Maalämpöfoorumi
Maalämmön suunnittelu => Yleistä => Aiheen aloitti: vuosikerta1950 - 02.03.17 - klo:20:52
-
Tällä foorumilla keskustelujen perusteella ja tarkastelun jälkeen olen tullut siihen tulokseen että kun kaivosta otetaan n.+1 asteista nestettä ja syötetään -3 asteista nestettä, niin onhan se selvä että se jäätyy. On jopa umpijäässä koko vuoden. Olisko joku "viisas" ja perustelisi miksi tällainen on oikein tänäpäivänä mahdollista? Alitajunta minulle sanoo että jos kaivossa on +6 astetta lämpötila n.200m syvällä ja otat melkein sen lämmön, vaikka asteen allekin (+5 asteisena) ja revit siitä tuon foorumin 3 astetta, niin paluunesta on tällöin +2 asteista, on fysiikan vastaista jos vielä kaivo jäätyy! Mikä nyt oikein mättää?
-
Siinä kaksi erillistä asiaa lämpökaivossa.
Toinen on keruuputkessa kiertävä keruuliuos jota lämpöpumpun höyrystin jäähdyttää ja siten ottaa siitä lämpötehoa.Tuon keruuliuoksen jäätymisraja on jossain -17 asteen paikkeilla.
Keruuputken seinämän ulkopuolella on sitten se kaivon vesi joka on pelkkää vettä ja sen jäätyminen tapahtuu nolla-asteen paikkeilla.
Keruunputken seinämä muodostaa jonkinlaisen eristeen lämmön siirtymiselle kaivon vedestä keruuliuokseen,on sellainen käsitys että kun keruuputkessa kiertävä liuos on viitisen astetta kylmempää kuin lämpökaivon vesi niin kaivon vedestä siirtyy keruuliuokseen saman verran lämpötehoa kuin lämpöpumpun höyrystin siitä ottaa.
Eli se liuos mikä keruuputkessa kiertää ei ole lämpökaivon vettä vaikka usein puhutaan kaivon lämpötilasta vaikka tarkoitetaan keruuliuoksen lämpötilaa.
Tuossa liitteessä seppaantin 2010 vuodelta mitattuja arvoja asiasta.
Siinä nähdään ettei kaivon veden lämpötila n 5C juurikaan muutu vaikka keruuliuoksen lämpötila laskee höyrystimen jälkeen 1,5 asteeseen ja keruuliuos lämpenee lämpökaivossa 3,1 astetta eli kaivosta tulee n 4,6 asteista keruuliuosta kierroksen aikana.
Kun isomman kuormituksen aikana kaivon veden lämpötila alkaa jossain vaiheessa laskea niin sitten alkaa kaivon ympärillä olevasta peruskalliosta siirtyä lämpöä kaivon veteen kun lämpötilaeroa niiden välillä alkaa tulemaan.
Tietenkin kaivon veden jäätyminen on mahdollista jos lämpökaivoa jäähdytetään tolkuttomasta mutta silloin on suunnittelussa ja mitoituksissa moni asia mennyt pieleen,nykypäivänä kuitenkin hyvin harvinaista
seppaant kaivo 4.11-10 (http://aijaa.com/luv3m0)
-
Olen seurannut tätä foorumia vasta muutaman päivän, kokemukseni/tuntuma ko. foorumista on- täällä on paljon juttuja, mutta suuri osa näistä on vanhoja- siis vanhaa tietoa. Jos nyt puhutaan tästä päivästä, niin voisitko valottaa minua saavuttamaan nykypäivä. 1. Mikä on tänä päivänä maaläpökaivosta tulevan keruunesteen lämötila ja mikä sinne palaavan nesteen lämötila? 2. Onko kuitenkin taloudellisempaa lämpöpumpulle jos tulevan nesteen lämpötila olisi mahdollisimman korkea? 3. Kuitenkin minua askarruttaa nuo COP-arvot, oliskohan nyt sittenkin keksitty "iki liikkuja" , että annat yhden niin saat viisi? Aika hyvin tuolla suhteella voisi pärjätä. Mitä mieltä olet?
-
1. Mikä on tänä päivänä maaläpökaivosta tulevan keruunesteen lämötila ja mikä sinne palaavan nesteen lämötila?
Meillä on keruuputket maassa ja tulevan liuoksen lämpötila on +1C ja maahan palaavan liuoksen lämpötila on -2C.
Tuossa linkissä useiden foorumin jäsenten keruuliuoksien lämpötiloja laajempi otanta
http://www.maalampofoorumi.fi/index.php?topic=2818.msg97944#new
2. Onko kuitenkin taloudellisempaa lämpöpumpulle jos tulevan nesteen lämpötila olisi mahdollisimman korkea?
On,hyötysuhde ja sen myötä lämpöpumpun maasta tai kaivosta ottama lämpöteho suurenee.
