Kylmä maalämpökaivo ja korkeat lämmityspiirin lämpötilat

[hedveikki]

Vinkistä vaariin, avataan oma lanka aiheelle.

Pari vuotta maalämmön kanssa eläneenä on seuraavanlainen ongelma tullut vastaan:

Lattilämmityksen kiertoveden lämpötilaa tuntuu joutuvan pitämään aika kovalla (nyt -8 ulkona, pyynti 35,8 °C), jotta kämpässä on mukava lämpö yläkerrassa (20-21°C). Pumppu sinäänsä tuntuu toimivan ja vesi nousee aina pyyntilämpötilaan vähintäänkin vastuksilla. Viime viikon -19°C pakkasilla käytettiin vaihtelevasti vastuksia 20-50% näytöltä katsottaessa.

Kaivo vaikuttaisi kesät talvet käyvän todella kylmänä (kesällä keruuneste tulo muistaakseni lämpimillään +4,5 °C ja tällä hetkellä tulo -2,4 °C ja meno -4,8 °C, jotka on kutakuinkin samana pysynyt viimeisen kuukauden ajan. Ei ole paisunta-astiassa pinta noussut, joten oletettavasti ei putket vielä lytyssä vaikka kaivo kylmänä käy. Maalämpökaivon pituus pöytäkirjojen mukaan on 175 m ja kallio on heti talon perustustasossa. Sijainti Espoossa ja talolla kokoa 195 m², rakennettu 2001. Pumppu IVT HE C9.

LTO on vesijälkilämmityksellä ja lähtevän / tulevan veden välissä on lyhyt putki "hullunkierto". Pumpulta lähtevän vesi on nyt 40,1 °C, joka hullunkierron jälkeen olevalla mittarilla on tippunut 3 °C ja lattiaan siis menee 37,1 °C. Lämmityspiirin paluuveden mittarin mukaan paluuvesi on noin 29-30 °C, mutta pumpulta lukien vähän enemmän 33,1 °C, joka täsmäisi hyvin tuon pumpun ja menoveden anturien välistä 3°C eroa.

Kysymyksenä olisi siis, voiko tuo korkea lämmitysveden pyynti (johtuen hulunkierron takaisinvirtauksesta?) aiheuttaa pumpun tehojen niin suuren laskemisen, että kaivosta otetaan kokoajan enemmän lämpöä, kun sinne ehtii varautumaan? Vastusten käyttö ei sinänsä pelota (reikä varmaan on vähän alimitoitettu aikoinaan), mutta jos tilanneta vähän pystyisi parantamaan, niin kaikki vinkit otetaan vastaan

Termarit on koko kämpässä täysin auki (tarkastettu ja herkistelty venttiilit ja varmistettu kädellä putkesta että vesi kiertää) kellaria lukuunottamatta, jossa lämpöä tiputettu vähän termariohjaituilla toimilaitteilla, jotta alakerrassa ei paahduta. Yläkerrassa on suurta ikkunaa reilusti, joten lämpöä ikkunoista varmasti karkaa harakoille myös sitä kautta.

[tomppeli]

Tuo ns. hullunkierto voi laskea ihan vähän pumpun hyötysuhdetta, joka puolestaan vähentää kaivon kuormitusta.
Vastuslämmitys helpottaa kaivon kuormaa.
Kaivo on ilmeisesti alimitoitettu, kun menee noinkin kylmäksi (tulo -2,4 °C ja meno -4,8 °C).
Kierto on hyvä, kun keruun menon ja paluun erotus, dT, on noinkin pieni, 2,4 K. Putket eivät ole rutussa.
Onkohan kaivon yläosassa paljonkin vedetöntä osuutta, joka lyhentää kaivon aktiivisyvyyttä?

[hedveikki]

Eli tuon pienen takaisinvirtauksen voi sulkea pois syy-listalta.

Kaivon vesitilanteesta en osaa sanoa mitään, edellisen asukkaan aikana on järjestelmät tehty.

