Maalämpöputkiston mitoituksesta

[Tuomo]

On tässä suunnitelmissa siirtyä määlämpöön, mutta mietityttää vähän tuo lämmönkeruuputkiston mitoitus. Talo on maatilan päärakennus, neliöitä n. 350 ja kuutioitakin riittävästi. Haketta on mennyt 60 -80 kuutiota, nyt öljyä 5 -6.000 litraa.  Olen pyytänyt tarjouksia muutamalta lämpöpumpputoimittajalta ja samoilla tiedoilla tarjotaan 14 - 25 kw:n pumppua ja samaan maahan tulisi lämmönkeruulutkea  2 x 355 m = 710 metriä - 3 x 600 m = 1600 metriä. Eli yli kaksinkertainen määrä.  Maa olisi pinnalta hiesua (20 - 30 cm) mutta syvemmältä jäykempää savensekaista maata.  Kun olen jutellut maalämpömyyjien/-suunnittelijoiden kanssa, on vastaus aina: lisäputkesta ei ole mitään hyötyä, lämpöä saadaan tietty määrä.  Rakennusvaiheessa muutaman sadan ylimääräisen metrin veto ei vielä taloutta kaada - myöhemmin lisääminen taitaa olla hankalaa.  Lämpöpumppujärjestelmän suunnitteluohjeissa (löytyy SULPU:n sivuilta) eri maalajien jäänmuodostuslämpömäärien erot vaihtelevat maksimissaan 90 - 45 kwh/m3 ja minimissä 18 - 55 kwh/m3.  Erot on siis melkoiset.  Nyt haluaisin asiallisia kommentteja mitoituksen suhteen.  Mikä on tarpeeksi mutta ei liikaakaan.  

[SamiR]

Nyrkkisääntönä pidetään yleensä metri/kuutio. Tuolla kaavalla pääsee hieman hajulle tuosta putkiston mitoituksesta. Tarkempi pituus täytyy sitten miettiä rakennuksen lämmöneristävyyden ja maalajin perusteella +/-.

[Kuumaa_kalliosta]

Ja sillä on vaikutusta, missä päin Suomea rakennus on.

Kukaan ei voi etukäteen sanoa, mikä on tarkalleen tarvittavan maaputkiston järkevä minimimitta, eli se, mistä saadaan kerättyä tarpeeksi lämpöä vastaamaan 6000 litran öljynkulutusta.

Taitaa olla 1600 metrin lenkki LämpöÄssälle ja 710 metrin lenkkin Nibelle, jos vanhat tarjoukset pitävät vähänkään paikkansa. Pyydä lyhyimmän ja pitemmän lenkin tarjoajilta perusteluja arvioilleen. Ovatko tarjoajat käyneet paikan päällä ja tutustuneet myös maalajiin?

Se on totta, ettei maapiiriä kannata pidentää turhaan. Kun maaliuos on lämmennyt ympäröivän maan lämpötilaan, ei sen lisäkierrätys hyödytä mitään.

[rojekti0607]

Se nyt ei mitään vaativaa laskutoimitusta tuo maapiirin pituus tarvitte. Laskin itse omalle maapiirille erään ohjeen mukaisesti:

lämpöenergian tarve n.25000 kwh/a

lämpöpumpun cop = 4,1 (lämpöässä c8,5:llä)

Qmaa = 25000 kwh/a x 0,75 = 18750 kwh/a

è     vaakaputkiston pituus Maa l = 18750 kwh/a / 45 kwh/m^3 = 416 metriä

*45 kwh/m^3 on savisiltin energiamäärä.

Käytännössä laitan 2x250 metrin piirit ja maaperän sisältö n.50 cm turvekunttaa+50 cm hiekkaa ja n.metrin syvyydestä alkaa savisiltti.

[pete]

rojekti0607 kirjoitti:
>  lämpöpumpun cop = 4,1 (lämpöässä c8,5:llä)

Muuten laskelma vaikutti oikeansuuntaiselta, mutta tuollainen keskimääräinen cop-lukema esiintyy vain maalämmittäjien märissä päiväunissa. cop=3 on korkein realistinen keskihyötysuhde. Toki cop:in yliarviointi johtaa maapiirin mitoituksessa yläarvioon, joten siitä ei ole haittaa järjestelmän toiminnan kannalta.

