Uutiset:

Kirjoittaja Aihe: Tyhmiä kysymyksiä  (Luettu 744962 kertaa)

Poissa jmaja

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 543
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2320 : 13.01.21 - klo:12:29 »
Sekin kannattaa muistaa, että keruupiirin dT -arvon kasvaessa kaivoon menevän lämpötila laskee reippaammin pakkaselle.

Kohtuu vähän kuitenkin. Keruu dT:n suurentuessa tulee keruulta lämpimämpää. Tuossa tapauksessa keruun dT täydellä teholla on n. 3,2K 50mm, 3,5K 45 mm ja 4,2K 40 mm. Riippuu tietysti COPista, tuo on 4,5:lla, joka lienee aika lähelle sitä mihin S/F1255 pystyy täydellä teholla ja sitä vastaavalla menolämmöllä.

Tuolloin siis 50->40 keräimellä dT kasvaa 1 K, jolloin kaivosta tulee n. 0,5 K lämpimämpää ja sinne menee n. 0,5 K kylmempää. Onko tuolla sitten suurta merkitystä jäätymiseen? Aivan rajatapausmitoituksessa voi kai olla.

Poissa tomppeli

  • Yleismoderaattori
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 7 048
  • Vanha pieru!
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2321 : 13.01.21 - klo:17:01 »
Kaivon vesi on maalämpökoneen käydessä täydellä lämmitytehollaan noin 0,8 .. 1,5 astetta lämpöisempää, kuin on kaivosta tulevassa putkessa virtaavan liuoksen lämpötila.

Onko joku foorumilaisista tutkinut sitä, kuinka paljon kaivosta tulevan lämpötila nousee, kun dT arvoa kasvatetaan kiertoa hidastamalla yhdellä tai kahdella asteella?

Asiaan vaikuttaa vähän se, että dT -arvon kasvaessa COP huononee vähän, joten kaivon kuorma laskee muutamia prosentteja.
Toinen tekijä on se, että keruun kierto hidastuu ja kiertoneste ehtii lämmetä vähän enemmän, paitsi, jos virtaus muuttuukin laminaariseksi.

Poissa seppaant

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 3 874
  • L-Ässä V-7
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2322 : 13.01.21 - klo:18:55 »
Tällaisen koeajon olen tehnyt tasan 10 vuotta sitten.
Koe on tehty siten että keruupumppu on ollut käynnissä taukojaksolla tällöin kierrossa on tasalämmintä liuosta.
Koneen käynnistyessä kaivosta tulee n. 15 min ajan tasalämmintä liuosta ja tänä aikana olen kuristanut liuosvirtausta.
Yhden 15 min aikana voi ajaa parilla kolmella eri virtauksella.
Yhden päivän aikana sain ajettua oheisessa kuvassa olevat mittausarvot.

Löytyykö tästä vastaus kysymykseesi?

ATS

edit: Itse asiassa tästä kuvasta näkee että virtauksen kuristaminen ei vaikuta kaivosta tulevaan lämpötilaan ainoastaan kaivoon menevä jäähtyy.
L-Ässä V-7.0 vm.2007
Kaivo 163m, akt.153m
Talo 150m2, patterit, v.1975
Aurinkopaneelit 2x10x275 W=5,5 kWp, kaakko/lounas
Arvioitu vuosituotanto 4500 kWh

Poissa jmaja

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 543
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2323 : 13.01.21 - klo:19:43 »
Selitätkö vielä tarkemmin koejärjestelyn? Tuossa minun ajatuksessa lähdettiin siitä, että ajetaan pitkään samalla teholla eli ollaan tasapainotilassa. Tällöin siis keruuneste on kiertänyt monta kierrosta samalla teholla ja virtaamalla, jolloin lämmönsiirto kaivosta keruunesteeseen on sama kuin kaivovedestä kallioon ja keruunesteestä MLP:hen.

Lyhyessä testissä ei tasapaino ehdi syntyä. Pitäisi ajaa samaa tilannetta niin kauan, että lämpötilat ei enää muutu.

Poissa tomppeli

  • Yleismoderaattori
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 7 048
  • Vanha pieru!
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2324 : 13.01.21 - klo:19:50 »
Jäin miettimään tätä:
Tuolloin siis 50->40 keräimellä dT kasvaa 1 K, jolloin kaivosta tulee n. 0,5 K lämpimämpää ja sinne menee n. 0,5 K kylmempää. Onko tuolla sitten suurta merkitystä jäätymiseen? Aivan rajatapausmitoituksessa voi kai olla.
Löytyi vastaus.. Kiitos seppaant.
jmaja on arvostamani tutkijaluonne ja tietämystä omaava jäsen. Siksi arkaillen rohkenin ottaa kantaa tähän asiaan..