Käynnistin pumpun kokeilumielessä uudelleen, käynnistyksen jälkeen tuli pakollinen 10 min huilitauko ennen kompuran käynnistymistä (vähän jo jännitti, lähteekö kone kone enää edes käyntiin). Paluuliuos oli noussut noin -1 asteiseksi ja tuosta kesti noin tunnin verran, että keruupiirin lämpötila palautui taas tuonne noin -2,5 / -5.

Kyselin tänään naapureilta (identtiset talot ja pumput) niin heillä ei käy pumput 24/7, mutta keruupiirin lämpötilat +0 / -3 , joten kylmänä käy kaivot heilläkin.

[aksutre]

Kelit ovat olleet kylmiä, viima talvi oli kunnollinen talvi ja nyt alku talvikin on ollut poikkeuksellisen kylmä.
Ne asettavat maalämpökaivolle haasteita. Normi etelän talvi -5 astetta parin viikon ajan ei tunnu missään vakka olisi alimitoitettu systeemi.
Ei tuo 9 kw / 175m huono ole, n. 4.5 kW:n jatkuvan lämmöntuottotehon kaivosta riittää lämpöä 50% käyntiaikasuhteeseen asti. Voit koittaa vähentää kulutusta, säädä käyttöveden lämpöä alemmas useampi  aste  ja pienennä iv-koneen nopeutta kovilla pakkasilla, kun on patterikone.
Keruupiirin pumppu on tuossa säädettävä s.23, suositus dT on 2-3, mutta valmistajan sallima vaihteluväli on 2-5 astetta.
Eli pienennä liuospumpun nopeutta niin litku ehtii lämmetä kaivossa. Vielä 4 dT:llä COP pysyy korkeana s.38.
Kun kelit viikonlopuksi lämpenevät niin kaivo palautuu nopeasti 1.5-2.0 astetta.Silloin ei enää jäätyminen uhkaa.
Säädä kuitenkin tuo keruun dT sopivaksi niin auttaa viileään kaivoon.

Edit tossa vielä manuaali jos hukassa:
https://www.lviraty.fi/data/ivt/kaytto-ohjeet/HE_asennusohje_2013-03.pdf

[seppaant]

LTO on vesijälkilämmityksellä ja lähtevän / tulevan veden välissä on lyhyt putki "hullunkierto". Pumpulta lähtevän vesi on nyt 40,1 °C, joka hullunkierron jälkeen olevalla mittarilla on tippunut 3 °C ja lattiaan siis menee 37,1 °C. Lämmityspiirin paluuveden mittarin mukaan paluuvesi on noin 29-30 °C, mutta pumpulta lukien vähän enemmän 33,1 °C, joka täsmäisi hyvin tuon pumpun ja menoveden anturien välistä 3°C eroa.

Jos kytkentä on oheisen kuvan mukainen, niin laitahan kuvaan ylläolevat lämpötilat sekä tämänhetkiset.

ATS

[hedveikki]

Kelit ovat olleet kylmiä, viima talvi oli kunnollinen talvi ja nyt alku talvikin on ollut poikkeuksellisen kylmä.
Ne asettavat maalämpökaivolle haasteita. Normi etelän talvi -5 astetta parin viikon ajan ei tunnu missään vakka olisi alimitoitettu systeemi.
Ei tuo 9 kw / 175m huono ole, n. 4.5 kW:n jatkuvan lämmöntuottotehon kaivosta riittää lämpöä 50% käyntiaikasuhteeseen asti. Voit koittaa vähentää kulutusta, säädä käyttöveden lämpöä alemmas useampi  aste  ja pienennä iv-koneen nopeutta kovilla pakkasilla, kun on patterikone.
Keruupiirin pumppu on tuossa säädettävä s.23, suositus dT on 2-3, mutta valmistajan sallima vaihteluväli on 2-5 astetta.
Eli pienennä liuospumpun nopeutta niin litku ehtii lämmetä kaivossa. Vielä 4 dT:llä COP pysyy korkeana s.38.
Kun kelit viikonlopuksi lämpenevät niin kaivo palautuu nopeasti 1.5-2.0 astetta.Silloin ei enää jäätyminen uhkaa.
Säädä kuitenkin tuo keruun dT sopivaksi niin auttaa viileään kaivoon.