3. Kuitenkin minua askarruttaa nuo COP-arvot, oliskohan nyt sittenkin keksitty "iki liikkuja" , että annat yhden niin saat viisi?
Periaatteessa lämpöpumppu ei tarkkaanottaen itse tuota lämpöä vaan siirtää sitä maasta tai lämpökaivosta keruuliuosta jäähdyttämällä ja tähän lämmönsiirtämiseen tarvittavan jäähdytystehon aikaansaamiseksi tarvitaan sähköverkosta tehoa.
Hyötysuhde eli COP arvo on olosuhteista ja lämpöpumpusta riippuen 3-6 eli yhdellä kilowatilla sähkötehoa lämpöpumppu tuottaa lämpötehoa 3-6kw ja tuo lämpöteho mikä ylittää sähköverkosta otettavan tehon tulee keruuliuoksen avulla maasta.
-
Kiitos Matias vinkistä. Sieltä löytyi ihan relevanttia tietoa tämän vuoden alun luvuista.Sinulla on siis maaputki joka kiertää maastossa! Mielestäni se on paree. Siinä esim. meno/paluu putket maassa ovat aika kaukana toisistaan. Siinä ei toinen putki voi paljonkaan vaikuttaa toisen putken lämpötiloihin. Se on hyvä asia. Mietin kuitenkin mitenkä porakaivosta tulevat putket reakoivat toisiinsa, sillä nehän ovat ihan toisissaan kiinni? Jos toisen neste on miinuksella niin se ei voi olla vaikuttamatta toiseen, siis kylmempi/kuumempi luovuttaa tai vastaan otta toisen energiaa?? esim. joe tulevan putken neste on +4 astetta siellä 200m syvällä niin se jäähtyy maanpintaan tullessann nolaan jopa pakkaselle. Eikö tässä ole valtava ristiriita?? Lämmittää ensin neste ja sitten jäähdyttää sen ja otta hyötyyn sen jäähdytetyn? Jossain on tosiaan vikaa??
-
Mietin kuitenkin mitenkä porakaivosta tulevat putket reakoivat toisiinsa, sillä nehän ovat ihan toisissaan kiinni? Jos toisen neste on miinuksella niin se ei voi olla vaikuttamatta toiseen, siis kylmempi/kuumempi luovuttaa tai vastaan otta toisen energiaa?? esim. joe tulevan putken neste on +4 astetta siellä 200m syvällä niin se jäähtyy maanpintaan tullessann nolaan jopa pakkaselle. Eikö tässä ole valtava ristiriita?? Lämmittää ensin neste ja sitten jäähdyttää sen ja otta hyötyyn sen jäähdytetyn? Jossain on tosiaan vikaa??
Näinhän se on.
Onko hyviä parannusehdotuksia?
ATS
-
Miksi aina on näin, jos jotain tehdään ja se tuottaa plussa, se hyvä nyt, niin ei paneuduta alkulähteille ja mietitä vähän, jos vaikka saisi samalla vieläkin enemmän sitä hyvää plussa lompakkoon. Kyllähän tuon virheen näkee jos miettii. Mielestäni pumpuntekijät ja myyjät eivät välitä yhtään siitä kauanko vehkeet kestää, mitä lyhyenpi elinaika on esim. pumpuilla niin sehän tietää valmistajalle uuden vehkeen myyntiä ja siten on turvattu firman tulevaisuus. "ikuinen työ on ikuinen näklä". Tähän asiaan tosiaan pitää tulla muutos.
-
Näinhän se on.
Onko hyviä parannusehdotuksia?
ATS
Tässä putket ovat irti toisistaan ja
lisäksi sekä menon, että paluun putki painautuu porareiässä kallioseinämää vasten.
(https://dst15js82dk7j.cloudfront.net/236420/63645092-hNpKS.png) (https://www.geopipe.fi/fi-FI/tuotteet/geoduo-m32-33373689)
Klikkaa kuvaa.!
-
Miksi aina on näin, jos jotain tehdään ja se tuottaa plussa, se hyvä nyt, niin ei paneuduta alkulähteille ja mietitä vähän, jos vaikka saisi samalla vieläkin enemmän sitä hyvää plussa lompakkoon. Kyllähän tuon virheen näkee jos miettii.
Luulisin että asiaa on mietitty ja tutkittu jonkin verran. Muistelen nähneeni ruotsalaisen paperin, jossa oli tutkittu erilaisia eriste/lämpöheijastinratkaisuja kaivon keruuputkiin
Asia ei ole mitenkään helppo. Kaivosta halutaan kuitenkin ottaa kaikki aktiiviset metrit mukaan luovuttamaan lämpöä, koska ei voida ottaa vain alhaalta isoa tehoa.
