Iso vesikaivo lämpökaivona

[nietu]

Hei, uusi tällä foorumilla ja yritin otsikon asiasta haeskella tietoa siinä onnistumatta

Taustoja kysymykselle:
Olen mahdollisesti laittamassa saneerauskohteeseen öljylämmityksen tilalle/rinnallle määlämpöjärjestelmää. Tontilla on iso vesikaivo (halkaisija n 3 metriä, syvyys 9 metriä,) Veden taso kaivossa noin metrin maanpinnasta ja veden vaihtuvuus on reipasta,) Rakennuksissa on lämmitettävää tilaa noi 500-600 neliötä

Mistä löytyisi laskentakaava jonka avulla voisi  ymmärtää riittääkö kyseisen kaivon lämmöntuotto minkäkin kokoiselle lämmitettävälle alalle. Foorumilla oleva laskuri oletti porkaivoa

Kiitoksia jo etukäteen vastauksista

/Tommi

[tomppeli]

Läpi virtaavan veden määrää lienee vaikea arvioida ja määrä vaihtelee vuodenaikojen mukaan.

Jos kaivossa ei olisi ollenkaan veden vaihtuvuutta,
olisi siitä saatavan lämpöenergian määrä sama, kuin vastaavan syvyisestä porakaivosta saatavissa olevan lämpöenergian määrä,
siis aika pieni, eli noin 300 - 500 kWh/vuosi.

Jos kaivosta läpivirtaa +6 asteista vettä vuodessa 1.000.000 litraa (noin 115 litraa tunnissa, = 2 litraa minuutissa)
ja siitä otetaan lämpö talteen jäätymisen raajaan (+0C) saakka, saataisiin siitä lämpöenergiaa lähes 7000 kWh.
Tämä vuodessa.

Talosi lämmitystarvetta ollenkaan tuntematta sanoisin, että
lämpökaivoista tarvittaisiin vuosittain noin 35.000 - 40.000 kWh lämpöenergiaa vuodessa.

Lämmitystarve ei jakaudu tasan vuoden jaksolle.
Talvella lämmitystarve on suuri, kesällä vähäinen.

Suurin energiavaatimus on kovimmilla tammi - helmikuun pakkasilla, jopa yli 10 kWh tunnissa.
Silloin tarvittaisiin läpivirtausta 1500 litraa tunnissa.
Aika mahdottomalta tuntuisi tuon energiamäärän saaminen kaivosta.

[euroshopperi]

Tuo vaatisi toisen kaivon, johon pumpataan ensimmäisestä kaivosta vesi ja otetaan siitä lämpö ulos ja pumpataan sinne toiseen kaivoon. Sitten kaivoilla täytyy olla riittävästi etäisyyttä toisiinsa nähden, että maasta saadaan riittävästi energiaa veteen, eikä vesi virtaa suoraan takaisin ensimmäiseen kaivoon. Mulla on virtaama 3600 L/h, kun 17 kW pumppu käy. Tuolla virtaamalla ei pysty vielä kompura jäähdyttämään esim 5 °C:sta vettä lähellekkään 0°C:tta, mutta ei lienee tuon vähempi virtaus hyväksyttää kuitenkaan. Veikkaan, että olisi enempikin virtaus tarpeen ja suurin hyväksyttävä Dt arvo olisi 3°C ihan vain varmuudeksi.

[Dr.Fell]

Tuo vaatisi toisen kaivon, johon pumpataan ensimmäisestä kaivosta vesi ja otetaan siitä lämpö ulos ja pumpataan sinne toiseen kaivoon. Sitten kaivoilla täytyy olla riittävästi etäisyyttä toisiinsa nähden, että maasta saadaan riittävästi energiaa veteen, eikä vesi virtaa suoraan takaisin ensimmäiseen kaivoon. Mulla on virtaama 3600 L/h, kun 17 kW pumppu käy. Tuolla virtaamalla ei pysty vielä kompura jäähdyttämään esim 5 °C:sta vettä lähellekkään 0°C:tta, mutta ei lienee tuon vähempi virtaus hyväksyttää kuitenkaan. Veikkaan, että olisi enempikin virtaus tarpeen ja suurin hyväksyttävä Dt arvo olisi 3°C ihan vain varmuudeksi.

Juuri näin.
Virtaus pitäisi näiden kaivojen välillä olla erittäin runsas, koska varsinkin talvikelillä kun pumppu käy jatkuvasti veden jäähdytys on varsin tehokasta.
Kierto kun ei saisi pysähtyä missään vaiheessa.

[nietu]

Kiitos vastauksista. Tontilla on kaksi kaivoa joiden etäisyys noin 50metriä. Toinen kaivo myöskin noin 5-6 metriä alempana joten sinne saa veden isosta kaivosta vaikka lappoperiaatteella.

Löytyykö foorumista jotain dokumentaatiota euroshopperin mainitsemasta toimintamallista? On tämä maalämpöasia itselle uusi ja halua olisi hiukan ymmärtää eri toteutustapoja

/Tommi

[Kimmo_L]

Jonkin verran tällaisia avoimen kierron järjestelmiä Suomessakin on. Käsittääkseni enemmän viilennyskäytössä kuin lämmitykseen (viilennyksessä siirrettävät energiamäärät vuositasolla ovat paljon pienempiä kuin lämmityksessä).

Siinä pitää miettiä, että vesi kulkee tarpeeksi pitkän matkan sellaisessa maaperässä, mistä saa lämpöä kerättyä. Pelkkä veden virtaus ei riitä, vaan pitää olla lämpöä luovuttava maaperää (kalliota).