Edit tossa vielä manuaali jos hukassa:
https://www.lviraty.fi/data/ivt/kaytto-ohjeet/HE_asennusohje_2013-03.pdf

Viime talveen itsekkin ensin vertasin ja muistelin, että ei olisi näin kylmäksi mennyt. Toki muisti voi pettää, mutta 1...1,5 °C korkeammat mielestäni oli keruunesteen lämmöt viime talvena. Keskikesällä ihmettelin, kun käyttöveden yhteydessä tuloneste oli ehkä +4 kieppeillä ja alkusyksyllä jo mentiin + 0 pintaan vaikka ei ollut vielä edes pakkasia.
Pitää kokeilla tuota liuospumpun hidastamista, jos sillä saisi vähän lämpimämmäksi nesteet.

Nyt kun kelit on lauhtunut, niin aamulla oli pumppukin päässyt pysähtymään pitkästä aikaa.
Kellotin muutamia aikoja / lämpöjä ylös:
T8 lämmitys meno, T10 keruu tulo, T11 keruu meno
10:26   T8 +38,1   T10 -1,4   T11 -2,5 pumppu meni päälle
10:30   T8 +37,8   T10 -1,1   T11 -4,1 tähän tasaantui
10:43   T8 +38,2   T10 -1,8   T11 -4,5 keruu lähti tippumaan
11:06   T8 +38,6   T10 -2,2   T11 -4,9 keruu tasaantunut kutakuinkin vanhaan
12:07 pumppu meni pois päältä
12:27 pumppu meni taas päälle

Jos kytkentä on oheisen kuvan mukainen, niin laitahan kuvaan ylläolevat lämpötilat sekä tämänhetkiset.

ATS

Vaikka insinööri olenkin niin näyttää vähän heprealta pitää vähän perehtyä kuvaan tarkemmin, jotta pääsee sisälle mikä on mikäkin osa järestelmässä.

[OilToSoil]

Täältäkin huutelee insinööri, joka ei oikeasti näistä ymmärrä mitään, mutta tuohon liuoskierron hidastukseen liittyen. Ei kai se aina ole niin suoraviivaista, että kiertoa hidastamalla saa lämpimämpää litkua? Eikös siinä silloin oteta enemmän aineesta irti tehoja ja näin ollen maahankin palaa kylmempää? Ja eikö se sitten viilennä taas kaivoa enemmän? Vai miten menee, kertokaa viisaammat.

[tomppeli]

Yleensä on niin, että keruun kiertoa hidastamalla COP laskee.

[hedveikki]

Liitteennä itsepiirretty kaavio ja lämpötilat nyt.

Ulkona -2,0
T1 +35,0 (pyynti +33,8) (lämmitys meno, anturi pumpun ulkopuolella)
T6 +77,8 (kuumakaasu)
T8 +38,2 (lämmitysvesi meno, anturin pumpun sisällä jossakin)
T9 +30,9 (lämmitysvesi tulo, anturi pumpun sisällä jossakin)
T10 -1,9 (keruu tulo)
T11 -4,7 (keruu meno)

Kuvan teksteistä poiketen KVP on siis kiertovesipumppu, ei käyttövesipumppu.

[Nakke vaan]

Yleensä on niin, että keruun kiertoa hidastamalla COP laskee.

Ja niin tuo on täälläkin, kumpaa tahansa kiertovesipumppua hidastamalla cop huononee.
Siis viina tai lämmityspumppua.

[aksutre]

Tuo dT jota tavotellaan ja mitataan labrassakin sertifikaattiin  on 3 astetta liuospuolella.  Jos COP lisääntyisi niin eikö invertteri pumpun  liuospumppu  pitäsisi käydä osatehollakin täysillä. Ei se kylmäaine määräänsä enempää sieltä maasta ota ja höyrystin ja vaihdin on optimoitu tietyille virtauksille. Kannattaa koittaa etsiä optimi arvo, todennäkösesti 3 parempi kuin 2.5.

