkinlaisesta litistymisestä, jos ne ovat pitkiä aikoja paineistamattomina kaivossa.
Tuossa aloittamassani viestiketjussa ei kukaan tätä epäilyäni/huoltani vielä ampunut alas.
Olisi hyvä, jos joku osoittaisi perustellusti, että huoli on aiheeton.

Kokeilin huvikseen googlailla asiasta hiukan.

hdpe pipe buckling pressure hakusanoilla löytää jotain tuloksia aiheesta.

Perus kollektori lienee tälläinen "Maalämpöputki PE100 PN10, SDR17"

Tässä jotain aiheesta. Jos taulukosta katsotaan kohdasta dr17 niin saadaan 0,5bar kestää ja 50 vuotta. En jaksanut tutkia sen kummemmin aihetta että vaikuttaako materiaali tms... edit taitaa olla vääränlainen materiaali

https://hdpe.ca/wp-content/uploads/2016/03/Sclairpipe-systemdesign.pdf
Viessmann Vitocal 333-G, 180m kaivo
171m2/500m3 talo + 70m2/200m3 talousrakennus
Kokonaissähkö n 10000kWh(MLP n 5500kWh, IV-kone n 700kWh)

Poissa fraatti

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 4 336
  • Maalämpöfoorumi
Viessmann Vitocal 333-G, 180m kaivo
171m2/500m3 talo + 70m2/200m3 talousrakennus
Kokonaissähkö n 10000kWh(MLP n 5500kWh, IV-kone n 700kWh)

Poissa fraatti

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 4 336
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #8 : 06.03.19 - klo:20:06 »
Tuon perusteella tästä modulus

https://www.vinidex.com.au/technical/pe-pressure-pipe/e-modulus/

Pc = (2380 x 380) / (17 -1)^3 ) = 220kPa = 2,2 bar

Tämän mukaan ei pitäisi olla vaaraa ainakaan tuossa 40x2,4 putkessa?

Viessmann Vitocal 333-G, 180m kaivo
171m2/500m3 talo + 70m2/200m3 talousrakennus
Kokonaissähkö n 10000kWh(MLP n 5500kWh, IV-kone n 700kWh)

Poissa ISKI

  • Vanha jäsen
  • ****
  • Viestejä: 279
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #9 : 06.03.19 - klo:21:26 »
Täytyy katsoa myöhemmin rauhassa, ymmärränkö ja pystyykö kaavoja soveltamaan ohutseinämäiselle 50mm putkelle.
Jos joku foorumilla osaa suoraan kertoa, aina parempi.
50 mm putkiahan syvissä kaivoissa pitäisi käyttää virtausvastusten kurissa pitämiseksi.
Bosch 7001i 4-16 LWM, 278m porakaivo GeoDuo M32 keräimellä, lamellihirsitalo 200 m2(rakennusala), tilavuus n. 600m3 (lattialämmitys) + sivurakennus (autotalli 45m2, työhuone 35 m2, ilmakiertoinen lattialämmitys)

Poissa fraatti

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 4 336
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #10 : 06.03.19 - klo:22:04 »
Täytyy katsoa myöhemmin rauhassa, ymmärränkö ja pystyykö kaavoja soveltamaan ohutseinämäiselle 50mm putkelle.
Jos joku foorumilla osaa suoraan kertoa, aina parempi.
50 mm putkiahan syvissä kaivoissa pitäisi käyttää virtausvastusten kurissa pitämiseksi.

SDR-luku putkessa kertoo putken dimensiot. Eli seinämävahvuuden sekä halkaisijan suhteen toisiinsa. Standardijuttuja. 50mm putki on on vahvemmalla seinämällä kuin 2,4mm, olisko se ollut 3mm...


https://www.plastics.fi/document.php/1/73/paineputkijarjestelmat_polyeteenista_2012/e95f31375bf0e5e263c2b1ea70449856

PE100 että kestää 10bar painetta asteessa 50 vuotta


PN10 taas paineluokka


Kollektorin tiedot tästä:

https://www.pipelife.fi/media/fi/Tuote-esitteet/Maalampo/Pipelife_maa-jakalliolamporatkaisut_B2B.pdf?m=1526020026&
Viessmann Vitocal 333-G, 180m kaivo
171m2/500m3 talo + 70m2/200m3 talousrakennus
Kokonaissähkö n 10000kWh(MLP n 5500kWh, IV-kone n 700kWh)

Poissa tomppeli

  • Yleismoderaattori
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 8 597
  • Vanha pieru!
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #11 : 06.03.19 - klo:23:47 »
SDR-luku putkessa kertoo putken dimensiot. Eli seinämävahvuuden sekä halkaisijan suhteen toisiinsa. Standardijuttuja. 50mm putki on on vahvemmalla seinämällä kuin 2,4mm, olisko se ollut 3mm...


https://www.plastics.fi/document.php/1/73/paineputkijarjestelmat_polyeteenista_2012/e95f31375bf0e5e263c2b1ea70449856

Tässä yllä olevassa taulukossa on virhe.
Taulukon vasemman laidan sarakkeessa "Ulkohalkaisija" pitäisi olla 50 alapuolella 63 eikä 36.
Siinä on Muoviteollisuus ry :n tuotesihteerille sattunut lipsahdus.