[evt752]

cop:in yliarviointi johtaa maapiirin mitoituksessa yläarvioon, joten siitä ei ole haittaa järjestelmän toiminnan kannalta.

Kui? Ainakin minulle tulisi heti mieleen päinvastainen: mitä parempi hyötysuhde maalämpöpumpulla on, sitä vähemmän vaaditaan pituutta maapiiriltä (vähemmän lämpöä). Onko tässä joku kompa...

[enins]

Eipä siinä mitään kompaa ole, vaan; maalämpöpumpun kokonaislämpötehon pysyessä samana, COP:n muuttuessa muuttuu myös sähköllä tehdyn ja maapiiristä saatavan lämmön suhde. Eli COP:n kasvaessa tuotetaan vähemmän lämpöä sähköllä (=kompuralla) ja otetaan sitä vastaava osuus maasta.

[KimmoK]

Ja tulevaisuudessa kun kompura vaihdetaan uuteen, on luultavaa että hyötysuhde uudella kompuralla taas hieman parempi ja edelleen se pyytää entistä enemmän lämpöä maasta (ja siis ei saa sitä mikäli lämpökaivo ei ole ylimittainen alunperin)

(mielestäni on miltei rikollista alimitoittaa asiakkaan keruupiiri jotta saa kaupan aikaiseksi)

[putkimies]

(mielestäni on miltei rikollista alimitoittaa asiakkaan keruupiiri jotta saa kaupan aikaiseksi)

Hyvin sanottu siellä takapenkissä...

[putkimies]

Kui? Ainakin minulle tulisi heti mieleen päinvastainen: mitä parempi hyötysuhde maalämpöpumpulla on, sitä vähemmän vaaditaan pituutta maapiiriltä (vähemmän lämpöä). Onko tässä joku kompa...

Tuota noin, eikös asia ole niin että sieltä porareiästä/maapiiristä saadaan tietty määrä lämpöä vuoden (talven) aikana ja siihen lämmön määrään ei vaikuta pumpun teho/hyötysuhde.
Jos reikä on suunniteltu 15 kw pumpulle niin 20 kw pumppu ei saa sieltä yhtään enempää lämpöä irti kun kyse on koko lämmityskaudesta.

ps.
asiaan vaikuttaa paljonko lämpöä kulutetaan yms. mutta siitä ei olekaan ollut kyse vaan siitä että kaivo/maapiiri ei pysty luovuttamaan lämpöä kuin tietyn määrän.

[Kuumaa_kalliosta]

Totta: maapiiri tai lämpökaivo voi luovuttaa vain tietyn määrän lämpöä vuosittain.

Jos vaihdetaan tehokkaampi pumppu tai jostain syystä ryhdytään kuluttamaan enemmän energiaaa kuin maasta saadaan, lämmönlähde ei enää pysty tuottamaan sitä lämpöä.

Silloin 1) lämmönlähdettä on jatkettava, 2) rajoitettava lämmön käyttöä vaikka lisäeristyksellä tai 3) käytettävä enemmän kallista vastussähköä maalämmön rinnalla.

[KimmoK]

@Kuumaa_kalliosta

Se lämmönlähde ei varmaan sippaa mitenkään yllättäen ellei ole sikarajusta alimitoituksesta kyse.

Jos vuodessa holesta haukataan enemmän kuin siitä per metri on tarkoitus ottaa niin hyötysuhde alkaa hensin huonota kun reiän lämpö alkaa laskea.

Mikäli se hole ei mene jäähän, siitä kuitenkin saadaan lämpöä. (suuri delta t nopeuttaa lämmön virtausta ympäristöstä kohti holea yms.). Ja jos seuraava vuosi on leuto, voi olla että hole palautuu täyteen iskuun taas tulevia rankkoja talvia varten.

täysteho/osateho
Jos reiän teho hiipuu kevättä kohden alkaa tietenkin  osateho paikata tarvetta sähkövastuksella. Täystehokone rankaisee holea kunnes tulee kevät.