[Lappanen]

Ainakin Nibe yrittää pitää litkun lämmön 3 asteen haarukassa, jos se alkaa kasvaa=liuos kylmenee niin kierroksia lisää. Jossain vaiheessa sitten kierrokset on 100% ja dt alkaa pakosti kasvamaan.

[hedveikki]

Ja niin tuo on täälläkin, kumpaa tahansa kiertovesipumppua hidastamalla cop huononee.
Siis viina tai lämmityspumppua.

Kokeilin tuota lattian kiertovesipumpun hidastamista 3/3 -> 1/3 ja yllätykseksi lattiaan menevän veden T1 lämpö nousi noin +3 °C vastaamaan kutakuinkin pumpulta lähtevää T8 lämpöä. Tähän asti T1 anturin lämpötila on ollut aika tarkasti tuon 3°C pienempi, kuin T8 anturin lämpö (oletus, että hullunkierto vie lämmintä vettä 3° verran takaisin paluuveteen).
Eli hidastamalla pumppua lämmityspiirin lämpö nousi (tämä oli nähtävissä myös putkessa olevasta "kinkkumittarista". Tällä ei kuitenkaan ollut merkittävää vaikutusta T9 anturiin  (lämmitys paluu) kun oletin, että sen lämpö vastaavasti tippuu tuon 3 °C. Jostakin nyt kumallisesti ilmestyi 3°C lisää lämpöä järjestelmään. Onkohan tässä ikiliikkuja nyt keksitty 

Onkohan mahdollista, että tuo kiertopumppu on täysillä jotenkin kuristanut tuota veden kiertoa? Jos tuossa ei muuhun nyt ole vaikutusta, niin periaatteessa voin laskea käyrää tuon vastaavan 3 astetta nyt, kun lattiaan virtaa lämpimämpää.

[aksutre]

Kun näitä pumppuja mittaillaan niin  arvot ovat maapiiriin meno-3 ja 0 paluu. Lattialämmityspiirissä vastaavat arvot ovat meno 35 ja paluu 30. Noita kannattaa tavoitella.

Mielenkiintoista nähdä mitä nyt tapahtuu, tarkkaile tuota lattiapiiriä ja jos sen delta kasvaa tuosta 5 asteesta niin lisää kiertoa pumpusta.

Älä tee käyrään heti muutoksia, tuo lattia saattaa jäähtyä vuorokauden aikana reilusti.
Ilmeisesti MLP:n lämmönvaihdin toimii tässä tapauksessa paremmin hitaalla kierrolla.
Ainakin oma Boschin pumppu on auto asennossa 100% ja delta matala. 50% teholla sopiva.

[seppaant]

Kokeilin tuota lattian kiertovesipumpun hidastamista 3/3 -> 1/3 ja yllätykseksi lattiaan menevän veden T1 lämpö nousi noin +3 °C vastaamaan kutakuinkin pumpulta lähtevää T8 lämpöä. Tähän asti T1 anturin lämpötila on ollut aika tarkasti tuon 3°C pienempi, kuin T8 anturin lämpö (oletus, että hullunkierto vie lämmintä vettä 3° verran takaisin paluuveteen).
Hidastamalla ulkoisen kiertovesipumpun(E11.G1) virtausta lakkasi ohitusputkesta virtaus menopuolelle ja saattoi jopa kääntyä vastakkaissuuntaiseksi
Eli hidastamalla pumppua lämmityspiirin lämpö nousi (tämä oli nähtävissä myös putkessa olevasta "kinkkumittarista". Tällä ei kuitenkaan ollut merkittävää vaikutusta T9 anturiin  (lämmitys paluu) kun oletin, että sen lämpö vastaavasti tippuu tuon 3 °C. Jostakin nyt kumallisesti ilmestyi 3°C lisää lämpöä järjestelmään. Onkohan tässä ikiliikkuja nyt keksitty 
Paluuvesi (E21.T9) on edelleen samaa lattiasta koneelle palaavaa vettä kuin aiemmin. Tästä syystä lämpötila ei muuttunut heti ehkä aikaamyöten nousee hieman.

