Keruupiirin putken mitoitus

[akott]

Moi

Meille tulee 210m syvä kaivo. Toimittaja (ei vielä kylläkään sopimusta) aikoo laittaa ulkohalkaisija 40mm eli sisältä n. 35mm putkea, jota siis 420 m. Musta putki on liian pientä. Nettilaskuri antoi painehäviöksi n. 0,8bar. Sisähalkaisija 45mm putki painehäviö olisi 0,24bar ja musta oikea valinta. Stibelin pumppu vaatii 2,6m3/h vettä.

Mitä mieltä konkarit ovat?

[tomppeli]

Painehäviöön vaikuttaa putken pituus, sisäläpimitta ja virtauksen määrä.
Virtauksen määrä riippuu valitun lämpöpumpun tehosta, halutusta Dt -arvosta ja COP -arvosta.

Jos sinulla on 12 kW -tehoinen lämpöpumppu ja haluat pitää Dt arvon 3,6 K :ssa ja COP = 5, tarvitaan pumpulle vähintää 0,654 l/s keruun virtaus.
Jos keruun putki on 40x2,4 ja sitä on 420 metriä, tulee keruun painehäviöksi noin 103 kPa.
Jos tähän pitää vielä lisätä putkitus kaivolta pumpulle, tulee siihenkin lisää mahdollisesti 2 x 10 m, jolloin putkea on 440 m ja painehäviö noin 108 kPa.

Kyllä tuo arvo on liian korkea.
Jos hyväksytään Dt -arvoksi 4 K (virtaus 0,589 l/s), tulee 440 m 40x2,4 putkea painehäviöksi noin 85 kPa, joka sekin on turhan korkea monelle pumpulle.

[akott]

Olen samaa mieltä. Putken pitäisi olla paksumpaa. Saa nyt sitten nähdä mikä vääntö tästä saadaan, kun ovat varmaan vuosia käyttäneet liian ohutta putkea ja eihän sitä voi myöntää. Mielenkiintoista kuulla perustelut.

[seppaant]

Seuraaviin asioihin sinun tulee saada vastaus jotta keruuputkisto voidaan mitoittaa:
-Antoteho
-COP
-Keruun virtaus
-Keruun Dt
-Keruuneste
-Liuospumpun sallittu ulkoinen painehäviö

ATS

[akott]

Pumppu on Stiebel eltron WPF10

10kW antoteho
Cop 5
Liuos virtaus 2,61m3/h
Perus maalämpöneste
dt varmaan n. 2-3 tuolla virtauksella

[seppaant]

Oleellinen tieto on liuospumpun max sallittu ulkoinen painehäviö.
Löydätkö/saatko tiedon jostakin, minä en ainakaan löytänyt.

ATS

[akott]

Pumppu on Stiebel eltron WPF10

10kW antoteho
Cop 5
Liuos virtaus 2,61m3/h
Perus maalämpöneste
dt varmaan n. 2-3 tuolla virtauksella

Liuospumppu on Stratos PARA 25/1-8. Maksimi nostokorkeus 8m vettä, eli 0,8bar

[Nakke vaan]

No minulla on wpc 10 ja 220m kaivo jossain 10metrin päässä talosta. Käyttövettä tehdessä dt on jossain 4-5 välissä ja selvästi alle 30 asteista lattiavettä tehdessä lähempänä kuutta. Tulolämpö kaivosta on pakkasilla yleensä jotain plus kolmen asteen luokkaa.  En tiedä mitä tuo 10 metriä lyhempi kaivosi vaikuttaa mutta vaadi ihmeessä isompi putki. Sinun kaivosi on vielä etelämpänä, eli lämpöisempi, ja talo uudempi eli matalampi lattiaveden lämpötila, jolloin pääset niin hyvään coppiin että kyllä viinan pitää kiertää kunnolla. Tuo cop 5 on 0/35 olosuhteissa mutta sinulla voi olla vaikka tilanne 4/28 ja silloin cop lienee yli kuusi.

[tomppeli]

Pumppu on Stiebel eltron WPF10

10kW antoteho
Cop 5
Liuos virtaus 2,61m3/h
Perus maalämpöneste
dt varmaan n. 2-3 tuolla virtauksella

Näillä arvoilla keruupiirin painehäviöksi tulee noin 136 kPa (1,36 bar).