Kaipasin tukea ajatukselleni, että ei kaivosta tulevan lämpötila nousisi arvolla dT :n nousu /2, eli,
että puolet dT :n muutoksesta menisi kaivosta tulevan lämpötilaan ja toinen puoli kaivoon menevään.

Tähän voitaisiin soveltaa vaikkapa ajatusleikkinä ääritilannetta, jossa dT -arvo on hyvin korkea, vaikkapa 50 K.
Kaivosta tulevan lämpötila ei voi nousta korkeammaksi kuin kallioperän lämpötila, joka on meillä noin 3 - 7 C.
Tämän esimerkin mukaan kaivoon täytyisi kuitenkin mennä 50 - 7 = -43 C lämpöistä..

Poissa jmaja

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 543
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2325 : 13.01.21 - klo:21:37 »
Toinen ajatusleikki on hidastaa virtausta äärettömästi eli pysäyttää. Silloin kaivosta tulee kaivon lämpöistä. Äärettömän nopealla virtauksella ei tule.

Ei se ole symmetrinen prosessi, mutta väittäisin, että virtausta hidastamalla kaivosta tulo lähenee kaivon lepolämpötilaa. Tietysti ei tuokaan ihan yksiselitteistä ole, kun kylmä meno kaivoon jäähdyttää kaivon yläosaa tehokkaammin

Poissa Nakke vaan

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 694
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2326 : 14.01.21 - klo:10:27 »
Minäkin kävin tekemään aikani kuluksi pikku testin. Kone oli käynyt jo jonkin aikaa eli prosessi oli
valmiiksi vakaa.

Aluksi keruu 100% teholla.
Kaivosta 3.0             kaivoon -1.9
Nämä arvot hyvin staabiilit


Sitten keruu 50% teholle ja välittömästi alkoi muutos joka melkein vakioitui noin vartissa seuraavanlaiseksi
Kaivosta 3.8              kaivoon -4.2


Sitten taas keruu 100% teholle ja noin vartin päästä oltiin kymmenyksen sisään noissa aloituslämmöissä.

Täytyy tunnustaa että en uskonut noin käyvän, ajattelin että menevä kylmä viilentää tuloa kun se tulee pohjalta hitaammin. En siis uskonut että tuleva lämpenee, oletin päinvastoin. Kotilabra tuloksia mutta suunta aika selkeä. On/Off kone.
Stiebel eltron wpc10, kaivo 220m, 1980, kaikki 290m2 laatoitettua lattialämpöä ja diy lattiaviilennystä, ei tulisijaa, myVallox 110, etelässä

Poissa jmaja

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 543
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2327 : 14.01.21 - klo:11:30 »
Tuossa siis melko epäsymmetrinen, kun tulo lämpeni 0,8 C ja meno kylmeni 2,3 C. Uskoisin, että kylmemmällä kaivolla ja pienemmällä muutoksella tulos olisi symmetrisempi. Erityisesti alimitoitetulla Etelä-Suomen kaivolla, jossa siis kallio on reilusti plussalla, mutta kaivosta tulee nollaa tai jopa alle.

Tuohan menee niin, että keruupiirin teho tulee kallion ja keruunesteen lämpötilaerosta. Kylmä meno kasvattaa tehoa, jolloin loppupäässä teho on pienempi ja tulo lähempänä kallion lämpötilaa. Mitä suurempi lämpötilaero on kallion ja kerun välilä eli mitä alimitoitetumpi kaivo, sitä symmetrisemmin tuo toimii, koska menon ja tulon ero pienenee kallion ja noiden eroon verrattuna.

Miten nuo jäätymiset on tapahtuneet? Onko (ongelmallisia) jäätymisiä tapahtunut kaivoissa, joista tulee plussaa? Luulisin, että on hyvin eri asia tulo +4 meno -4 kuin tulo 0 ja meno -4. Tai vaikkapa tulo 2 ja meno -6. Uskoisin siis, että tuo nollan tulo on noista ainoa, joka voisi jäätyä ongelmallisesti.

Poissa tomppeli

  • Yleismoderaattori
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 7 048
  • Vanha pieru!
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2328 : 14.01.21 - klo:12:11 »

Poissa jmaja

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 543
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2329 : 14.01.21 - klo:12:28 »
Tässä yksi esimerkki foorumilta: https://www.maalampofoorumi.fi/index.php?topic=7883.msg105812#msg105812
Tuossahan ilmeisesti oli alhainen dT ennen kuin kurttuun mennyt keruuputki kuristi virtausta. Mikähän tuossa oikein oli tapahtumaketju? Eikö tosiaan tulo mennyt edes nollaan?