Onkohan mahdollista, että tuo kiertopumppu on täysillä jotenkin kuristanut tuota veden kiertoa?
Ei ole kuristanut
 Jos tuossa ei muuhun nyt ole vaikutusta, niin periaatteessa voin laskea käyrää tuon vastaavan 3 astetta nyt, kun lattiaan virtaa lämpimämpää.
Näin voit tehdä. Odota kuitenkin päivän verran että lämpötilat ehtivät tasaantua. Yksi muutos kerrallaan ja sitten riittävän pitkä tasaantumisaika ja lisäksi kirjaa ylös tehdyt toimenpiteet ja niiden vaikutukset. Koska et muutaman ajan päästä kuitenkaa muista mitä on tullut tehtyä ja toisekseen on helpompi ottaa pakkia jos muutoksella oli negatiivnen vaikutus

Jos haluat lisää tehoa lattiaan, niin nosta sisäisen kiertovesipumpun (E21.G2) tehoa
Ulkoisen ja sisäisen kiertovesipumpun tehot pitäisi säätää siten että ohitusputkessa ei virtaa kumpaankaan suuntaan.
Mittaamalla ohitusputken lämpötila ja vertaamalla sitä meno T8 ja T1 sekä paluuputken T9 lämpötiloihin voi päätellä virtaussuunnan.

Sitä paitsi tuo ohitusputki ja ulkoinen kiertovesipumppu on lattialämmitystalossa hölmöläisten keksintö

ATS

[jmaja]

Jos kiertoa hidastaa ja teho pysyy samana, nousee dT MLP:n yli. Alussa siis menolämpö nousee, mutta paluu ei muutu. Jossain vaiheessa sitten asettuu jollekin toiselle tasolle. Tehohan ei ole muuttunut, joten keskimääräinen lattialämpö pitää tasapainossa pysyä samana eli pienemmällä virtauksella meno nousee ja paluu laskee.

[seppaant]

Laitoin vielä oheen prosessikaavion missä olen vahvistanut pääputkistot.
Lisäksi kuvassa on esiintyneitä lämpötiloja.

- Keruupiirin lämpötilat ovat varsin kylmiä.
- Keruun Dt on 2,8 C. Tämä on hyvä arvo, tosin vähän alakanttiin. Johtunee siitä että kone käy huonolla hyötysuhteella ja tämä taas johtuu kylmästä keruusta ja korkeasta lauhduttimen jälkeisestä lämpötilasta (T8)
- Keruulle ei tarvitse tehdä mitään muuta kuin seurata lämpötiloja ja paisunta-astian pintaa.

- Lauhduttimen yli Dt (T8 - T9) on n. 7,1 C. Tämäkin on hyvä arvo mutta tässä tilanteessa lämpötilaeroa kannattanee hieman pienentää johonkin 5 - 6 C:een
- Lisää sisäisen kiertovesipumpun (G2) virtausta siten että lauhduttimen Dt (T8 - T9) on n. 5 - 6 C.
- Edellisen toimenpiteen jälkeen säädä ulkoisen kiertovesipumpun virtaus sellaiseksi että hullunkiertoputkessa ei olisi virtausta.
    - Mittaa hullunkiertoputken lämpötila ja vertaa sitä menoveden lämpötiloihin T8, T1 ja paluuveden  lämpötilaan T9 ja päättele niistä että virtaako ja mihin suuntaan.

- Kun systeemi on edellämainittujen toimenpiteiden jälkeen stabiloitunut päivän pari, niin säädä käyrä sopivaksi.

ATS

[hedveikki]

Näinhän siinä kävi, että ulkoista kiertopumppua hidastamalla nousi lämmityksen menolämpötila, mutta vastaavasti tipahti tulolämpötila viiveellä ja dT lähti lämmityskierrossa nousemaan. Eli tuo virtaus hullunkierrosta oli tosiaan toisin päin, kun itse ajattelin eli kylmästä -> lämpimään, pumpun ohi. Hameväki alkoi alkuillasta jo valittamaan kylmyyttä yläkerrassa, joten takaisin pumpun ääreen säätämään.