Pari sylillistä puuta pesään antaa täystehokoneen tapauksessa holelle samaa "siimaa" / huilimisaikaa kuin sähkövastus osatehokoneessa.

[Kuumaa_kalliosta]

Lämmönlähteen tuotto voidaan ylittää, jos vaikkapa rakennuksen laajennuksen, käytön muutosten, tai puulämmittämisen vähentämisen seurauksena kulutus kasvaa oleellisesti.

Tietenkin tervejärkinen asuja ottaisi muutokset huomioon. Mutta umpipöljä voisi havahtua siihen, että lämmöntuotto vähenee ratkaisevasti entisestään, kun maaputkien ympärys menee ikiroutaan tai lämpökaivon putkien ympärys jäätyy, jolloin pohjaveden virtaus putkien ympärillä loppuu. Kun putket menevät kunnolla jäähän, ne saattavat lähteä nousemaan ylös päin.

Muistan lukeneeni parista tapauksesta Suomessa, joissa liikakulutus on kostautunut. Jossain kaivon liuosputket menivät komeasti jäähän, jossain jopa lähtivät pyrkimään ylös. Aikoinaan oli asennettu jossain maapiirin putket liaan syvälle, jolloin oli saatu ikirouta, jota auringon suvinen vaikutus ei jaksanut enää sulattaa.

Kannattaa lämpöpumpputarjouksia pyytää useammalta tarjoajalta, jotta saa paremman käsityksen maapiirin mitoituksen kokoluokasta ,kuten ketjun alkuosan viesteissä oli esillä.

[KimmoK]

Lämmönkeruupiirin mitoitukseen tarjoaa mielestäni sulpu hyvät eväät.

Jos myyjä ehdottaa vähenpää niin hälytyskellot kannattaa pitää hereillä.
Ja jos myyjä ehdottaa reilusti enemmän niin silloinkin kannattaa funtsia mitä siitä exstrasta kannattaa maksaa.

[skiman]

Kannnapa oman luskikkani soppaan, jälleen kysymyksnen muodossa. Meillä kun siis 175m2 asuinrakennuksessa ja 35m2 tallissa (täällä myös pumppu).
Seuraavassa kolmen eri valmistan mitoitukset.

Nibe 166m, 7kw arvioitu kulutus ~30000kwh
IVT 180m, 9kw arvioitu kulutus ~29000khh
Termia 200/220m 8/10kwh laskelmissa ei arvioitua vuosi/huippu kulutusta. (osa/täysteho).

Kenee noista uskoa...(termian tarjous sotkamon pojilta jotka teisivät myös reiän)

[KimmoK]

Jos sun läämmöntarve ois sama kuin meillä niin 175-180m reikä kait ois riittävä. (samansyvyinen osatehon ja täystehon tapauksessa, tietenkin)

Siispä... Niben hole on alimittainen eli hyötysuhde jää alle optimista.

IVT on mielestäni kohdallaan.

Thermia ... Sotkamon pojat ne meillekin porasi ja syvään porasivatkin. Heillehän se poraus on enemmän kuin puoli  bisnestä. Thermiasta kooksi 8 ja reikää 180m + sakkavara.
Syvemmällä reiällä saat paremman hyötysuhteen mutta ero on pieni sen jälkeen kun vuotuinen energiantarve on täytetty.

[skiman]

Jos sun läämmöntarve ois sama kuin meillä niin 175-180m reikä kait ois riittävä. (samansyvyinen osatehon ja täystehon tapauksessa, tietenkin)

Siispä... Niben hole on alimittainen eli hyötysuhde jää alle optimista.

IVT on mielestäni kohdallaan.

Thermia ... Sotkamon pojat ne meillekin porasi ja syvään porasivatkin. Heillehän se poraus on enemmän kuin puoli  bisnestä. Thermiasta kooksi 8 ja reikää 180m + sakkavara.
Syvemmällä reiällä saat paremman hyötysuhteen mutta ero on pieni sen jälkeen kun vuotuinen energiantarve on täytetty.