Arvoilla 10,3 kW,  COP = 5,5 Dt = 3,6 K, 440 metriä sileää PEM 40x2,4 putkea = 80 kPa (0,80 bar).
Tähän pitää vielä lisätä lämpöpumpun sisäinen painehäviö, jota en tiedä.
Ylittää kuitenkin noin karkeasti katsoen tuon alla olevan arvon.

Liuospumppu on Stratos PARA 25/1-8. Maksimi nostokorkeus 8m vettä, eli 0,8bar

[akott]

0,8m on Stibelin pumpun maksimi nostokorkeus. Eli jos vastapaine menee 0,8bar ei pumppu tuota enään mitään. Stibelin vaatiman 2,61m3/h pumppu pystyy tuottamaan n. 0,7bar vastapaineella. Kun huomioi kokonaispainehäviö jää liusopiirin virtaus varmasti huomattavasti alle nimellisen virtauksen.

http://www.calor.ro/documents/products/29873/w1000/grafic-25-30-8.jpg

[seppaant]

Laskeskelin eri kokoisten putkien painehäviöitä
Oletuksia
-Pituus siirtoputkineen 450m
-kokonaispainehäviöstä 1/3 tapahtuu itse lämpöpumpussa, lähinnä höyrystimessä ja loput 2/3 keräimessä.
-Putkena on näissä laskelmissa käytetty sileäseinäistä putkea.

Tulokset on piirretty oheiseen Staros 25/1-8 pumpun pumppukäyrästöön
Näillä olettamuksilla saadaan pumpun maksimi teholla:
- 40x2,4 mm -> 0,46 l/s -> Dt 4,3 C
- 45x2,7 mm -> 0,56 l/s -> Dt 3,5 C
- 50x3,0 mm -> 0,77 l/s -> Dt 2,5 C

ATS

[Nakke vaan]

Paljonkos nuo dt lukemat olisi jos virtaamat olisi samat mutta teho 12.0kw?

[seppaant]

Paljonkos nuo dt lukemat olisi jos virtaamat olisi samat mutta teho 12.0kw?

12kW,
COP 5,0

- 40x2,4 mm -> 0,46 l/s -> Dt 5,1 C
- 45x2,7 mm -> 0,56 l/s -> Dt 4 ,2 C
- 50x3,0 mm -> 0,77 l/s -> Dt 3,1 C

ATS
 

[Nakke vaan]

Hmmm, mitenkäs jos cop olisi 5.7 ja teho 12kw. Tällöin olisi aikalailla oman taloni tilanne kyseessä.
Pumppuni on toki nimellisesti 10kw malli mutta käppyröiden mukaan itselläni yleensä vallitsevissa olosuhteissa, n.4/n.26, pumpusta irtoaa 12kw luokkaa. Ja kaivon dt näyttää silloin lähes kuutosta, täsmääkö teoria ja käytäntö?

[seppaant]

12kW,
COP 5,7

- 40x2,4 mm -> 0,46 l/s -> Dt 5,3 C
- 45x2,7 mm -> 0,56 l/s -> Dt 4,3 C
- 50x3,0 mm -> 0,77 l/s -> Dt 3,2 C

Eipä ne siitä paljon muuttuneet.
Onko sileä vai turbo?

ATS

[Nakke vaan]

Turbo

[seppaant]

Laskelmat on tehty sileälle putkelle, koska en ole löytänyt yksiselitteisiä turbon virtausvastusarvoja.
Lisäksi ei ole tiedossa sallittua ulkoista painehäviötä.
Laskelmiin olen olettanut että pumpun nostokorkeudesta käytetään 1/3 pumpun sisäisten virtausvastusten, lähinnä höyrystimen, virtausvastusten voittamiseen ja loput 2/3 keräimeen.
Omassa keruusysteemissä on juuri tuo 1/3 - 2/3 suhde.

Löydätkö/saatko jostakin tämän sallitun ulkoisen painehäviön?

ATS

[Nakke vaan]

Löydätkö/saatko jostakin tämän sallitun ulkoisen painehäviön?

ATS

Ohjekirjassa on tälläinen,
Lämmönlähteen käytettävissä oleva ulkoinen paine-ero 660hpa
Onko sama asia?

Onko laskuissa huomioitu viinapiirin liittimien vastus, siinä on itselläni ainakin t-haara paisarille, sihtimurikka(josta poistin sihdin vuoden jälkeen)ja 90-kulma mennen tullen?

