Maapiiri jäässä?

[Starppa]

Välikysymys: lapset ei nuku, rouva ei nuku, itse ei pääse nukkumaan, ja maapiirin paluu jäätyy. Siis tilanne aika normi tilanne.

Vuodesta 2001 asti pumppu jauhanut, ja tähän mennessä koskaan ei ole maasta palaava putki mennyt konehuoneessa jäähän. Siis nyt on kaakkois-suomessa kunnon talvi meneillään. Meillä nykyään pumppu käy koko ajan, kun lämpötila ulkona ylittää -12, ja sen jälkeen ottaa 3 kW:n lisävastusta asteittain mukaan. MUTU tuntumalla pumppu on käynyt 5 viimeisen viikon aikana yhtäjaksoisesti, pois lukien 3 vrk, jolloin sai huilata n. 4 h/vrk.

Siis saako antaa mennä maan kunnolla jäähän, vai pitäisikö antaa pelkällä sähköllä maan sulaa, ennen seuraavaa rykäisyä? Yli 20 asteen pakkasia luvattu ainakin tiistaihin asti?

Kiitos jo etukäteen, T. Starppa

PS. Ilmastomuutos rulettaa "Kööpenhamina"

[kkuukkeli]

Paljonko maapiirin meno ja paluu?

[sam68]

Osatehopumppu käyttäytyy juuri noin. Älä sitä jäätä pelkää. Niin kauan kun talossa on lämpöä sisällä on homma ok.

[MJJ]

EI HUOLTA

Ei jäädy jos etanolit mukana maapiirissä. (jäätyy vasta -15)
Laita maapiirin meno (GT11)  paluu (GT10) asteet.

Vastukset

Tätähän se "optimi mitoitus" on ... säästetään laiteessa tuhansia ja maksetaan huippupakkasilla senttejä vastuskäytöstä
(max 5% sähkälaskusta).

Meillä -15 jäkeen käytetään vastuksia heti lämmintä vettä tehtäessä. Pumppu käy jatkuvasti -18-20 asteen jälkeen tuulesta riippuen. Tämä varmasti johtuu puutteellisesta eristyksestä (15 cm kutterilastua).

PS ... Kun pumppu käy 100% voit olla varma että säästää täysillä (2/3) verrattuna sähkölämmitykseen.

[KotiEnossa]

Lainasin selvyyden vuoksi tuon toisen otsikon alta noi MJJ:n lämpötilat..

Maapiirin lämpötilat:
Tulo (GT 10) 0,1  Meno (GT11) -2,3  Tulo 1-30 min 0,2

...eli ei mitään hätää. Heti kun maa alkaa jäätymään putken ympäriltä niin lämmönsiirto tehostuu ympäröivästä maaperästä. Eli se lämpötilan lasku ei tapahdu lineaarisesti tehon oton suhteesssa vaan käytännössä tökkää johonkin -0...-3 asteeseen. Esim. mulla on parina..kolmena talvena...hyvinkin erilaisena talvena paluu juuttunut -1,5...-2,0 asteen välimaastoon. aluksi se säikäyttää että jäätyykö tämä nyt mutta kun se vaan sitten pysyykin siinä pakkasjakson pituudesta huolimatta niin jo helpottaa.  

Kiinnostaa kovasti paljonko sulla menee tai meni sähköä esim. tammikuussa MLP:lle?

[Starppa]

Terve taas.

No nyt on taas tuloputki sulanut pinnasta, kun on ollut muutama lämpimämpi päivä, ja pumppu pääsee välillä huilaamaan. Menoputki on tosin edelleen lähes sentin paksuisen jään peitossa, joka on lähes joka talvinen ilmiö pakkasjakson lopussa, siihen tarvitaan jo muutaman päivän suojakelejä että se sulaa.

GT11 anturi rupesi näyttämään omiaan jo reilu kolme vuotta sitten, ja GT10:n läksi omille teilleen viime kesänä, kun ei vaikuta pumpun toimintaan mitenkään ei ole tullut tarkastettua/vaihdettua antureita. Toi GT11:sta häviäminen ei harmita yhtään, mutta tuon GT10:n vääristymä kyllä hieman kismittää. Siis luvut näytössä GT11: 88 ja GT10: 9-astetta .

Valitettavasti erillistä kulutusmittausta pumpulle ei ole järjestetty.

