Maalämpöfoorumi
Tekniset kysymykset => Lämmönkeruu => Aiheen aloitti: @ntti - 17.01.05 - klo:22:59
-
Terve!
Tässä haarukoidaan parhaillaan lämpöpumpun mitoitusta ja kaivojen kokoja. Kaivoja on joka tapauksessa tulossa kaksi kappaletta ja syvyys siinä 150 metrin luokkaa.
Nyt on havaittavissa kahdenlaista mielipidettä kaivojen kytkemiseksi toisiinsa eri toimittajien välillä. Toiselta toimittajalta on selkeä ohje, että kaivot kytketään rinnakkain eli maakiertoon lähtevä virtaus jaetaan kahtia ja kierrätetään molemmat lirut oman kaivonsa kautta. Tällöin virtauksen tasapainotuksessa lienee omat kikkansa, mutta tämä on tehtävissä paluuvirtauksen lämpötilamittauksilla.... tämähän ei siis tasaa virtausta, sillä olosuhteet eri kaivoissa voivat olla täysin erilaiset, mutta palaava vesi on saman lämpöistä. Ns. köyhemmästä kaivosta kiertää selkeästi vähemmän tavaraa.
Toisella toimittajalla oli taas ehdotuksena, että kytketään kaivot sarjaan, eli vesi ensin toisen kaivon läpi ja sitten toisen kaivon lävitse.... perusteluna: ei tasapainotusongelmia.
Yritin mietiskellä vähän ratkaisujen eroja ja ohessa muutamia ajatuksia. Jos niiden jälkeen herää jotain uusia mietteitä, niin mielelläni kuulisin niitä.
- Jos putkiston tilavuus on molemmissa tapauksissa sama, niin tällöinhän virtausnopeus on sarjakytkennässä tuplat. Tämä aiheuttaa tietysti muutoksia turbulenssitasossa (parantaako lämmönvaihtoa putken seinämän lävitse), mutta toisaalta lisää pumppausvastuksia ja sitä kautta pumppauskustannuksia.
- Keskimääräinen lämmönsiirto molemmissa ratkaisuissa on sama, sillä tietty vesitilavuus viipyy yhtä pitkään maan alla molemmissa ratkaisuissa. Poikkeavaa on se, että sarjaankytkennässä ensimmäisessä kaivossa maaliuoksen lämpötila on alhaisempi kuin toiseen kaivoon sukellettaessa. Tästä seuraa se, että ensimmäisessä kaivossa vallitsee suurempi lämpötilaero maakierron nesteen ja porareiän veden välillä. Tällöin myös lämmönsiirtyminen on voimakkaampaa ja ekasta reiästä käytännössä otetaan lämpöä enemmän ulos eli ensimmäinen kaivo päätyy ajan mittaan kylmemmäksi. Aiheuttaako tämä esim. sen riskin, että ensimmäinen kaivo kilahtaa jäähän toisen vielä ollessa reilusti sulan puolella.... ja onko sillä mitään väliä?
Mitä muuta tulee foorumilaisille mieleen asian tiimoilta? Miten yleistä tämä sarjaan kytkeminen on, kun asennusohjeissa on näkyvillä vain näitä rinnankytkettyjä maakiertoja?
Sitten vielä toinen kysymys, joka liittyy lämpimän veden tuottoon tarvittavaan tehotarpeeseen. Kun rakennuksen suunnittelussa käytetty ohjelmisto antaa maksimaaliseksi tehontarpeeksi n. 20 kW (ulkona -29 C ja sisällä 15-21 C riippuen huonetilasta), niin paljonko on järkevää varata lämpimän veden tuoton tehoreserviksi ääritilanteessa? Jos ei reserviä ole yhtään, niin pysyykö lämpimän veden tuotto yleensä yllä ja puuttuva teho näkyy käytännössä ongelmana pitää yllä lattiakierron lämpötilaa (kylmä vesi painuu varaajan alaosaan painovoimaisesti)? Tätä kysymystä vaikeuttaa tietysti valittu varaajan koko sekä lämpimän käyttöveden kulutustottumukset. Tunnin kuumalla suihkulla saa varmaan kaikki polvilleen tulipalopakkasilla...
T:Antti
-
Kaivot ehdottomasti rinnakkain. Kuvitteleppa mikä on painehäviö, kun on 600m putkea. Tasapainoitus ei ole ongelma, kun laittaa linjasäädöt paluuputkiin.
-
höpöhöpö noin yksiselitteiselle vastaukselle
mielummin sarjaan ja 50mm<,n putkella on virtausmuoto ja painehäviö kunnossa
-
Ehdottomasti rinnan.
-
Kannattaa laittaa riinnan.
-
Sulla volkkari taitaa olla tietämys lämpökaivoista ja lämmönkeruusta hiukan vajavainen??
Eiköhän lämpöpumppuvalmistajat ole aikanaan tehneet perusteellisen tutkimuksen, kuinka putket kannattaa laittaa.
Rinnakkainkytkentä on paras, ei aina kuitenkaan mahdollinen.