Minkä kokoinen teidän huusholli kokonaisuudessaan on ja millainen teidän mitoitus on?

[Kuumaa_kalliosta]

Nibe 166m, 7kw arvioitu kulutus ~30000kwh
IVT 180m, 9kw arvioitu kulutus ~29000khh
Termia 200/220m 8/10kwh laskelmissa ei arvioitua vuosi/huippu kulutusta. (osa/täysteho).

Kenee noista uskoa...(termian tarjous sotkamon pojilta jotka teisivät myös reiän)

Noissahan kolmessahan ei ole järin hirveitä eroja. IVT:llä ja Thermialla aika lähellä toisiaan ja totuttuun tapaan Nibellä yritetään selvitä vähemmällä. Valitsisin halvemman parista 9 KW:n IVT tai 8 KW:n Thermia.

[skiman]

Sen verran asiasta, miten käytänössä tuo aktiivireiän syvyys?
Jos ja kun kallio on meidän tapauksessa noin 50m syvyydessä, mikä osa reiästä lasketaan aktiivireiäksi?
Vesi tod näk nousee kohtuu ylös, mutta vaihtuuko se, siis vesi kun on putkitettu tuo reiän yläosa?

[sailor]

On tässä suunnitelmissa siirtyä määlämpöön, mutta mietityttää vähän tuo lämmönkeruuputkiston mitoitus. Talo on maatilan päärakennus, neliöitä n. 350 ja kuutioitakin riittävästi. Haketta on mennyt 60 -80 kuutiota, nyt öljyä 5 -6.000 litraa.  Olen pyytänyt tarjouksia muutamalta lämpöpumpputoimittajalta ja samoilla tiedoilla tarjotaan 14 - 25 kw:n pumppua ja samaan maahan tulisi lämmönkeruulutkea  2 x 355 m = 710 metriä - 3 x 600 m = 1600 metriä. Eli yli kaksinkertainen määrä.  Maa olisi pinnalta hiesua (20 - 30 cm) mutta syvemmältä jäykempää savensekaista maata.  Kun olen jutellut maalämpömyyjien/-suunnittelijoiden kanssa, on vastaus aina: lisäputkesta ei ole mitään hyötyä, lämpöä saadaan tietty määrä.  Rakennusvaiheessa muutaman sadan ylimääräisen metrin veto ei vielä taloutta kaada - myöhemmin lisääminen taitaa olla hankalaa.  Lämpöpumppujärjestelmän suunnitteluohjeissa (löytyy SULPU:n sivuilta) eri maalajien jäänmuodostuslämpömäärien erot vaihtelevat maksimissaan 90 - 45 kwh/m3 ja minimissä 18 - 55 kwh/m3.  Erot on siis melkoiset.  Nyt haluaisin asiallisia kommentteja mitoituksen suhteen.  Mikä on tarpeeksi mutta ei liikaakaan.  

Tietysti vedät 2x500m lenkit ja valmistelet kolmannen. Tarkkailet ekan talven maapiiirin lämpötiloja ja lisäät tarvittaessa kolmannen lenkin.

Jani

[Kuumaa_kalliosta]

Sen verran asiasta, miten käytänössä tuo aktiivireiän syvyys?

aktiivisyvyys: kaivon syvyys pohjaveden pinnan alapuolella.

Jos ja kun kallio on meidän tapauksessa noin 50m syvyydessä, mikä osa reiästä lasketaan aktiivireiäksi?
Vesi tod näk nousee kohtuu ylös, mutta vaihtuuko se, siis vesi kun on putkitettu tuo reiän yläosa?

Kyllä se pohjaveden korkeus on ratkaisevaa, olipa sen pinta kallion sisällä tai päällä. Vesi nousee maaputkessakin pohjaveden tasolle. Tosin sen sisällä se ei pääse liikkumaan niin kuin maaperässä tai rikkonaisessa kallioperässä.

Tulee kalliiksi tuo 50 metrin maaporaus...

[skiman]

Tulee kalliiksi tuo 50 metrin maaporaus...

Se maksaa 3100€ sis. putket, liuokset jne...