[akott]

Kiitos  "seppaant" laskuista, jotka kerovat selvästi, että putken pitää olla meidän tapauksessa 50mm. Saa nyt sitten nähdä, mikä vääntö tästäkin syntyy toimittajan kanssa. Ovat vuosia toimittaneet liian pientä putkea, syvimpiin kaivoihin ja ei sitä voi myöntää.

[fraatti]

Kiitos  "seppaant" laskuista, jotka kerovat selvästi, että putken pitää olla meidän tapauksessa 50mm. Saa nyt sitten nähdä, mikä vääntö tästäkin syntyy toimittajan kanssa. Ovat vuosia toimittaneet liian pientä putkea, syvimpiin kaivoihin ja ei sitä voi myöntää.

45mm keräin on tullut marrkinoille vasta viime vuoden lopulla ja 50mm taisi tulla joskus vuosi sitten.... Mikäli muistan oikein. Täälläkin on asiasta juttua kun hakee vain...

[OilToSoil]

Laitetaas tähän omia havaintoja, jos niistä mitään iloa on kellekään.
Meillä Stiebelin WPC 10 pumppu, kaivo 230 m, siirtymä kaivolta pannuhuoneeseen ehkä n. 10 m., 40 mm putkea tällöin 480 m yhteensä.
Liuospumpuksi vaihdettu Wilon Stratos Para 1/12, joka huutaa täysillä ja dt on 2,8 astetta.

[seppaant]

Laitetaas tähän omia havaintoja, jos niistä mitään iloa on kellekään.
Meillä Stiebelin WPC 10 pumppu, kaivo 230 m, siirtymä kaivolta pannuhuoneeseen ehkä n. 10 m., 40 mm putkea tällöin 480 m yhteensä.
Liuospumpuksi vaihdettu Wilon Stratos Para 1/12, joka huutaa täysillä ja dt on 2,8 astetta.

Onhan näistä aina iloa.
Millä keruun tulo ja paluulämpötiloilla
sekä lauhduttimelta lähtevän ja palaavan veden lämpötiloilla
saavutetaan tuo Dt 2,8C
Tiedätkö paljonko näissä olosuhteissa on
Antoteho?
COP?

ATS

[OilToSoil]

Onhan näistä aina iloa.
Millä keruun tulo ja paluulämpötiloilla
sekä lauhduttimelta lähtevän ja palaavan veden lämpötiloilla
saavutetaan tuo Dt 2,8C
Tiedätkö paljonko näissä olosuhteissa on
Antoteho?
COP?

ATS

Ei oo just nyt, en ole koneen ääressä.
Mutta kun mielestäni tuo kaivon dt on aina sama, riippumatta muista lämmöistä.
Konehan näyttää ainoastaan kaivoon palaavan nesteen lämmöt ja sieltä nousevan olen mitannut siten, että pyöritän pelkkää liuospumppua pari minuuttia, kun kone käy tauolle.
Kaivoon palaa lämmityskaudella pääsääntöisesti -2,6 asteista ja olen siinä uskossa, että sieltä tulee ylös +0,2 asteista. Olen tätä testannut kesällä ja talvella ja aina päätynyt samaan deltaan.
Kesällä kaivosta tulee toki lämpimämpää.
Mutta onko kyseinen delta aina mahdollista, siis läpi vuoden?

[akott]

Tämä menee sitten näin.

Sovittiin että tulee 45mm putki, kun kuulema 50mm putki voi jäädä jumiin reikään. Vähän ahdas tämäkin, mutta parempi.

Koskaan aiemmin ei ole putken kokoa kyseenalaistettu ja porari on näppituntumalla laittanut aina 40mm putken, jopa 250m kaivoihin.  Aikovat lasketuttaa virtaukset ammattilaisella ja jatkossa ehkä käytetään muutakin kuin 40mm putkea.

[fraatti]

Aikovat lasketuttaa virtaukset ammattilaisella ja jatkossa ehkä käytetään muutakin kuin 40mm putkea.

Ei se siitä mihinkään muutu laski ne sitten kuka tahansa(kunhan vain laskee oikein). Tässä esimerkiksi wilolla palveluksessa olevan henkilön laskelma josta voi todeta että wituiks män. Laskelma on tehty vedellä, eikä sillä nesteellä mitä putkessa oikeasti virtaa.

En jaksa nyt itse tarkistaa mutta mitä maawiinalla laskelmasta tulee arvoksi? Onko jolloin laskuri käsillä?

