Mitoituslaskelma ja pumpun valinta Tuomiojalle

[anadeus]

Mietinnässä siirtyä maalämpöön.

Talo rakennettu 1984 yhdessä tasossa.
Lämmintä alaa noin 110 neliötä
Vesikiertoiset patterit ja kosteissa tiloissa vesikiertoinen lattialämmitys
Puukattilalla hoidettu lämmitys. Puun kulutuksesta ei tarkkaa tietoa kun edellinen omistaja ei osannut oikeen kertoa paljonko on puita mennyt vuodessa.
Talo sijaitsee tuomiojan kylällä siikajoen kunnassa pohjois-pohjanmaalla
Tonttia piisaa joten pintaputkitus myös mahdollinen
Huonekorkeus 2.5m
Tällä hetkellä kaksi aikuista asuu torppaa.
Seinät taisi olla 200mm ja yläpohjassa reilu 400mm eristettä

[tomppeli]

Mietinnässä siirtyä maalämpöön.

Talo rakennettu 1984 yhdessä tasossa.
Lämmintä alaa noin 110 neliötä
Vesikiertoiset patterit ja kosteissa tiloissa vesikiertoinen lattialämmitys
Puukattilalla hoidettu lämmitys. Puun kulutuksesta ei tarkkaa tietoa kun edellinen omistaja ei osannut oikeen kertoa paljonko on puita mennyt vuodessa.
Talo sijaitsee tuomiojan kylällä siikajoen kunnassa pohjois-pohjanmaalla
Tonttia piisaa joten pintaputkitus myös mahdollinen
Huonekorkeus 2.5m
Tällä hetkellä kaksi aikuista asuu torppaa.
Seinät taisi olla 200mm ja yläpohjassa reilu 400mm eristettä

Tervetuloa joukkoomme foorumille!
Koetin tehdä mitoituslaskelman ja se näyttäisi tältä:
 Talo  ”anadeus”      TUOMIOJA (Pohjois-Pohjanmaa)
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ   
- Talo Patterilämmitys   20 670 kWh   6,36 kW
YHTEENSÄ   20 670 kWh   6,4 kW
- Josta johtumisvuodot   15 295 kWh   4,41 kW
- Josta ilmanvaihdot   3 822 kWh   1,38 kW
- Josta vuotoilmat   1 553 kWh   0,56 kW
- Josta lämmönsiirtokanaali   0 kWh   0,00 kW

VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:   ( PATTERILÄMMITYS )   
Lämmitettävää   110 m2   275 m3
- Kiinteistö   3,3 COP   20 130 kWh
- Lämmin käyttövesi   2,8 COP   2 400 kWh
- Yhteensä   3,2 SCOP   22 530 kWh
Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho   6,6 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho   7,0 kW
- Valitun lämmityslaitteen teho riittää saakka   -37 C
▪ Maasta kerätään    ( 3,3 COP)   4,9 kW   15 590 kWh
▪ Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä   6 940 kWh
▪ Sähkövastuksella tuotettavaksi jää   0 kWh
▪ Ostosähköä yhteensä   6 940 kWh
Tarvitaan 194 aktiivimetrin lämpökaivo. Keruun virtaus oltava vähintään 0,33 l/s.
Alla keruupiirin painehäviö sileäseinämäisille keräinputkille:
• Kaivon painehäviö 0,33 l/sek virtauksella ja 40 mm putkilla, Δt = 3,6 K   0,26 bar (26 kPa)
• Kaivon painehäviö 0,33 l/sek virtauksella ja 45 mm putkilla, Δt = 3,6 K   0,15 bar (15 kPa)
• Kaivon painehäviö 0,33 l/sek virtauksella ja 50 mm putkilla, Δt = 3,6 K   0,1 bar (10 kPa)
Tai vaakakeruupiiri, keruu: kostea savi, upotussyvyys vähintään 1,3 m   442 m

Tämä laskelma on vain suuntaa antava, ei ole mikään takuumitoitus!
Luotettavimman suunnittelun ja mitoituksen saat osaavalta paikalliselta ammattisuunnittelijalta.

[tomppeli]

Kommentoin edellistä mitoitustani.

Usein ihmetellään, miksi lämpökaivoksi ehdotetaan noinkin syvää kaivoa.
Kaivon syvyys riippuu kohteen sijainnista Suomen kartalla.


Häiriintymättömän kallioperän lämpötila on eteläisimmässä Suomessa noin +7 C.
Ylä-Lapissa se on vain noin +3 C.
Tämän mitoituksen kohteessa se on noin +5 C.

Kaivon lämpötila ei saisi mennä kovimmankaan kuormituksen aikana pakkaselle.
Pakkasella kaivon vesi jäätyy ja porareikään jäätynyt vesi saattaa rutistaa keräimen putket kasaan.
Putki kestää muutaman rutistuksen ja sen muotokin palautuu.
Useamman rutistuksen jälkeen putkitus voi jäädä ahtaaksi ja keruun kierron virtaus vaikeutuu.

Käytännössä kallioperästä saatavan lämpöenergian määrä on:
kallioperän lämpötila x kaivoa ympäröivän, lieriön muotoisen kivimassan lämpökapasiteetti x joku kerroin.
Kivilieriön läpimitta riippuu kallion kiviaineksen lämmönjohtoluvusta.

Kaivon mitoituslaskelma ei koskaan ole ehdottoman tarkka. Mikään mitoitusohjelma ei pysty sellaiseen.
Emme koskaan tiedä porareikää ympäröivän kallioperän rakennetta niin hyvin, että tarkka laskeminen olisi mahdollista.
Geologisen tutkimuskeskuksen Kokkolan osasto tekee maaperän lämpöenergiavarojen tutkimustyötä. Saatuja tuloksia voidaan hyödyntää maalämmön suunnittelussa.

Kaivon kuormitusaste voi joillakin olla korkea, joillakin alhainen.
Korkea kuormitusaste imee kallioperästä paljon lämpöenergiaa ja tuloksena on kallioperän voimakas jäähtyminen.
Kaivo viilenee vuosien kuluessa ja kaivosta tulevan kiertonesteen lämpötila laskee esimerkiksi alla olevan kuvaajan tavoin:


Viilenemisen määrä riippuu kaivon kuormitusasteesta.
Jos kuormitusaste on kova, jää kaivon taloudellinen käyttöikä lyhyeksi.
Kaivosta tulee kylmä, koska porareikää ympäröivä kallioperä on jäähtynyt liikaa, eikä siitä saatava lämpöenergia enää riitäkään kohteen lämmittämiseen.
Alla kuvaaja, jossa esitetään, kuinka viileneminen leviää porausreiän ympäristöön vuosien kuluessa.


Ei siis olisi syytä tehdä liian matalla energiakaivoa.