Maalämpöfoorumi
Maalämmön suunnittelu => Mitoitus omakotitalot ja pienet kohteet => Aiheen aloitti: Kirves - 22.08.19 - klo:16:23
-
Pähkäilen tässä oulunseudulle valmistuvaan OKT + hallirakennuksen energiakaivon ja putkiston mitoitusta.
Suunnittelijan mukaan laskennallinen vuotuinen energian tarve on lämmitykseen n.30000kW/h ja käyttöveteen 4000kW/h.
Pumpuksi Nibe F1255-12.
Kaivon syvyydeksi 220m ja lisäksi vaakaputket n.20m suuntaansa, (riittääkö 40mm?)
Tuota 45mm on aika huonosti saatavilla, joten riittääkö vaakaputkiksi 40mm ja tarvittaessa 45mm kollektorin tuonee sitten porari?
Jos kaivossa käyttää 45mm turbokollektoria, niin tappaako turbon isompi painehäviö 45mm saadun hyödyn?
Pohdin tässä IV-esilämmityksen toteuttamisen vaihtoehtoja erillisen passiivipiirin tai maalämpöpiirin väliltä ja sen tuomaa kokonaishyötyä sekä toimivuutta myös jäähdytyskäytössä eli lähinnä tuloilman kuivaamista.
Onko maalämpökaivon keruupiiristä tehtyjä IV-esilämmityspiirejä onnistuttu toteuttamaan ilman huolta kaivon jäähtymisestä/keruuputkiston jäätymisestä.
Vinkkejä projektiin?
-
Tervetuloa mukaan foorumille!
Koetin tehdä laskelman.
Jos laskelman lähtötiedoissa on virheellisyyksiä, kerro niistä ja korjaan ne. Korjaaminen on helppoa.
Tässä laskelman tulos tiivistettynä:
Talo ”Kirves” OULU (Pohjois-Pohjanmaa)
LÄMMITYSTARVELASKENNASSA - MUT = -34 °C
Tämä laskelma on tehty lämmitystarvetietojen perusteella, siksi ei rakennuskohtaista erittelyä.
VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE: LATTIALÄMMITYS - COP -laskennassa 31 °C - menovesi lämpötila max 35 °C
• Kiinteistö, 199 m2, 498 m3 5,0 COP 9,70 kW 30 000 kWh
- Lämmin käyttövesi, varaajatilavuus 0,19 m3 / 55 °C 2,7 COP 0,51 kW 4 000 kWh
- Yhteensä 4,6 SCOP 10,2 kWh 34 000 kWh
- Ei vähennetä taloussähkön lämmitysvaikutusta 0 kWh 0,00 kW 34 000 kWh
- Ei muita vähennyksiä.. 0 kWh 0,00 kW 34 000 kWh
- Maalämmöllä tuotetaan 10,50 kW 34 000 kWh
- Sähkövastuksella tuotettavaksi jää 0 kWh
Yhteensä 34 000 kWh
Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho 10,2 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho, ( Optimiteho) 10,5 kW
- Valitun lämpöpumpun teho riittää saakka -35 °C
▪ Maasta kerätään ( 4,6 COP) 8,4 kW 26 550 kWh
▪ Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä 7 450 kWh
▪ Ostosähköä yhteensä (pumpun käyttösähkö + vastuslämmitystä 0 kWh) 7 450 kWh
Tarvitaan 248 aktiivimetrin lämpökaivo. Keruun virtaus oltava vähintään 0,63 l/s (= 37,8 l/minuutissa).
Liitäntäputkitus pumpulta kaivolle. Etäisyys kaivolle = 30 m 2 kpl PE50x4.6 60 m
Kaivon aktiivisyvyydellä tarkoitetaan sitä kaivon syvyyttä, jossa keruuputkisto on aina veden ympäröimänä.
Alla keruupiirin painehäviö sileäseinämäisille keräinputkille virtauksella 0,63 l/s = 37,8 l/min = 2268 l/h:
• Kaivon painehäviö 0,63 l/sek virtauksella ja PE40*2.4 putkilla, ΔT = 3,3 K 124 kPa (1,24 bar)
• Kaivon painehäviö 0,63 l/sek virtauksella ja PE45*2.6 putkilla, ΔT = 3,3 K 68 kPa (0,68 bar)
• Kaivon painehäviö 0,63 l/sek virtauksella ja PE50*2.8 putkilla, ΔT = 3,3 K 41 kPa (0,41 bar)
• Kaivon painehäviö 0,63 l/sek virtauksella ja PE50*2.5 GeoDuo pariputki, ΔT = 3,3 K 39 kPa (0,39 bar)
Oulun seudulle tarvitaan noin 1,5 kertaa syvemmät lämpökaivot, kuin Etelä-Suomeen. Tämä johtuu Oulun seudun kylmemmästä kallioperästä.