Poissa Nakke vaan

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 1 236
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #12 : 07.03.19 - klo:07:58 »
Paljonkohan noista linkeistä saadaan lisätietoa alkuperäiseen kysymykseen joka koski litteää putkea ja ulkopuolelta kohdistuvaa painetta? Nähdäkseni linkit käsittelevät pyöreää putkea ja sisäpuolelta kohdistuvaa painetta?
Stiebel eltron wpc10-2014, kaivo 220m, talo 1980, 2krs rinne, kaikki 290m2 laatoitettua lattialämpöä ja diy lattiaviilennystä, ei tulisijaa, myVallox 110, etelässä

Poissa luu5

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 772
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #13 : 07.03.19 - klo:10:07 »
Eikös noi fraatin ole juurikin ulkoisen paineen aiheuttamia "collapseja"?
Kanta-Häme, puutalo (2003), 170m2 1,5 krs lattialämm. rossi + 30m2 AT ML konvekt. 2003 - 2018 Nibe 410P (ka. 21MWh/v). 1/2019-> Nibe F1255-12 R EM + UKV100, Vallox 110MV, 219m kaivo/219m akt (nyt 9,3MWh/v)

Poissa ISKI

  • Vanha jäsen
  • ****
  • Viestejä: 279
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #14 : 07.03.19 - klo:17:17 »
Yritin soveltaa fraattin kaavoja GeoDuo putkeen, seuraavassa laskelmat ja päätelmät:

GeoDuo 32 putken annetut tiedot esitteestä:
Tilavuus: 3.2 l/m (max)
Seinämävahvuus: 2.5 mm

Tästä likimääräinen läpimitta oletuksella, että olisi täysin pyöreä:
D= 2*(sqrt(3200/2/3.14)+2.5) = 50.1 mm

SDR = 50mm/2.5mm = 20:

50y:  Pc = (2380 * 380) / (20 -1)**3 = 132 kPa = 1.3 bar
1y:    Pc = (2380 * 520) / (20 -1)**3 = 180 kPa = 1.8 bar
24h:  Pc = (2380 * 830) / (20 -1)**3 = 288 kPa = 2.9 bar

Sivulla
https://www.vinidex.com.au/technical/pe-pressure-pipe/external-pressure-resistance/
on korjauskertoimet myös ovaaliputkelle.

GeoDuo32 esitteen kuvasta mittaamalla arvioin, että tuo delta olisi noin 0.1 eli 10%.

Sen mukaan korjaus ovaaliputkelle kertoimella  0.4:

50y: Pc = 1.3 bar * 0.4 = 0.5 bar
1y:   Pc = 1.8 bar * 0.4 = 0.7 bar
24h: Pc = 2.9 bar * 0.4 = 1.16 bar

Tästä voisi päätellä, että GeoDuo-putken kokoon painumisen riski olisi ihan todellinen noin 250 m kaivossa jopa asennuksen aikana, jolloin putket yleensä ovat paineistamattomina useita päiviä.
Johtopäätös tietysti perustuu siihen, että nämä kaavat tähän tapaukseen sopivat eikä noissa laskuissa ole sattunut jotain lapsusta.

Palaan tässä vielä viestiketjun alkuun: kun kyselin tarjouksia näiden GeoDuo putkien asentamisesta, yhdeltä tarjoajalta sain kommenttia, että putkien litistymistä olisi havaittu. Kyselin asiaa sitten myös suoraan GeoPipe firmasta, joka putkia tekee. Siellä ei ongelmaa myönnetty olevan olemassa.
Minäkin ns. tavallisen kuluttajan ominaisuudessa yritän siis selvittää mikä tieto pitää paikkansa.
Alan ihminen en ole, mutta insinöörin ratasaivoilla kuitenkin varustettu.
Bosch 7001i 4-16 LWM, 278m porakaivo GeoDuo M32 keräimellä, lamellihirsitalo 200 m2(rakennusala), tilavuus n. 600m3 (lattialämmitys) + sivurakennus (autotalli 45m2, työhuone 35 m2, ilmakiertoinen lattialämmitys)

Poissa KiSaVa

  • Täysjäsen
  • ***
  • Viestejä: 184
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #15 : 07.03.19 - klo:19:42 »
Vaikka se noiden laskelmien jälkeen voisi vähän litistyäkin, niin luulisi sen palautuvan siitä paineistettaessa aika hyvin? Paineistaahan voisi aika rohkeastikin, kun kyllähän putkella sitä kestävyyttä riittää.

Poissa MrTJH

  • Nuorempi jäsen
  • **
  • Viestejä: 19
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #16 : 21.03.22 - klo:13:33 »
Vanha aihe mutta jatkan tätä kun aihetta liippaa.

Mitenkäs putkien kestävyys / litistyminen jos kaivo tulee esimerkiksi nyt keväällä ja itse lämpöpumppu kytketään vasta loppukesästä / syksyllä? Ajansaatossa paineistettuna varmastikin oikenee muotoonsa taas mutta lieneekö tuosta sen isommin haittaa?

-MrTJH
Oilin Cube Inverter+ 3-12, 250m kaivo aktiivisyvyys 230m, 45mm keruuputkisto. Rak.v. 1978 1,5 kerroksinen, lattialämmitys, 240 m2

Poissa jmaja

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 1 938
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Kaivon paineen vaikutus putkiin
« Vastaus #17 : 21.03.22 - klo:17:51 »
Varsin monella keruupiiri on paineeton, eli ei mitenkään poikkea tilanteesta, jossa keruu otetaan vasta myöhemmin käyttöön. Keruupiirihän täytetään jo asennettaessa, eihän sitä muuten saa edes uppoamaan kaivoon.

Usein myös tekninen tila on reilusti korkeammalla kuin vedenpinta kaivossa, jolloin putkessa voi olla korkeampi hydrostaattinen paine kuin kaivossa.
Bosch 7001i 12 kW MLP, pohjavesilämmitys (0,6 l/s porakaivosta ulkoisen levarin kautta mereen), 164 m2 Siporex 1976 Espoo, 30 m2 lattiaan roilottu + 80 m2 kattolämmitystä + tulossa 55 m2 kattol + vintille 22 m2