Maalämpöfoorumi
Tekniset kysymykset => Lämmönkeruu => Aiheen aloitti: ISKI - 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.
-
Oikein olet päätellyt
ATS
-
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?
-
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?
-
Epätodennäköistä, mutta entäs jos kaivo onkin kuiva, kestääkö hitsaukset mutkassa?
-
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.
-
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://i.imgur.com/x38UWyc.png)
https://hdpe.ca/wp-content/uploads/2016/03/Sclairpipe-systemdesign.pdf
-
Löysin myös tälläisen:
(https://i.imgur.com/6dVKHi7.png)
https://www.vinidex.com.au/technical/pe-pressure-pipe/external-pressure-resistance/
-
Tuon perusteella tästä modulus
(https://i.imgur.com/PRE9u5a.png)
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?
-
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.
-
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://i.imgur.com/xLKzzW1.png)
https://www.plastics.fi/document.php/1/73/paineputkijarjestelmat_polyeteenista_2012/e95f31375bf0e5e263c2b1ea70449856
PE100 että kestää 10bar painetta asteessa 50 vuotta
(https://i.imgur.com/NnmJehD.png)
PN10 taas paineluokka
(https://i.imgur.com/nNGzI5r.png)
Kollektorin tiedot tästä:
(https://i.imgur.com/6TnaF71.png)
https://www.pipelife.fi/media/fi/Tuote-esitteet/Maalampo/Pipelife_maa-jakalliolamporatkaisut_B2B.pdf?m=1526020026&
-
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://i.imgur.com/xLKzzW1.png)
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.
-
Paljonkohan noista linkeistä saadaan lisätietoa alkuperäiseen kysymykseen joka koski litteää putkea ja ulkopuolelta kohdistuvaa painetta? Nähdäkseni linkit käsittelevät pyöreää putkea ja sisäpuolelta kohdistuvaa painetta?
-
Eikös noi fraatin ole juurikin ulkoisen paineen aiheuttamia "collapseja"?
-
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.
-
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.
-
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
-
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.