Kiertopumppujen asetusten kanssa vähän aikaa leikkimällä tuntui löytyvän kohtuullinen tasapaino lämmityksen dT:n ja T1 / T8 eron kanssa. Noissa siis tähtäsin  dT = 5 °C ja T1-T8 ero (eli hullunkierron ohivirtaus mahdollisimman pieneksi. Samalla laskin keruupiirin nopeutta 10->8.

Nyt vaikuttaisi vakiintuneen kutakuinkin seuraaviin arvoihin.
Lämmityspiirin dT = 5,0
Kerrupiirin dT 3,2
T1-T8 dT = -0,3

Katsotaan pari päivää, jos lämmityskäyrää pääsisi tiputtamaan jossakin vaiheessa alaspäin. Kiertovesi kuitenkin on nyt lämpimämpää, kun ohivirtaus on saatu paljon pienemmäksi.

Nyt alkoi tuo kaaviokin noiden osalta aukeamaan. Muut merkit on edelleen hepreaa, mutta niistä varmaan ei tarvitse välittää.
Pumpun käynnistymisen jälkeen +5 min sekä +30 min arvot liitteenä kaaviossa.

[aksutre]

Hyvältä vaikuttaa nyt. Kelit nyt lämpiää joksikin aikaa niin kaivokin lämpenee. +36 riittää lattiakierrossa pitkälle, mutta jos alkaa-20 pakkasia olemaan niin tarvitsee +38 asteista syöttää lattiaan.

Jos kaivon lämpö alkaa häiritsemään ja haluat maksaa vähemmän veroja    (kotitalousvähennys) niin porauta toinen samanlainen kaivo niin e tarvi tuotakaan sitten miettiä. Ei ehkä taloudellisesti lyhyellä aikavälillä järkevää, mutta pidemmällä kyllä kun COP paranee reilusti.

[seppaant]

Kiertopumppujen asetusten kanssa vähän aikaa leikkimällä tuntui löytyvän kohtuullinen tasapaino lämmityksen dT:n ja T1 / T8 eron kanssa. Noissa siis tähtäsin  dT = 5 °C ja T1-T8 ero (eli hullunkierron ohivirtaus mahdollisimman pieneksi. Samalla laskin keruupiirin nopeutta 10->8.

Nyt vaikuttaisi vakiintuneen kutakuinkin seuraaviin arvoihin.
Lämmityspiirin dT = 5,0
Kerrupiirin dT 3,2
T1-T8 dT = -0,3

Katsotaan pari päivää, jos lämmityskäyrää pääsisi tiputtamaan jossakin vaiheessa alaspäin. Kiertovesi kuitenkin on nyt lämpimämpää, kun ohivirtaus on saatu paljon pienemmäksi.

Nyt näyttää että säädöt ovat kohdillaan.
Käyrän säätö saattaa olla haastavaa, koska ulkolämpötila on muuttunut paljon.
Jos saat nykyisellä n. nollakelillä käyrän kohdalleen, niin siitä on sitten hyvä jatkaa kun ilmat taas kylmenee.

ATS

[hedveikki]

Kiitokset kaikille jeeseistä tässä!

Kaivossa käy edelleen kohtuu kylmänä dT 3,2-3,4, T10/T11 pyörii -1,8/-5,1 kieppeillä, mutta ehkä se alkaa tuosta pikkuhiljaa palautumaan. Kuitenkin 7 vuotta painettu liuospumpun täydellä teholla, niin ehkä tuo palautuminen vain kestää reilumman aikaa. Käyrää sain vähän laskettua aikaisemmasta (vaikka nollakeli on vähän haastava tosiaan tuon käyrän säädön kanssa).

Yläkerran huoneissa lämpöerot ovat kuitenkin näppituntumalta tasoittuneet ja hameväki tyytyväisempi.

Pitää seurailla tuota kaivon palautumista, mutta eiköhän tässä olla paremmalla tiellä nyt säätöjen osalta