-
Mitoitin vertailtavat kaivot 9kw.n lämmitysteholle massavirta höyrystimellä 0,52 kg/s 3 asteen lämpötilaerolla 2kpl putkisyvyys 150 m
naturet lämmönsiirto nesteellä
kaksi rinnankytkettynä 40 mm.n pukella virtaunopeus
0,30 m/s reynolsinluku 1650 ja painehävi 9 kpa
ei toimi
Kaksi sarjaankytkettynä 50 mm.n putkella virtausnopeus 0,40m/s reynolsinluku 2500 painehaviö 35 kpa toimii.
virtaus on oltava turbulenttistä eli reynolds yli 2300
muuten homma on pahasti pielessä
l
-
Olisiko @ntti kuitenkin jo putkensa laittanut kaivoihinsa (läh. Tammikuu 17th, 2005, 10:59pm) ;)
@ volkkari
Onko LÄ:n käyttämä 2 putkea alas, 1 putki ylös pelkkää markkinointikikkailua, vai onko sillä jokin käytännön merkitys.
Jani
-
Mitoitin vertailtavat kaivot 9kw.n lämmitysteholle massavirta höyrystimellä 0,52 kg/s 3 asteen lämpötilaerolla 2kpl putkisyvyys 150 m
naturet lämmönsiirto nesteellä
kaksi rinnankytkettynä 40 mm.n pukella virtaunopeus
0,30 m/s reynolsinluku 1650 ja painehävi 9 kpa
ei toimi
Kaksi sarjaankytkettynä 50 mm.n putkella virtausnopeus 0,40m/s reynolsinluku 2500 painehaviö 35 kpa toimii.
virtaus on oltava turbulenttistä eli reynolds yli 2300
muuten homma on pahasti pielessä
l
Mitä / kenen valmistajan ohjelmaa käytit / käytät?
-
lp-optimaa, valmistajista riippumaton
-
2kpl putkisyvyys 150 m
naturet lämmönsiirto nesteellä
kaksi rinnankytkettynä 40 mm.n pukella virtaunopeus
0,30 m/s reynolsinluku 1650 ja painehävi 9 kpa
ei toimi
Kaksi sarjaankytkettynä 50 mm.n putkella virtausnopeus 0,40m/s reynolsinluku 2500 painehaviö 35 kpa toimii.
Toisessa painehäviö liki nelinkertainen. Onko molemmissa vaihtoehdoissa sama kiertopumppu ?
IVT:llä ainakin ilmoittavat pumpun piirien pituuden maksimirajaksi tietyt max määrät riippumata montako kaivoa rakennetaan.
Reynoldsin yhtälö:
http://reynolds-number.ask.dyndns.dk/
" Reynolds number is the most important dimensionless number in fluid dynamics and provides a criterion for determining dynamic similarity. Where two similar objects in perhaps different fluids with possibly different flowrates have similar fluid flow around them, they are said to be dynamically similar"
samaa Suomeksi:
http://fi.wikipedia.org/wiki/Reynoldsin_luku
http://fi.wikipedia.org/wiki/Keskustelu:Reynoldsin_luku
Laminaarinen ja turbulenttinen virtaus kuvattu täällä aika hyvin:
- kuvat 2.1 ja 2.2
http://www.mit.tut.fi/projektitekstit/Vesta/Vestan_raportti.pdf
- lyhyt oppimäärä: tarkistakaa putkarin tekemät kaivopiirin mutkat etteivät ole taittuneet (pahasti) kasaan ja muodosta kuristimia
Aihetta sivuten
http://fi.wikipedia.org/wiki/Navierin%E2%80%93Stokesin_yht%C3%A4l%C3%B6t
Hydrodynamiikan kirja:
http://www.pipefitter.com/PipingCalcMan.html
-
Aihetta sivuten:
JOS lämpöässään joutuu tekemään kaksi kaivoa niin mielestäni niihin ei silloin kannata laittaa kahta alas ja yhtä ylös koska silloinhan rinnakkaisia putkia menisi neljä alas kallioon mutta vain yksi koneeseen eli äärettömän laminaarista mahtaisi olla virtaus.
Eli mun mielestä tuplakaivoiseen LÄ:n ehdottomasti putket ruotsalaistyyliin kaksiputkea per kaivo.
Tässä muuten aihetta sivuava kommentti SULPU:sta:
"3 tai 4 -putkinen järjestelmä antaa hieman suuremman hetkellisen tehon kW, koska kaivossa lämpenevä liuosmäärä on suurempi 2-putkiseen silmukkaan verrattuna. Täytyy kuitenkin muistaa, että molemmat järjestelmät vaativat yhtä syvän kaivon, koska kaivosta saatava VUOSITTAINEN ENERGIAMÄÄRÄ ei ole riippuvainen putkien määrästä vaan on suoraan verrattuna porakaivon syvyyteen (ellei oteta huomioon mahdollisia pohjavesivirtauksia kalliossa). 2-3-4 -putkijärjestelmän valintaan kannattaa kiinnittää huomiota mitoitusmielessä siten, että varmistetaan kulloisillakin putkipituuksilla ja pumppuvirtaamilla TURBULENTTINEN virtaus koko piirissä lämmönsiirron maksimoimiseksi."
-
Aihetta sivuten:
3 tai 4 -putkinen järjestelmä antaa hieman suuremman hetkellisen tehon kW, koska kaivossa lämpenevä liuosmäärä on suurempi 2-putkiseen silmukkaan verrattuna. lämmönsiirron maksimoimiseksi."
Tämä sopinee mun ylitehopumppuun mainiosti (lyhyet käyntijaksot). Kuinkahan nopeasti LÄ:n pumppu kierrättää veden tuollaisessa putkistossa?
Jani