Parannettavaa varmaan olisi, mutta ei ole taidettu löytää paljon parempaa kustannustehokasta ratkaisua. Pientä parannusta on saatavissa, mutta sen toteuttaminen voi olla kalliimpaa kuin saatava hyöty.
Jos on hyviä ideoita, niin varmasti niitä voi esittää.
-
Hienon kuvan lähetit Tomppeli. En ole ennen nähnyt tätä putki-versiota, kaikki ovat olleet näitä yksittäisiä putkia. Tässä versiossa on jo jotain eteenpäin menoa. Joskin siinäkin hyvin pieni kosketuspinta tapahtuu tuon kallionseinämän kanssa. Sitten pitää vielä huomioida että ellipsiputkien ympärillä on vesi välittäjäaineena. Kuitenkin kun selasin noita eri lämpötiloja joita sieltä maasta tulee ylösasti koneelle, niin ovat kyllä aivan liian vaatimattomia?? Ollaan kuitenkin vielä aikalailla hakoteillä! :)
-
Hienon kuvan lähetit...
Tuota putkea (https://www.geopipe.fi/Homepage/Download-File/f/868802/h/397e6281f817b734c56aff7fbdb14b67/energiakollektori+M32%2Besite) voi myöskin käyttää 200 - 300 metrisille kaivoille.
Putken ison läpimitan ansiosta keruupiiriin virtausvastus ei nouse liian suureksi.
-
Hienoa. Tässä kaivohommassa ja talteen saatavasta energiasta ollaan samassa pisteessä kuin näimme tänään telkkarista mitenkä kaikki on niin lähellä. Miesten viestissä porukka teki hirvittävän työn mitalin eteen, mutta sitten 100 m ennen maalia kaikki menikin pieleen. Sinne jäi haava mitalista. Tuo ellipsi putki ja sen koko sekä että putket ovat erillään on kyllä hieno ajatus, GeoPipe on kyllä uhrannut kovasti asiaan. Nyt vain pitäisi tuon putken saada tuettua tuonne kallionseinämään jolloin kyllä vähän enemmän on kosketuspintaa pyöreisiin verrattun. Edelleen tässä hakataan päätä seinään ja rajusta (se koskee jos sattuisi olemaan oma pää). uskoisin että näissä asioissa pääsemme vielä kehittämään loistoputkisto lämmön talteenottoon. Sitten laitan minäkin porakaivon, ja heivaan stokkerin. homma jatkuu kehittelyssä.
-
Oheisesta kuvasta voidaan tulkita, että kaivon yläpään lämpötila on pumpun käynnistyessä 5,0 C.
Kaivon pohjan lämpötila on 5,8 C. Tämä nähdään liuoksen lämpötilasta 8 min käynnin kohdalla kun kaivon pohjalla ympäristön lämpötilaan lämmennyt liuos tulee pumpulle.
Parin kierroksen jälkeen lämpötila stabiloituu 4,6 C:een. Tämä lämpötila on riippuvainen keruuputken lämpövastuksesta.
Lämpötila on n. 0,4 C matalampi kuin kaivon kylmimmän yläosan lämpötila. Tämähän tarkoittaa sitä että myös tässä kaivon kylmimmässä yläosassa siirtyy lämpöä keruunesteeseen. Eli alhaalla lämmennyt liuos ei lämmitä kaivon yläosaa.
ATS
-
Entä jos tekisi sellaisen keruulenkin kaivoon että alaosassa, esim 50m matkalla neljä putkea nipussa.
Eli yksi alas, yksi 50m ylös, 50m takaisin alas ja lopulta takaisin pumpulle.
Mutkat tekisi varmaan vastusta, mutta ainakin 170mm kaivoon tuollainen menisi heittämällä.
Samalla tulisi ikäänkuin kaupanpäälle 100m lisää keruuta :)
-
Hieno homma. Esimerkissäsi oli kyllä tosi korkeat lämpötilat. Liuoksen läpötilat kyllä ovat uskoakseni oikeita. Mutta ("riippuvainen keruuputken lämpövastuksesta") mitä oikeastaan tarkoitat tällä? Olen tutkinut satojen maalämpökaivojen (tässä foorumissa olevien) nesteiden lämpötiloja ja mistään en ole moisia lukuja löytänyt? Tuo kyllä pitää paikkansa että jos kaivon lämpötila on maanpinnassa yli maasta tulevan nesteen lämpötilaa korkeampi niin se ei enää jäähdy ulos tullessaan. Noiden foorumin maastatulevien ja takaisin maahan menevien lämpötilojen luvut ovat kyllä aivan eri luokkaa. Jos paluu nesteen lämpötila on kaivoon mennessään esim. -3 astetta niin kyllähän se jäähdyttää kaivon yläosan aika pahasti. Tämä sinun juttusi sai minut tosiaan miettimään tästä näkökulmasta. kiitos.
