Kirjoittaja Aihe: Auringon lämpöenergian varastointi porakaivoon -ajatusriihi  (Luettu 628 kertaa)

Kaurapuuroa

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 14
Heips!

On tässä kohta jo vuoden päivät pyörinyt seuraavanlainen idea aurinkolämmön varastoimisesta porakaivoon -> MLP hyötysuhteen nostaminen;

1. Asennetaan uppopumppu + karkeasuodatin perusvesikaivoon.
2. Perusvesikaivoon lämmönvaihdin esim. maapiiriputki tai RST-lerppaputki, lämmönvaihdin kytketään lämmönkeräyspiiriin.
3. MLP koneikosta vaihdetaan kiertovesipumpun asetukseksi aina päällä
4. Perusvesikaivossa olevalla uppopumpulla kierrätetään sadevettä rakennuksen katolla esim. asentamalla harjan suuntaisesti putkea minkä kylkiin porataan pieniä reikiä sopivin välein, tiheästi
5. Uppopumpulle rakennellaan jokin kevyt automaatio, jonka perusteella pumppu ohjataan ON/OFF

Mittasin idean toimivuuden karkealla tasolla siten, että viime kesäkuussa noin +20C, tuulettomalla, pilvettömällä keskipäivän kelillä;
1. Suihkutin talousvettä katolle niin kauan kunnes talousveden tulolämpötila vakiintui, muistaakseni +9C ja kunnes syöksytorvesta valuva vesi vakiintui, muistaakseni +16C
2. Mittasin talousveden virtausnopeuden syöttämällä 10l sankon täyteen vettä ja mittasin ajan mikä tähän kului
3. Laskin näiden perusteella veden lämpenemistehon auringonvaikutuksesta ja vertasin sitä PVGIS -tietokannasta saatuun auringonlämpötehoon sillä leveysasteella, siihen aikaan päivästä yms
4. Mittasin pinta-alan, mikä vaikutti veden lämpenemiseen
5. Tulokseksi näillä spekseillä hyötysuhde huiteli 30% hujakoilla

Vaikkakin mittaus oli vain yksittäin tapahtuma, eli hyötysuhteeseen voi vaikuttaa monta tekijää mitä ei tässä päässyt välttämättä testaamaan... sovitaan että kesänmittainen hyötysuhde porakaivon lämmittämissovellutuksessa olisi ainakin 20%. Kattopinta-alaa sovitaan olevan 150m2. Suomessa keskimääräinen auringon lämpöenergianmäärä touko-syyskuu lienee luokkaa 600 kWh/m2. Eli porakaivon lämmittämiseen saatavilla oleva energia olisi siten luokkaa 600 kWh/m2 * 150 m2 * 0,2 = 18 000 kWh.
Lisäksi sovellutus viilentäisi kattopintaa...
Ja alkukesästä porakaivo lienee sen verran viileä, että jopa pelkästään korkea ulkolämpötila riittäisi porakaivon lämmittämiseen eli kun katolta sulaa lumet pois ja ulkolämpötila nousee suuremmaksi kuin porakaivon lämpötila -> menetelmä olisi käytettävissä.

Harkitsin jossain vaiheessa idean kaupallistamista, mutta ne haaveet on nyt kuopattu.
Käsittääkseni nämä kiinteistöjen energiaratkaisut tarvitsevat hulvatun pitkänajan, jotta idean kannattavuus erilaisissa sovelluskohteissa voidaan ennustaa edes jotenkuten + viralliset tutkimusraportit yms sälää..
Eli, jos jollakulla löytyy porakaivo, MLP ja innostusta aiheeseen, mielelläni keskustelen aiheesta täällä foorumilla ja katsotaan olisiko ideasta käyttökelpoiseksi toimintatavaksi..


kotte

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 1149
Suhtaudun skeptisesti idean toimivuuteen pientalon energiakaivon tapauksessa Suomen oloissa, mutta hiukan samansuuntainen pitkäaikainen kokeilu on itsellä meneillään. Eli itsellä on energiakaivo, jonka päätarkoitus on kesäaikainen jäähdytys ja tuloilman kuivaus sekä sivutarkoituksena kasteluveden tuotto (vettä tulee paljon ja sitä myös käytetään paljon). Talvella lämpöä käytetään vain tuloilman lämmittämiseen ja ulkoportaiden sulanapitoapuna. Jäähdytystarve on varsin suuri, vaikka suoralta auringoinpaisteelta onkin pyritty mahdollisuuksien mukaan suojautumaan, kun mieltymyksenä on normaali talvinen huonelämpötila kesälläkin.