[Matias]

Heti kun maa alkaa jäätymään putken ympäriltä niin lämmönsiirto tehostuu ympäröivästä maaperästä. Eli se lämpötilan lasku ei tapahdu lineaarisesti tehon oton suhteesssa vaan käytännössä tökkää johonkin -0...-3 asteeseen.

Meillä taidettiin päästä keruupiirin jäätymisrajalle vuodenvaihteessa.
Viime vuoden loppupuolelle oli  maasta tuleva keruuneste jatkuvasti pakkasen puolella.Vuodenvaihteen aikoihin lämmönkeruukentän lämpötila laski nollaan ja on pysynyt siinä ihan muuttumattomana tähän asti.Erikoista että jostain syystä lämmön siirtyminen keruunesteen on tehostunut kun kertaakaan tämän vuoden puolella ei maasta tuleva keruuneste ole ollut pakkasella vaan alimmillaan tasan nolla astetta.Mikähän ilmiö tuossa oikein tapahtuu?Kun jäätyneessä maassa lämmönkeruu tehostuu.

[seppaant]

Mikähän ilmiö tuossa oikein tapahtuu?Kun jäätyneessä maassa lämmönkeruu tehostuu.

Ensinnäkin jään lämmönjohtavuus on n. nelinkertainen veteen nähden.
Toiseksi veden jäätyminen luovuttaa energiaa 333kJ/kg.
Niin kauan kuin jäätymistä tapahtuu putken läheisyydessä pysyy lämpötila 0C:ssa.
Yhden vesikilon jäätyminen luovuttaa energiaa yhtä paljon kuin saadaan jos 26 kg vettä jäähdytetään 3C.

ATS

[Mualämpö]

Maapiiriin meno -5.1C ja paluu nyt -20C asteen pakkasella -2.4C , eikä mitään ongelmia ole ollut ei viime eikä tänä talvenakaan! Pumppu pyörii lähes katkotta nyt huilaa kerran vuorokaudessa! Sähkövastus ei vielä päällä! Nyt sitä säästöä tulee suoran sähkölämmityksen taloihin verrattuna! Esimerkkinä Eko jukkatalo 135m2 + 23m2 autotalli, vuotuinen sähkön kulutus 4 henkilöllä 25000kwh , meillä 12700kwh! Joulukuun sähkölasku oli ollut 3400kwh , meillä maalämmöllä 20v vanhassa talossa 1900kwh! Siinä ero joka tuntuu aikas mukavalta!Niin ja noissa lukemissa kaikki sähkö!

[Matias]

Kiitoksia.
Että tuollainen ilmiö,eipä sitä kansakoulupohjalla kylläkään ihan heti ymmärrä miten jäässä voi olla energiaa,ja ilmeisesti vielä lämpöenergiaa.
Täytyypä tutkia asiaa.

edit:Onko muuten lämpökaivoissa sama ilmiö mahdollinen?Siis jos kaivon veden ajaa jäähän niin (jää)kaivosta on mahdollista saada nelinkertainen teho vesikaivoon verrattuna?

[Raid]

Kokeilepap sitä pakastimen seinää jossa on se lauhdutin. Kyllä  siinä kättäsi lämmittää kun pakastin huriseeen on se sen verran kuuma ja silti pakksen sisällä on -20.  . noo ei vaiska.. ihan blondia.. tää..

[JariA]

miten jäässä voi olla energiaa, ja ilmeisesti vielä lämpöenergiaa. Täytyypä tutkia asiaa.

Kaikessa aineessa on lämpötilaerojen kautta hyödynnettävää lämpöenergiaa aina absoluuttiseen nollapisteeseen asti. (0 kelviniä eli -273,15 celsiusastetta) http://fi.wikipedia.org/wiki/Absoluuttinen_nollapiste

Aineen jäätyessä, tiivistyessä, höyrystyessä, sulaessa, härmistyessä tai sublimoituessa tapahtuu ns. faasimuutos, jonka tärkeä termodynaaminen ominaisuus on, että aineen muuttuessa lämpimämmästä kylmempään olomuotoon prosessissa vapautuu energiaa ja aineen muuttuessa kylmemmästä lämpimämpään olomuotoon prosessi sitoo energiaa. http://fi.wikipedia.org/wiki/Faasimuutos

