Karkea nyrkkisääntö kaivon mitoitukselle pumpun tehon mukaan?

[Selvittäjä]

Mitä mieltä olette seuraavanlaisesta nyrkkisäännöstä lämpökaivon tehollisen syvyyden mitoitukselle, kun

- mitoitetaan osatehoisen lämpöpumpun järjestelmää (pakkasjaksoilla pumppu käy pitkään täysillä)
- halutaan olla "varman puolella" eikä jäädyttää kaivoa
- Etelä-Suomen kallioperä ja hyvää suomalaista graniittia (ei mitään kalkkikiveä)

Voidaanko karkeana sääntönä pitää pumpun antoteho (kW) x 20 , jolloin esimerkiksi päästäisiin seuraaviin tuloksiin:

10 kW pumpulle   ->  200 m kaivoa
14 kW pumpulle   ->  280 m kaivoa
20 kW pumpulle   ->  400 m kaivoa

Poraajasta ja muista seikoista riippuen nuo sitten yhdellä tai kahdella reiällä.

Comments?

[tomppeli]

No, jaa..
Lämpöenergian saanto kaivosta riippuu paikkakunnan lisäksi kaivon syvyydestä.
Vaikkapa tähän tyyliin:

20 metristä voidaan saada vain noin 80 kWh/metri/vuodessa,
kun taasen 200 metrissä se arvo on korkeamman kallioperän lämpötilan takia lähes 120 kWh/metri/a.
Kaivon pohjalla ovat ne parhaat metrit!

Kallioperän lämpötila muuttuu Suomessa suunnilleen näin (kuva Suomen GTK:n sivuilta):

Kuvasta nähdään, että maaperän lämpötila on esimerkiksi pääkaupunkiseudulla noin +6 .. +7 C,
kun se taasen Rovaniemellä on noin +3 C.
Tämä tarkoittaa sitä, että saman lämpöenergian saamiseksi porakaivosta Rovaniemellä tarvitaan noin kaksi kertaa syvempi kaivo, kuin Helsingissä.

Lisäksi vielä kallioperän kiviaineskin on erilaista..
Maalämpö on niin suuri investointi, että olisi syytä varmistaa porakaivon syvyys vähän tarkemmin.

[jm82]

10 kW pumpulle   ->  200 m kaivoa
14 kW pumpulle   ->  280 m kaivoa
20 kW pumpulle   ->  400 m kaivoa

Riippuu tosiaan kaivon syvyydestä myös. Sitten kun mennään alle 10 kW pumpun niin x 20 ei oikein riitä. Paikkakunta ja talo vaikuttaa kovasti. Ihan summissa laitettuja lukemia.

280 metrin kaivosta saa enemmän tehoa kun 140 x 2 kaivoista.

20 kW 200 x 2
16 kW 170 x 2
14 kW 155 x 2
12 kW 140 x 2
10 kW 200
8  kW 170
7  kW 155
6  kW 140

Täällä kompuran teho 8.5 kW 50 asteiselle lämmitysvedelle ja 55 asteiselle varmaankin 7.9 kW. Kaivoa teräsputkitettu 21 metriä. Kaivo oman suunnitelman mukaan porattu se 200 metriä. Tomppelin tekemässä hyvässä laskelmassa oli 206 metriä. Aivan siellä eteläsuomessa riittäisi varmaan vähän matalampi kaivo. Talo on tuossa toiseksi lämpimimmällä alueella.

Luulisin että osatehoisella 10 kW maalämpöpumpulla ja vaikka lisäksi lattialämmitystalossa ei riitä 200 metrin kaivo. Jos kompura jauhaa yötäpäivää nollakelissä niin vaatii kovasti kaivoa.

[Selvittäjä]

Kiitos kommenteista!