Poissa seppaant

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 3 874
  • L-Ässä V-7
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2330 : 14.01.21 - klo:12:30 »
Tällaisen koeajon olen tehnyt tasan 10 vuotta sitten.
Koe on tehty siten että keruupumppu on ollut käynnissä taukojaksolla tällöin kierrossa on tasalämmintä liuosta.
Koneen käynnistyessä kaivosta tulee n. 15 min ajan tasalämmintä liuosta ja tänä aikana olen kuristanut liuosvirtausta.
Yhden 15 min aikana voi ajaa parilla kolmella eri virtauksella.
Yhden päivän aikana sain ajettua oheisessa kuvassa olevat mittausarvot.

Löytyykö tästä vastaus kysymykseesi?

ATS

edit: Itse asiassa tästä kuvasta näkee että virtauksen kuristaminen ei vaikuta kaivosta tulevaan lämpötilaan ainoastaan kaivoon menevä jäähtyy.
Tarkemmin kun asiaa mietin, niin tämä koe ei anna vastausta kysymykseenne.
Tällä kokeella tutkin mitä vaikutuksia keruun virtauksella/Dt:lla on lämpöpumpun suoritusarvoihin.

Nyt parst'aikaa on menossa koe mistä saanee vastauksen kysymykseenne.

ATS
L-Ässä V-7.0 vm.2007
Kaivo 163m, akt.153m
Talo 150m2, patterit, v.1975
Aurinkopaneelit 2x10x275 W=5,5 kWp, kaakko/lounas
Arvioitu vuosituotanto 4500 kWh

Poissa tomppeli

  • Yleismoderaattori
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 7 048
  • Vanha pieru!
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2331 : 14.01.21 - klo:12:57 »
Mikähän tuossa oikein oli tapahtumaketju? Eikö tosiaan tulo mennyt edes nollaan?
Siinä oli ilmeisesti alitehoinen maalämpöjärjestelmä. Sekä lämpöpumppu, että energiakaivo olivat vähän alimittaisia.

Keruu meni ensin vähän viileäksi ja kaivoon menevä oli jonkin verran pakkasella.
Kaivossa alas menevän putken ympärille alkoi muodostumaan pitkä jäälieriö.
Lieriö alkoi nostamaan keräintä ylös kaivosta.
Huoltokaivossa oli tilaa, jonne putki pääsi nousemaan.
Kaivosta ylös noussut putki taittui ja seurauksena kierto vaikeutui.
Keruun dT alkoi kasvamaan.
Seurauksena kaivoon menevä kylmeni lisää.
Lopulta keruulle lähtevän lämpötila laski hälytysrajalle.
Kone meni vikatilaan.

Kaivosta ylös tulevan lämpötila nousi vähän sen jälkeen, kun kierto oli mennyt liian huonoksi.
Kaivoa ei enään kuormitettu entiseen tapaan huonontuneen kierron takia.

Poissa jmaja

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 543
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2332 : 14.01.21 - klo:13:53 »
Siinä oli ilmeisesti alitehoinen maalämpöjärjestelmä. Sekä lämpöpumppu, että energiakaivo olivat vähän alimittaisia.

Keruu meni ensin vähän viileäksi ja kaivoon menevä oli jonkin verran pakkasella.
Kaivossa alas menevän putken ympärille alkoi muodostumaan pitkä jäälieriö.

Mutta eikö tuo sitten pitäisi tapahtua todella monessa kaivossa? Aika tavallisiahan tuollaiset tulo +1-2 C ja meno -2 -3C ovat. Vai oliko tuossa kyse siitä, että ko. tilanne jatkui hyvin pitkään ja jäätä vain kertyi lisää eikä sulanut lainkaan. Luulisi tuolla tulolla kaivon veden olevan kuitenkin +3-4 C ellei enemmänkin ja estävän ylettömän jäänmuodostuksen.

Poissa seppaant

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 3 874
  • L-Ässä V-7
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2333 : 14.01.21 - klo:18:22 »
Nyt on koeajo tehty.
Sain kiristyvän pakkasen avittaman koneen pysymään käynnissä yhteensä 5 h ajan.
Oheisesta kuvasta näkee mitä tapahtui.
Ajoin aluksi normaalilla 0,38 l/s viratauksella vähän yli tunnin ajan sen jälkeen pudotin tunnin ajaksi virtauksen puoleen 0,19 l/s
sitten pulitoista tuntia täydellä virtauksella sitten kolmeksi vartiksi virtaus 70 %:iin 0,27 l/s ja lopuksi täydellä virtauksella.