[tomppeli]

500 m 40x2,5 putkea virtaamalla 0,42 l/s tulee keruun painehäviöksi maaviinalla noin 48,2 kPa.

Jos kuitenkin kyseeseen tulee Stiebel eltron WPF10 pumppu,
pitäisi valmistajan ilmoituksen mukaan keruun virtaaman olla 2,61 m3/s = 0,725 l/s.
Nyt keruun painehäviö näyttäisikin tällaiselta:

500 m 40x2.5 putkea virtaamalla 0,725 l/s tulee keruun painehäviöksi maaviinalla noin 159,4 kPa.

500 m 45x2.7 putkea virtaamalla 0,725 l/s tulee keruun painehäviöksi maaviinalla noin 84,6 kPa.

500 m 50x3.0 putkea virtaamalla 0,725 l/s tulee keruun painehäviöksi maaviinalla noin 47,7 kPa.

[fraatti]

500 m 40x2,5 putkea virtaamalla 0,42 l/s tulee keruun painehäviöksi maaviinalla noin 48,2 kPa.

Noinko vähän sitä eroa oli? Muistelin että joskus olisin päätynyt suurempaan eroon... hmm...  Veden ja maaviinan kanssa ero on ainakin tuossa tapauksesas niin pieni ettei sillä ole juurikaan merkitystä. Käytitkö 0 asteen arvoja maaviinassa? Muistelisin että se jässähtää jonkinverran jähtyessään?

Vai mahtoikohan kyse olla siitä että tuo oli valmistajan alin mahdollinen virtaus 10kW laitteelle... edit. juu 1470l/min. ja ulkoinen maks painehäviö 618mbar. Lisäksi keräimen päälle tulee kaikki muu painehäviöt esim sihdeistä ja mahdollisista takaiskuista... Delta tuolla yhdistelmällä on jotain muuta kuin 3K esim cop 4.5:llä.

Käytännössä lyhyemmilläkin putkituksilla tuollaisilla yhdistelmillä on tullut jopa 7-8 asteen lämpötilaeroja.... 

[fraatti]

500 m 40x2,5 putkea virtaamalla 0,42 l/s tulee keruun painehäviöksi maaviinalla noin 48,2 kPa.

Jos kuitenkin kyseeseen tulee Stiebel eltron WPF10 pumppu,
pitäisi valmistajan ilmoituksen mukaan keruun virtaaman olla 2,61 m3/s = 0,725 l/s.
Nyt vastus näyttäisikin tällaiselta:
500 m 40x2,5 putkea virtaamalla 0,725 l/s tulee keruun painehäviöksi maaviinalla noin 159,4 kPa.

Tässä taidetaan puhua miniminä 2.2m3/h


Jostain syystä viessmann näyttää olevan tyytyväinen huomattavasti pienempään määrään(sähkönen paisari?, suurempi höyrystin?). Tosin lämmönsiirtoaineet aineet ovat erilaisia ja virtaus pitäisi vasmaan suhteuttaa aineen ominaislämpökapasiteetiin?

[seppaant]

Noinko vähän sitä eroa oli?

Näin pieni ero johtuu siitä, että vedellä virtaus on puhtaasti turbulenttia, Re 9370.
Maawiinalla suuremmasta viskositeetista johtuen ollaan laminaarin ja turbulentin virtauksen siirrosalueella lähellä puhtaasti laminaaria virtausta, Re 2340. Tästä syystä virtausvastus ei kasva tämän enempää maawiinalla verrattuna veteen.

ATS

[fraatti]

Näin pieni ero johtuu siitä, että vedellä virtaus on puhtaasti turbulenttia, Re 9370.
Maawiinalla suuremmasta viskositeetista johtuen ollaan laminaarin ja turbulentin virtauksen siirrosalueella lähellä puhtaasti laminaaria virtausta, Re 2340. Tästä syystä virtausvastus ei kasva tämän enempää maawiinalla verrattuna veteen.

ATS

No sehän siinä olikin. Wiinan pyörähtäessä edes hiukan turbulentiksi meno tyssää siihen. Jos käytettäisiin hiukankin suurempaa virtausnopeutta niin tällöin tulokset olisivat vielä enemmän perseellään. Eli voidaan pitää virheenä laskea vedellä maawiinan sijaan. Jos jollai oli kalkyyliä lähellä niin mitä tuosta tulisi 2m3/h virtauksella vedellä sekä maaviinalla?