-
Entä jos tekisi sellaisen keruulenkin kaivoon että alaosassa, esim 50m matkalla neljä putkea nipussa.
Eli yksi alas, yksi 50m ylös, 50m takaisin alas ja lopulta takaisin pumpulle.
Mutkat tekisi varmaan vastusta, mutta ainakin 170mm kaivoon tuollainen menisi heittämällä.
Samalla tulisi ikäänkuin kaupanpäälle 100m lisää keruuta :)
Tai 10 alinta metriä kuparista?
-
Toit kuparin esille. Kaikilla meilä on lämminvesivaraaja ja siellä sisällä on luultavasti kuumavesi kierukka joka on kuparia, ei varmastikaan muoviputke ;). Kuparin lämmönjohtavuus on aivan eri luokkaa muovin kanssa, ei niitä voi edes verrata keskenään jos puhutaan lämmönjohtavuudesta. Maksaneeko kupari sitten niin paljon enemmän ettei kannata laittaa maalämpökaivoon? Olisiko tässä ainesta uudeksi kerääjäksi??
-
Tai 10 alinta metriä kuparista?
Onhan näitä mahdollisuuksia. Seppaant voisi laskee vastukset.
-
Täällä voi olla jotain ketjun aloittajaa kiinnostavaa...
http://www.maalampofoorumi.fi/index.php?topic=4906.0
-
Kiitos Fraatti, katselin vinkkejäsi. Onhan tosiaan noita putkia tutkittu jo muuta vuosi sittenkin. Taitaa tosiaan olla vaikeaa saada se kaivon pohjalla oleva lämpötila ylös koneelle saakka?? Onhan koaksiaaliputkenkin kykyä tutkittu jos jonkinlaisia sellaisia. Kyllä tämä homma nyt näyttää täysin toivottomalta. Pitänee vissiin rakentaa oma koeversio, jotta saan asiasta mielenrauhan. Kuitenkin, onhan avaruudessakin käyty, mutta 200m maan uumenista ei saada lämpöä (esim.+6 astetta) talteen??
-
Oheisessa kuvassa on keruuliuoksen ja kaivon lämpötilojen käyttäytyminen viime yöltä parin normaalin käyntijakson ajalta.
Keruuliuoksen ensimmäisen kierroksen, 16 min ajan, on liuoksen lämpötila melko tarkkaan kaivossa olevan veden läpötilassa.
Kun tiedetään putkikoko ja virtaus, voidaan laskea millä ajanhetkellä keruuputken eri kohdissa ollut liuos saavuttaa lämpötila-anturit.
Näin laskien todetaan, että kaivon kylmin kohta on 40 metrin syvyydellä ja lämpötila siellä on 3,8 C.
Lämpimin kohta on, kuten voi olettaakin, kaivon pohjalla, lämpötila siellä on 4,3 C.
Toisella kierroksella liuoksen lämpötila laskee johtuen putkimuovin huonosta lämmönjohtavuudesta.
Koko käyntijakson tuloliuoksen keskilämpötila on 3,85 C.
40 mm kupariputken 1,5 mm seinämän lämmönjohtavuus on n. 2000 kertaa parempi kuin 40 mm muoviputken 2,4 mm seinämän.
Jos rakennetaan keräin, jossa on koko matka alaspäin ja parikymmentä metriä ylöspäin menevä 40 mm kupariputki ja loppu ylöspäin tuleva putki on lämpöeristetty.
Ja lisäksi oletetaan, että tällä keräimellä saadaan lämpöpumpulle liuosta, minkä lämpötila on sama kuin kaivon pohjalla olevan veden lämpötila.
Tällä superkeräimellä saataisiin keskimäärin 0,45 C lämpimämpää liuosta höyrystimelle.
Tiedetään että yhden asteen lämpötilan nousu parantaa hyötysuhdetta (COP) n. 3%
Superkeräin parantaisi COP:a 1,35%
Minun vanhassa L-Ässässä on COP n. 3,3
Superkeräimen johdosta COP olisi 1,0135*3,3 = 3,345
L-Ässä kuluttaa vuodessa 6100 kWh sähköä ja saa tällä aikaan taloon lämpöä 20130 kWh.
COP:lla 3,345 sama energia tuotettaisiin 6018 kWh:lla
Säästöä tulisi 82 kWh minkä rahallinen arvo olisi 9€ 95c vuodessa.
Luulen että en rakenna superkeräintä.
ATS
-
Kiitos. Näytti laskelmasi todenperäiseltä! Uskotaan uskotaa.