Kokemus vajaalta parilta vuodelta on, että hiukan kaivo olisi lämmennyt, mutta on vaikea sanoa mitään varmaa, kun mittaus ei ollut kunnossa heti alussa. Runsas kasteluveden nostaminen vaikuttaisi hiukan jäähdyttävän kaivoa kesällä (hyvä jäähdytystehon kannalta ja kaivon lämpeneminen on hyväksi myös kastelutarkoituksen kannalta). Toisaalta kaivo vaikuttaisi pysyvän käyttötarkoituksen kannalta hyvänlämpöisenä vielä kevättalvellakin (eipä kaivosta tulevan liuoksen lämpötila pudonnut kuluneena talvena alle 7 asteen kovilla pakkasillakaan ja ollut yleensä 8 asteen vaiheilla; viime talvena ei tosin järin kovia pakkasia ollutkaan). Kovan jäähdytyksen aikana (kuten viime viikolla), kaivoon on palautettu jotakin 14 ... 15 -asteista liuosta ja sieltä on palannut luokkaa 12 ... 13 -asteista liuosta. Lämpötilahan kuitenkin tasaantuu hitaasti tuntien, päivien, viikkojen ja lopulta kuukausienkin aikana.

Jos kaivo sattuisi epäilyni vastaisesti lämpenemään liikaa jäähdytystarkoituksen kannalta, täytyy sitten ruveta hyödyntämään sitä enemmän lämmitysapuna talvella.

denzil dexter

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 1066
Siinä menee järkyttävän kauan (tai vaaditaan järkyttävästi energiaa), että porakaivo lämpiää. Se tarkoittaa käytännössää jotain suuruusluokaltaan esim R50-R100 m pallon lämmittämistä useilla asteilla. Pitäisi kuitenkin onnistua, jos pohjaveden virtaukset eivät liikaa vastusta ideaa. Tehokkailla keräimillä kun katon pinta-alalta lykkää lämpöä kaivoon, niin 3-5 vuoden kuluttua pitäisi näkyä mittarista  8)
Minähän en mokoman pikkuhomman takia anna niin sanottujen ammattilaisten itseäni kyniä.

Kaurapuuroa

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 14
Suhtaudun skeptisesti idean toimivuuteen pientalon energiakaivon tapauksessa Suomen oloissa, mutta hiukan samansuuntainen pitkäaikainen kokeilu on itsellä meneillään. Eli itsellä on energiakaivo, jonka päätarkoitus on kesäaikainen jäähdytys ja tuloilman kuivaus sekä sivutarkoituksena kasteluveden tuotto (vettä tulee paljon ja sitä myös käytetään paljon). Talvella lämpöä käytetään vain tuloilman lämmittämiseen ja ulkoportaiden sulanapitoapuna. Jäähdytystarve on varsin suuri, vaikka suoralta auringoinpaisteelta onkin pyritty mahdollisuuksien mukaan suojautumaan, kun mieltymyksenä on normaali talvinen huonelämpötila kesälläkin.

Kokemus vajaalta parilta vuodelta on, että hiukan kaivo olisi lämmennyt, mutta on vaikea sanoa mitään varmaa, kun mittaus ei ollut kunnossa heti alussa. Runsas kasteluveden nostaminen vaikuttaisi hiukan jäähdyttävän kaivoa kesällä (hyvä jäähdytystehon kannalta ja kaivon lämpeneminen on hyväksi myös kastelutarkoituksen kannalta). Toisaalta kaivo vaikuttaisi pysyvän käyttötarkoituksen kannalta hyvänlämpöisenä vielä kevättalvellakin (eipä kaivosta tulevan liuoksen lämpötila pudonnut kuluneena talvena alle 7 asteen kovilla pakkasillakaan ja ollut yleensä 8 asteen vaiheilla; viime talvena ei tosin järin kovia pakkasia ollutkaan). Kovan jäähdytyksen aikana (kuten viime viikolla), kaivoon on palautettu jotakin 14 ... 15 -asteista liuosta ja sieltä on palannut luokkaa 12 ... 13 -asteista liuosta. Lämpötilahan kuitenkin tasaantuu hitaasti tuntien, päivien, viikkojen ja lopulta kuukausienkin aikana.