Ei ollut tarkoituskaan lähteä tuolla nyrkkisäännöllä mitään mitoittamaan  , vaan palstaa lukiessa kun puhutaan pumppujen tehoista ja kaivojen syvyyksistä niin tuon säännön avulla saan itse heti arvioitua pumppu/kaivo yhdistelmän.

Ja vaikka en sitä maininnut niin mielenkiinto kohdistui juuri tuohon 10 kW+ kokoluokkaan jossa joudutaan miettimään yhden syvän / kahden matalamman kaivon vaihtoehtoa. Yksi syvä olisi toki paras mutta sitten tulee taas vastaan piirin kokonaispituus ja kiertovesipumpun riittävyys .

[jm82]

Itse kanssa mietin sitä että se 200 metriä on se maksimipituus ja 200 metriä ajattelin olevan myös riittävän syvä kaivo tänne. Jossain pumppukauppiaalla kävin ja Alpha Innotec merkin laskurilla 10 kW pumpulle olisi saanut olla 220 metriä kaivoa ja 8 kW pumpulle 180 metriä, en enää muista lukuja tarkkaan.

Ei se 200 metriä taida olla ihan ehdoton juttu. Kaivon deltaan 3 C ehkä pääsisi vielä 200 metrin kaivossa. Pidemmissä kaivossa delta vähän sitten isonee, mutta se ei ole vielä niin katastrofaalista.

Kahdesta kaivosta tulee myös vähän lisää kuluja ja työtä. Yhdestä kaivosta ei ole sen enempää työtä vaikka olisi vähän syvempi. Lapioin täällä tuon reilu 3 metriä uraa kaivolle. 1.2 metriä kaivo ja ura metrin syvä. Kahdella kaivolla tarvitaankin jo pakosta kaivinkone ja putkitöitä on vähän enemmän.

8 kW maalämpöpumpullekin voisi laittaa 200 metriä kaivoa.
10 kW 200m
12 kW pumpulle tulisi 240 metriä jo.
4-16 kW invertterille on laitettu 250 metrin kaivoja johonkin.
250 metriä taitaa olla jonkunlainen raja että ei mielellään syvempää.

Täällä on sileäputkinen keräin, mutta ilmeisesti turbo collector keräimellä virtausvastus on pienempi.

[tomppeli]

Kun mietitte lämpökaivon syvyyttä, muistakaa se, että kallioperä kaivon ympäristössä kylmenee vuosien kuluessa.
Porakaivon syvyys tulisi mitoittaa niin, että siitä saadaan riittävästi lämpöä vielä vuosienkin kuluttua.
Kylmeneminen on kuormituksesta riippuen 1 - 2 astetta.
Kallioperän kylmenemistä lisää naapurustossa olevien muiden porakaivojen aiheuttama kuormitus.
Mitoituksessa pitää olla varaa kaivon viilenemiselle!

[fraatti]

Kaivon deltaan 3 C ehkä pääsisi vielä 200 metrin kaivossa. Pidemmissä kaivossa delta vähän sitten isonee, mutta se ei ole vielä niin katastrofaalista.

Tästäkin puuttuu se oleellisin joka vaikuttaa tuohon eli minne sitä lämpöä pukataan. Mitä kuumempaa vettä tehdään sen pienempi virtaus tarvitaan jotta keruusta saadaan Dt 3 C. Aivan eriasia puhua esim uudesta lattialämmityksellä olevasta hallista jossa on 17 astetta lämmintä kuin harvasta patteritalosta jossa tarvitaan 60 asteista vettä.
Hallin tapauksessa kaivosta otettaisiin 8.3kW, patteritalon tapauksessa 4kW jos kyseessä olisi 10kW kone.

Ja toisekseen tuo kasvava dT ei todellakaan kaada maata ja on vain yksi todella pieni asia kokonaisuudessa.

Mulla on erään pumppuvalmistajan lappu olemassa missä on todettu että 30m siirtoputkistoa ja 220m kaivoa on ok 10kW koneen kanssa jossaon 7m nostokorkeudella oleva liuospumppu.