Epäilen, että 50 m etäisyydellä olevista kasvoista lämpöä ei saada tarpeeksi, vaikka vesi muuten virtaisikin.

Jonkinlaista käsitystä voi saada siitä, kun ajattelee, että normaalisti tarvitaan noin 150...200 m kallioon porattu porakaivo tai noin 400 m vaakaan asennettua putkea maahan, jotta saataisiin tarpeeksi lämpöä kerättyä.

[tomppeli]

Iso vesikaivo lämpökaivona

Näistä on hyvin vähän, jos ollenkaan kokemusta Suomessa.
Jos tällaista projektia lähtee toteuttamaan, joutuu olemaan pioneerina.
Epäonnistumisen riski on suuri.
Jossain ulkomailla voisi olla kokemusta, mutta toisaalta siellä ei ole Suomen kovaa talvea.

[seppaant]

Mistä löytyisi laskentakaava jonka avulla voisi  ymmärtää riittääkö kyseisen kaivon lämmöntuotto minkäkin kokoiselle lämmitettävälle alalle. Foorumilla oleva laskuri oletti porkaivoa

Ensiksi sinun on selvitettävä paljonko kaivosta saa vettä ja mikä on lämpötila.

Vedä lappoputki esim 40mm siniraitainen ylemmästä kaivosta alempaan kaivoon.
Laita putki ylemmässä kaivossa lähelle pohjaa.
Koska alemman kaivon yläreuna on n. 3m ylemmän kaivon pohjaa korkeammalla, ei lappoamalla saa ylempää kaivoa tyhjäksi.
Siinä vaiheessa kun ylemmän kaivon pinnan lasku on pysähtynyt tulee kaivoon yhtä paljon vettä kuin sieltä poistuu. Tämä stabiloituminen saattaa kestää pitkän aikaa.
Kun stabiili tilanne on saavutettu mittaa veden määrä esim ämpäri/sekunttikello-menetelmällä.

ATS

[Kimmo_L]

Avoimessa järjestelmässä pitää ottaa huomioon myös, että kierrätettävä neste olisi vettä.

Tällöin pitäisi olla enemmän varmuusvaraa kaivon lämpötilassa ja tehossa, ettei vesi missään tapauksessa pääsisi jäätymään. Jäätynyt höyrystin olisi aika ikävä tilanne.

Suljetuissa keruupiireissä käytetään etanoliliuosta tämän vuoksi ja niissä keruuseen palaava neste useinkin menee pakkasen puolelle.

Paitsi nesteen virtausmäärä ja kuormittamattoman systeemin veden lämpötila, pitäisi myös saada selville, millaisella teholla kaivoa olisi mahdollista kuormittaa. 50 m etäisyydellä olevat kaivot eivät varmaan ole toisistaan riippumattomat, vaan alempaan kaivoon palautettu jäähdytetty vesi vaikuttanee ylempään kaivoon.

[Dr.Fell]

Jonkin verran tällaisia avoimen kierron järjestelmiä Suomessakin on. Käsittääkseni enemmän viilennyskäytössä kuin lämmitykseen (viilennyksessä siirrettävät energiamäärät vuositasolla ovat paljon pienempiä kuin lämmityksessä).

Siinä pitää miettiä, että vesi kulkee tarpeeksi pitkän matkan sellaisessa maaperässä, mistä saa lämpöä kerättyä. Pelkkä veden virtaus ei riitä, vaan pitää olla lämpöä luovuttava maaperää (kalliota).

Epäilen, että 50 m etäisyydellä olevista kasvoista lämpöä ei saada tarpeeksi, vaikka vesi muuten virtaisikin.

Jonkinlaista käsitystä voi saada siitä, kun ajattelee, että normaalisti tarvitaan noin 150...200 m kallioon porattu porakaivo tai noin 400 m vaakaan asennettua putkea maahan, jotta saataisiin tarpeeksi lämpöä kerättyä.

Siis hetkonen.
JOS VESI VIRTAA KOKO AJAN LÄPI NÄISTÄ KAIVOISTA, EI LÄMPÖÄ LUOVUTTAVALLA MAAPERÄLLÄ OLE MITÄÄN MERKITYSTÄ!!!
LÄMPÖENERGIA OTETAAN VEDESTÄ JOKA VIRTAA, JA TÄSSÄ TULEE UUTTA ENERGIAA KOKO AJAN.

[euroshopperi]

https://www.google.fi/search?q=open+loop+geothermal+system+design&biw=768&bih=384&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwjMqZb8gtDNAhXGkSwKHRYeDwsQsAQISQ

[Kimmo_L]

Siis hetkonen.
JOS VESI VIRTAA KOKO AJAN LÄPI NÄISTÄ KAIVOISTA, EI LÄMPÖÄ LUOVUTTAVALLA MAAPERÄLLÄ OLE MITÄÄN MERKITYSTÄ!!!
LÄMPÖENERGIA OTETAAN VEDESTÄ JOKA VIRTAA, JA TÄSSÄ TULEE UUTTA ENERGIAA KOKO AJAN.

Riippuu mistä puhutaan. Jos puhutaan (matalien rengaskaivojen tapauksessa maanpinnan lähelllä olevasta) pohjavedestä jollain alueella, jossa ei mikään koski virtaa, niin kyllä se 50 m päässä toiseen kaivoon palautettu vesi ainakin osittain palautuu sinne lähdekaivoon.

Se on sitten eri asia, jos puhutaan jostain isosta mäestä, josta virtaa koski ylävesistöstä alavesistöön.