Jos kaivo sattuisi epäilyni vastaisesti lämpenemään liikaa jäähdytystarkoituksen kannalta, täytyy sitten ruveta hyödyntämään sitä enemmän lämmitysapuna talvella.

Juu skeptinen ajattelutapa on ymmärrettävä, viljene sitä itsekin. Mutta yleensä skeptisen ajattelun kaveriksi olisi hyvä tarjota myös tomerat perustelut, mitä en tässä viestistäsi löytänyt mikäli lähtökohtana on miettiä alkuperäisen viestin soveltuvuutta porakaivon lämmittämiseen. Kiitos kuitenkin kun kerroit omasta kokeilustasi!

Kaurapuuroa

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 14
Siinä menee järkyttävän kauan (tai vaaditaan järkyttävästi energiaa), että porakaivo lämpiää. Se tarkoittaa käytännössää jotain suuruusluokaltaan esim R50-R100 m pallon lämmittämistä useilla asteilla. Pitäisi kuitenkin onnistua, jos pohjaveden virtaukset eivät liikaa vastusta ideaa. Tehokkailla keräimillä kun katon pinta-alalta lykkää lämpöä kaivoon, niin 3-5 vuoden kuluttua pitäisi näkyä mittarista  8)

Juuri näin, pohjavedenvirtaus on tekijä mikä vähentää järjestelmän kokonaishyötysuhdetta.
Ja kyllä, vaaditaan järkyttävästi energiaa. Pyrinkin tuomaan ilmi, että teorian tasolla sovellutuksessa olisi käsittääkseni rahkeet tähän suureen energiamäärään. Laskelmassani on käytössä pieni kattopinta-ala (150m2) ja laskelmassa ei ole otettu huomioon itse ulkolämpötilan energialähdettä (eli siis vaikka yöaikaan voisi porakaivoa lämmittää, ilman auringon vaikutusta).

Hyvä, että keskustelua saadaan aikaiseksi!

Ilmaisenergia.info


Puuha

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 3714
Lämpötilaeroilla tuo toimii. Mitä suuremman lämpötilaeron saavuttaa sitä enemmän energiaa saa varaajaan ja myös myöhemmin pois. Voi olla että yöllä lämmittäminen on pikemmin saannin kannalta negatiivista varaajan varauksen osalta.

Kaurapuuroa

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 14
Lämpötilaeroilla tuo toimii. Mitä suuremman lämpötilaeron saavuttaa sitä enemmän energiaa saa varaajaan ja myös myöhemmin pois. Voi olla että yöllä lämmittäminen on pikemmin saannin kannalta negatiivista varaajan varauksen osalta.

Juu voi ollakkin, tämän takia kevyen automatiikan rakentaminen olisi välttämätöntä.
Suurinpiirtein analoginen termostaatti, mikä vertaa porakaivosta tulevan nesteen lämpötilaa vs kattopinnan lämpötila, ohjaamaan uppopumppua...

kotte

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 1149
Mutta yleensä skeptisen ajattelun kaveriksi olisi hyvä tarjota myös tomerat perustelut, mitä en tässä viestistäsi löytänyt mikäli lähtökohtana on miettiä alkuperäisen viestin soveltuvuutta porakaivon lämmittämiseen.
Tarkennetaan nyt vielä jälkikäteen, että ajattelin suunnilleen sitä, mitä denzil dexter edellä kirjoitti. Korostaisin vielä erityisesti pohjaveden tyypillisiä virtauksia Suomen kallioperässä, mikä hitaanakin ehtii levittää yksittäisen kaivon lämpöä laajalle ja lisääntyvät lämpötilaerot aiheuttavat myös konvektiovirtauksia vettä sisältävien ruhjeiden sisällä ja välillä..

Ilmaisenergia.info