[tomppeli]

Stiebel eltron WPF10 pumppu.
Jos antoteho = 9,9 kW, COP = 5 ja DT = 3,18 tarvitaan vähintään 2,2 m3/h maakiertoon = 0,611 l/s.

Keruun painehäviö näyttäisi suunnilleen tällaiselta:

500 m 40x2.5 putkea virtaamalla 0,725 l/s tulee keruun painehäviöksi maaviinalla noin 109 kPa.

500 m 45x2.7 putkea virtaamalla 0,725 l/s tulee keruun painehäviöksi maaviinalla noin 56 kPa.

500 m 50x3.0 putkea virtaamalla 0,725 l/s tulee keruun painehäviöksi maaviinalla noin 33 kPa.

[fraatti]

Epäilen että eri valmistajat ilmoittavat näitä nimellisiä virtauksia ja minimivirtauksia vähän miten sattuu vaikka todellisuudessa saattavat puhua samasta asiasta. Vai mitä mieltä olette?

Tämä on stiebelin esitteestä jossa puhutaan taas nimellisvirtauksesta. Aiemmin tuo 2,2m3 oli mainittu miniminä.



Jos lämmönsiirtoneste on 33% glykolia ja virtaus 2.2m3, tuleeko lämpötilaeroksi 3,2 astetta kun kylmäteho on 7,5/7,7kW?
Esitteessä lienee uudemman sekä vanhemman mallin tiedot...

[fraatti]

Jos lämmönsiirtoneste on 33% glykolia ja virtaus 2.2m3, tuleeko lämpötilaeroksi 3,2 astetta kun kylmäteho on 7,5/7,7kW?
Esitteessä lienee uudemman sekä vanhemman mallin tiedot...

Laskin huvikseen tuon. Sain tehoksi 7,8kW jos dT on 3.2 astetta. Tiheys 1030kg/m3 ja ominaislämpök. 3,87kJ / kg °C. Taitaa olla tarpeeksi lähellä siihen mitä  taulukot kertovat.

Silloin oletan että laitevalmistaja puhuu toisaalla minimi virtausesta ja toisaalla nimellisvirtauksesta vaikka stiebelin tapauksessa taitaa olla kyse nimellisvirtauksesta eikä minivirtauksesta jolloin tehotiedot yms pitävät paikkansa esitteiden mukaan. Esitteessä on myös mainittu sisäinen painehäviö ja olettaisin että se on juurinkin tuolla nimellisvirtauksella 120hPa. Tällöin liuospumpulle jäisi 5,8m nostokorkeutta noin 2m3 virtauksella.

[fraatti]

Tässä asiat on esitetty CTC:n tapauksessa selkeästi. On erikseen sekä nimellisvirtaus sekä minimivirtaus.



Kuten myös nibellä on-off koneilla. Tuossa ei ole ilmoitettu minimivirtauksella käyttettävissa olevaa painehäviötä vaan nimellisvirtauksella maksimi painehäviö. Asia selvinnee kyllä silti manuaalista.

Nibe ja invertteri


Ivt taas on ilmoittanut suurimman mahdollisen painehäviön jolla toteutuu minimivirtaus X sekä nimellisvirtauksen.


Alpha innotecin tapaus on varsin jännä koska siinä on ilmoitettu minimi-, nimellis- ja maksimivirtaus. Sekä painehäviö tietyllä virtauksella. Mahtaakohan sitten lauhduttimella ja höyrystimelläkin olla joku raja jossa lämmönsiirto alkaa syystä tai toisesta kärsimään? 

AI:n invertteri


Gebwell:


L-ässä:


Kait noista nyt jonkun käsityksen pystyy jo muodostamaan... 

[akott]

Tänään soitti porari, joka on määritellyt "näppituntumalla" että 40mm putki riittää jokapaikkaan. Aikansa höpötti jonnin joutavaa ja lupasi laittaa 45mm putken, kun hinta kuulema melkein sama. Kovasti selitti, että kyllä vesi kiertää. Mutta sitä ei tajunnut, että ei riittävän paljon. Rahastajan se tässäkin sitten oli kyse. Hauska sattuma oli eilen kun olin tontilla jatkamassa maakaapelia. Yksi naapuri, joka usein tulee juttelemaan tuli taas. Selvisi että säätötekniikkaa pääaineena lukenut ja oli mukava keskustelu virtauksesta ja sen vaikutuksesta pumpun hyötysuhteeseen.

[akott]

Eilen tuli 210m reikä ja 45mm turbocollectoria sisään.