Kun on näinkin syvä lämpökaivo, tarvitaan lämmön keruupiirin putkitukseen DU 50 mm putkitus, muutoin painehäviö nousee liian suureksi.
• Tai vaakakeruupiiri, kostea savi, 776 metriä = 2 x 400 m PEM40x3.7 SINIRAITA.
- Keruuputkien upotussyvyys vähintään 1,4 m.
...
Jos haluat, lähetän koko laskelman sinulle tavalliseen sähköpostiisi. Silloin voisit itse korjata virheelliset lähtötiedot.
Laskentaohjelman avaamiseen tarvitaan koneellesi ladattu ilmainen LibreOffice -toimisto-ohjelma (https://fi.libreoffice.org/).
Laskentapohja on myöskin ladattavissa täältä. (http://bergheat.ingalsuo.fi/)
Tämäkin mitoituslaskelma on vain suuntaa antava; ei ole mikään takuumitoitus.
Luotettavimman suunnittelun ja mitoituksen saat paikalliselta alan ammattisuunnittelijalta.
-
Tarkentui tuo kaivon sijainti joka onkin n. 15m lähempänä ja tehon tarve enimmillään n.12kW. Eniten mietityttää edelleen putken valinnan vaikutus invertteri käytössä. Onkohan aina putkea isontaessa vaarana laminaarinen virtaus osateholla? Lähinnä mietityttää esim tuon 50mm geopipen kanssa virtauksen mahdollinen hitaus, jonka toki voi estää pumpun pitämisen varalta isommalla käsiajolla. Olisiko 45mm turbo kuitenkin parempi valinta koko käyttöaluetta ajatellen? Olen päätymässä 250m kaivoon jota kompensoin tarvittaessa tulisijalla.
-
Kun on kyseessä lattialämmitys, COP = 5 ja dT = 3,0:
- keruupiirissä 500 m 45x2,4 putkea alkaa turbulenttinen virtaus noin 3,5 kW lämmitysteholla. (Keruun kierto noin 0,23 l/s.)
- keruupiirissä 500 m 50x2,4 putkea alkaa turbulenttinen virtaus noin 4,0 kW lämmitysteholla. (Keruun kierto noin 0,262 l/s.)
-
En tiedä mihin tuolla geopipe m32 esitteessä olevaan virtaama alueella viitataan. Epäilen että liittynee aiheeseen?
TEKNISET TIEDOT:
• Seinämävahvuudet ........... 2,5 mm
• Seinämävahvuudet maa- ja
vesistöasennuksiin ...... 2,9-3,0 mm
• Virtaama alue ........ n. 0,5-1,4 L/sek.
• Volyymi on per pariputki <3,2 L/m
-
COP 5, dt 3, 500 m 50x2.4 tapauksessa Niben 3 kW minimiteholla maaliuoksen kiertoaika on 68 minuuttia. Melkein uskaltaisin olettaa maaliuoksen lämpenevän kohtuullisesti laminaarisellakin virtauksella.
E: voin tässä toki olla väärässäkin, mutta tämmöisenä hihasta vedettynä arviona tämä.
-
Eiköhän nuo turbulenttisuudet liity enemmänkin lämmönvaihtimiin, kuin näihin satoja metrejä pitkiin lämpösumma keräimiin. Laittaa vain suosiolla 50 mm putkella noin syvän kaivon, niin DT pysyy pienenä, jolloin kaivoon ei päädy ylikylmää liuosta koskaan. 3-putkikeräin olisi paras. 1 putki alas ja 2 putkea ylös.
-
Pitäisi olla kaksi putkea alas ja yksi ylös!
Kaivon lämpötila nousee alas mentäessä.
(http://bergheat.ingalsuo.fi/pictures/PorakaivoTuotto.jpg)
Kaksi putkea alas lämmittää kiertonesteen lähes kaivon pohjan lämpötilaan.
Kun on vain yksi putki ylös, ei kaivon pohjalta ylös nouseva kiertoneste pääse jäähtymään kaivon kylmässä yläosassa.