Ajettaessa 50 % virtauksella:
- Kaivosta tulo +0,4 C
- Kaivoon meno -1,4 C
- Dt + 2,2 C

Ajettaessa 70% virtauksella
- Kaivosta tulo +0,2 C
- Kaivoon meno -0,8 C
- Dt + 0,9 C

Kaivoon menevä lämpötila jäähtyy n. 3,5 kertaa enemmän kuin mitä kaivosta tuleva lämpiää.
3-putkikeräin 2 alas ja yksi ylös.
Kaivo 163 m
Kaivon lämpömittarin anturi kaivon vesitilassa 25m maan- ja 15m veden pinnasta.
Liuoksen yhteen kierrokseen kuluu aikaa täydellä virtaksella n. 17 min ja 50% virtauksella n. 35 min.
Pitkistä kierrosajoista johtuu pitkät stabiloitumisajat.

ATS
L-Ässä V-7.0 vm.2007
Kaivo 163m, akt.153m
Talo 150m2, patterit, v.1975
Aurinkopaneelit 2x10x275 W=5,5 kWp, kaakko/lounas
Arvioitu vuosituotanto 4500 kWh

Poissa realii

  • Täysjäsen
  • ***
  • Viestejä: 65
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2334 : 14.01.21 - klo:22:54 »
Ajettaessa 50 % virtauksella:
- Kaivosta tulo +0,4 C
- Kaivoon meno -1,4 C
- Dt + 2,2 C

Ajettaessa 70% virtauksella
- Kaivosta tulo +0,2 C
- Kaivoon meno -0,8 C
- Dt + 0,9 C
Keruuliuospumpun kuluttama sähkö on varmaankin sen verran alhainen, jotta on kannattavaa ajaa sitä tehokkaammalla virtauksella, koska tehokkaamman virtauksen kautta saavutettu tehohyöty on suurempi kuin kulutetun sähkön määrä?
Thermia Atlas 3-12kW. 230m kaivo. 2-kerroksinen rinnetalo, huoneistoala 252m2 + tilavuus 795m3. 1-lehtiset patterit 121m2 + lattialämmitys 131m2. Vallox 121 SE.

Poissa kotte

  • Täysjäsen
  • ***
  • Viestejä: 154
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2335 : 15.01.21 - klo:00:08 »
Kaivoon menevä lämpötila jäähtyy n. 3,5 kertaa enemmän kuin mitä kaivosta tuleva lämpiää.
3-putkikeräin 2 alas ja yksi ylös.
Moinen epäsymmetria on varsin uskottava syystä, että alas menevän kylmän liuoksen alhainen lämpötila jäähdyttää myös palaavaa liuosta. Etenkin, jos kaivon veden lämpötila tietyn korkeuden yläpuolella alittaa n. +4 astetta, pintaan muodostuu eräänlainen tulppa, joka kylmenee kohti pintaa. Luonnollinen konvektio ei pysty kunnolla tuomaan lämpöä syvemmältä pitkän ja suhteessa ohuen reiän kautta syvemmistä kerroksista, joissa lämpötila luultavasti voisi ylittää +4 astetta.

Mitä hitaampi on liuoksen kiertonopeus, sitä tehokkaammin keräinlenkin ylin osuus toimii vastavirtalämmönvaihtimena. VIrtausnopeuden lisääntyessä lämmön siirtymisnopeus pidentää osuutta, jolla vastaava määrä lämpöä pystyy siirtymään nousevasta virtauksesta laskevaan. Samalla lämpötilaeron pienentyminen kaivon yläpäässä putkien välillä heikentää tätä lämmönvaihdinilmiötä entisestään.

Olen nähnyt vastaavan ilmiön, kun rakennusta yritettiin lämmittää katosta lämpöä vaakasuoraan puhaltavalla ilmavaihtolämmityksellä ja poistoilma otettiin eräänlaisten ilmanvaihtoikkunoiden alaosasta. Lopputulos oli, että jäähtymään päässyttä rakennusta ei pystynyt järjestelmällä enää kunnolla lämmittämään, kun kattoon kerrostuva lämpö muodosti ilmanvaihtoikkunoiden kanssa vastaavanlaisen vastavirtalämmönvaihtimen, joka imi alaosasta kylmää ilmaa lämmiten matkalla ylöspäin poistokanaviin ja jäähdyttäen samalla katon kerrostunutta ilmaa lähelle huoneen alaosan (liian viileää) lämpötilaa.