Hinta on tiedossa, ainoa mikä mietityttää on tuo kaivon syvyys, riittääkö kaavailtu 180m vai loppuuko lämpö talvella kesken kun vesi ei vaihdu maaosuudella olevassa putkessa.  viidellä "naapurilla" on maalämpö, joten tiedän että pohjavesi on kohtuu lähdellä (muutama metri).

[KimmoK]

@skiman

"riittääkö kaavailtu 180m vai loppuuko lämpö talvella kesken kun vesi ei vaihdu maaosuudella olevassa putkessa."

Mielestäni riittää. Veden ei tarvitse vaihtua, kunhan putki on vedessä.

[Lauri]

@skiman

"riittääkö kaavailtu 180m vai loppuuko lämpö talvella kesken kun vesi ei vaihdu maaosuudella olevassa putkessa."

Mielestäni riittää. Veden ei tarvitse vaihtua, kunhan putki on vedessä.

SULPU:n mitoitusohjeesta ymmärsin, että heidän suosituksensa perustuu juuri tilanteeseen, jossa vesi ei vaihdu kaivossa ollenkaan, mutta putki on tietenkin vedessä. Jos taas vesi vaihtuu hyvin, niin kaivo voisi olla matalampikin. Poraamatta on vaikea mitata kaivon lämmöntuottoa, joten siksi kaivosta tehdään varmuuden vuoksi riittävän syvä. Suurimmalla osalla meistä on siis turhan syvä ja kallis kaivo?

En tunne geologian ihmeellistä maailmaa, mutta kuvittelisin ettei kaivon hyvä vedentuottokaan ole välttämättä takuu veden tehokkaasta vaihtumisesta kaivossa.

[Kuumaa_kalliosta]

Suurimmalla osalla meistä on siis turhan syvä ja kallis kaivo?

Tarvetta syvempi kaivo on siinä parempi, että keruupiiristä saadaan kerättyä enemmän energiaa ja paremmalla hyötysuhteella. Toki keruuliuoksen pumppu joutuu tekemään vähän enemmän työtä, mutta hyöty on kyllä paljon suurempi.

[skiman]

Niin naapurilla pohjavesi tasossa -6m maanpinnasta, eli tämän ei pitäisi olla ongelma??

[sailor]

Tarvetta syvempi kaivo on siinä parempi, että keruupiiristä saadaan kerättyä enemmän energiaa ja paremmalla hyötysuhteella. Toki keruuliuoksen pumppu joutuu tekemään vähän enemmän työtä, mutta hyöty on kyllä paljon suurempi.

Jos jätetään se maapiirin pumpun "raskaampi työ" huomioimatta, niin paljonko eroa saavutetaan sillä että keruuliuos olisikin koko vuoden vaikka yhden asteen lämpimämpää?

* Yleensä COP ilmoitetaan 0/35 lukemalla, mikä ero syntyy 1/35 tilanteessa?
* Entä sitten kun vesi on näillä keleillä +2 - +4 asteista pitkissäkin käyntijaksoissa?
* Onko 3/35 parempi kuin 2/30?

COP:n ihmettelyä on suoritettu ILP-foorumilla enemmänkin, maalämmössä on "tyydytty" enemmän kokonaiskertoimeen kolme (3).

Jani

[ziffy]

Ohessa sveitsiläisen yliopiston tekemää tutkimusta sivuten aihetta.

http://www.ntb.ch/3157.html?docinput[flavour]=2&docinput[lang]=en

[Salei]

On muuten Ruotsin puolella melkolailla erinlaiset suositukset maalämpöputkien mitoitukselle. Kävin sieltä hakeen tarjouksen "koko paketista"(pl. asennus) ja meinasivat että 375 metriä putkea riittää. Lämmitettävää pinta-alaa on 180m2 / 650 kuutiota.

Räknäsivät tuon paikanpäällä joten kysmys ei ole siitä etteivät tienneet kuinka pohjoiseen pumppu olisi tulossa.

Suomessa ovat suositelleet n. 600 metriä.

Ylisuuren pumpun(täysteho) tyrmäsivät myöskin mutta tuo onkin sitten toinen tarina