Opetus on oikeastaan sellainen, että kannattaisi eristää nouseva putki aika syvälle ja erityisen hyhvin yläosasta, jos haluaa lämmön siirtyvän kaivosta mahdollisimman hyvin pienellä virtauksella (näin päin siksi, että maksimaalisen lämmitystarpeen aikaan kaivo oletettavasti on syvältä lämpimin).

Poissa jmaja

  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 543
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2336 : 15.01.21 - klo:08:52 »
Opetus on oikeastaan sellainen, että kannattaisi eristää nouseva putki aika syvälle ja erityisen hyhvin yläosasta, jos haluaa lämmön siirtyvän kaivosta mahdollisimman hyvin pienellä virtauksella (näin päin siksi, että maksimaalisen lämmitystarpeen aikaan kaivo oletettavasti on syvältä lämpimin).

Vai laskeva? Silloin siitä ei tulisi suurta tehopiikkiä kaivon yläosaan, kun on suuri lämpötilaero kaivon veden ja keruunesteen välillä. Ohut eriste tuossa tasaisi tehon pidemmälle matkalle ja putken pinta ei jäätyisi yhtä helposti. Samalla kaivon yläosa pysyisi lämpimämpänä.

Nythän käy päinvastoin. Kun päälle kertyy jäätä, jonka lämmönjohtavuus on 4-kertainen veteen nähden (2,22 vs. 0,555), teho vain kasvaa jäätyneellä pätkällä. Ohut eriste toimisi tehorajoittimena, jolloin keruuneste lämpenisi alussa hallitummin.

Poissa kotte

  • Täysjäsen
  • ***
  • Viestejä: 154
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Tyhmiä kysymyksiä
« Vastaus #2337 : 15.01.21 - klo:12:26 »
Vai laskeva? Silloin siitä ei tulisi suurta tehopiikkiä kaivon yläosaan, kun on suuri lämpötilaero kaivon veden ja keruunesteen välillä. Ohut eriste tuossa tasaisi tehon pidemmälle matkalle ja putken pinta ei jäätyisi yhtä helposti. Samalla kaivon yläosa pysyisi lämpimämpänä.

Nythän käy päinvastoin. Kun päälle kertyy jäätä, jonka lämmönjohtavuus on 4-kertainen veteen nähden (2,22 vs. 0,555), teho vain kasvaa jäätyneellä pätkällä. Ohut eriste toimisi tehorajoittimena, jolloin keruuneste lämpenisi alussa hallitummin.
Noin asia luultavasti on, jos painottaa jäätymisriskien välttämistä ja tavallaan tuo parantaa myös kokonaistehoa, joka kaivosta on imettävissä (eli mahdollisimman kylmä pohjalle painottaa lämpögradienttia sinne, mistä eniten periaatteessa irtoaa ja missä kylmä liuosvirtaus lämmön kokonaisvirtausta keräimeen edistää).

Itse ajattelin tavallaan uusiutuvan auringon lämmön pyydystämistä (tyypillisesti tuoreimman pohjaveden virtauksista), jolloin pohjan luultavasti enemmän kallion lämmönjohtavuuden varassa olevasta lämpösisällöstä ja sen hitaalla virtauksella hyödyksi kerättävissä olevasta korkeammasta lämpötilasta saisi eniten hyötyä. Kaivosta palaavan nesteen lämpötila vaikuttaa myös siihen, miten paljon siitä voi imeä tehoa virtaamaan nähden alittamatta merkittävän jäätymisriskin rajaa.

Onhan tulevan putken eristäminen riskialttiimpi lähtökohta ja vaatisi ainakin enemmän valvontajärjestelyjä menevän putken ympäristön jäätymisen havaitsemisen estämiseen. Ehkä jäätymisen alettua pitäisi virtauksen suunta kääntää, jolloin edellä alas menevän putken ympäristön olisi melko tehokkaasti sulatettavissa, vaikka kaivosta samalla jatkettaisiin energian ottamista vastasuuntaan. Havaitseminenhan voisi perustua liuoksen lämpötilan tarkkailuun. Sulatuksen ei edes välttämättä tarvitse sulattaa kaikkea kertynytää jäätä, vaan vain irrottaa se keruuputken pinnalta, jolloin se pääsisi liukumaan pitkin putken pintaan ja kertymään kohtaan, missä se saa tukea reiän seinistä ja mahdollisesti ahtautuu, jolloin noste suurelta osin katoaa. Nyt siis mennään alueelle, joka omasta puolestani on aika spekulatiivista ja saattaisi yllättää käytännössä.