Lämpöpumppujen toiminta perustuu laitteiden kylmäaineen faasimuutokseen. Lämpöpumpun kylmäaine muuttaa olomuotoaan höyrystimessä, jolloin se muuttuu nestemäisestä höyrystyneeksi. Höyrystyminen tapahtuu koska kylmäaineen paine laskee paisuntaventtiilissä. Höyrystymisprosessi sitoo ympäristöstään energiaa (maalämpöpumpussa lämpöenergiaa sidotaan maakiertonesteestä, ilmalämpöpumpuissa lämpöenergiaa sidotaan ulkoilmasta). Höyrystyneen kylmäaineen painetta kasvatetaan tämän jälkeen kompressorissa, jolloin kylmäaine tiivistyy nesteeksi. Kylmäaineen tiivistyessä nesteeksi tapahtuu faasimuutos, jossa vapautuu lämpöenergiaa. Vapautunut lämpöenergia siirretään lämpöpumpun lauhduttimessa pumpun ulkopuolelle lämmitysjärjestelmään. Nesteytynyt kylmäaine menee takaisin höyrystimeen, missä se höyrystyy ja samalla sitoo maapiirin kiertonesteestä tai ulkoilmasta lämpöenergiaa jne. http://fi.wikipedia.org/wiki/L%C3%A4mp%C3%B6pumppu

Samanlainen faasimuutos lämpimästä kylmempään olomuotoon tapahtuu maapiirin putkien tai lämpökaivon putkien ympäristössä silloin kun niiden ympärillä oleva vesi jäätyy. Veden jäätyessä faasimuutoksen yhteydessä vapautuu energiaa ympäristöön ja tämä energia siirtyy keruuputkiin ja sitä kautta lämpöpumppuun.  Lämpökaivossa jäätymisen faasimuutoksen aiheuttama lisäenergian määrä on jonkin verran suurempi kuin maapiirissä, koska lämpökaivossa putket ovat kokonaan veden ympäröimiä. Maapiirissä putkien ympärillä oleva jäätyvä vesi on maa-aineksen seassa.

Jäätymisestä aiheutuva energiamäärän lisääntyminen tulee "maksettavaksi takaisin" siinä vaiheessa kun keruuputkien ympärillä oleva jää sulaa. Sulamisen faasimuutos nimittäin sitoo saman määrän energiaa kuin jäätyminen vapautti.

[Raid]

Hyvä kommentti meille taviksille jotka joskus ei tiedä tuulimyllystä kuin etä se pyörii .

ps.Onneksi tuo putken ympäristön sulaminen tapahtuu keväällä kun lämmitystä tarvitaan vähemmän eikä tarvi alkaa itse sitä sulattelemaan.

[Matias]

JariA

Aineen jäätyessä, tiivistyessä, höyrystyessä, sulaessa, härmistyessä tai sublimoituessa tapahtuu ns. faasimuutos, jonka tärkeä termodynaaminen ominaisuus on, että aineen muuttuessa lämpimämmästä kylmempään olomuotoon prosessissa vapautuu energiaa

seppaant

Niin kauan kuin jäätymistä tapahtuu putken läheisyydessä pysyy lämpötila 0C:ssa.
Yhden vesikilon jäätyminen luovuttaa energiaa yhtä paljon kuin saadaan jos 26 kg vettä jäähdytetään 3C.

Jotenkin uskomaton teoria,että kun vesi jäätyy niin siinä vapautuisi lämpöä.Mutta helppo tämä on kokeilla,pistin puoli ämpäriä +7C vettä
pihalle ja Logtempin anturin veteen.Käyrästä pitäisi sitten näkyä jos jäätymislämpötilassa nolla asteen kohdalla jotain erikoista tapahtuu

[seppaant]

Käyrästä pitäisi sitten näkyä jos jäätymislämpötilassa nolla asteen kohdalla jotain erikoista tapahtuu

Pitäisi näkyä seuraavaa:
- Aluksi vesi jäähtyy tasaisella nopeudella (hieman hidastuen loppua kohti)
- Seuraavaksi kun lämpötila saavuttaa 0C pysyy lämpötila vakiona kunnes kaikki vesi on jäätynyt
- Lopuksi taas jää jäähtyy aluksi nopeammin kuin vesi mutta kuitenkin hidastuvalla nopeudella kunnes saavuttaa ympäristön lämpötilan.

ATS

[peki]

Hyvä kommentti meille taviksille jotka joskus ei tiedä tuulimyllystä kuin etä se pyörii .

ps.Onneksi tuo putken ympäristön sulaminen tapahtuu keväällä kun lämmitystä tarvitaan vähemmän eikä tarvi alkaa itse sitä sulattelemaan.

Minäkään en ymmärrä.
Yöllä lattia jäähtyi voimakkaasti ja luovutettu energia hävisi jonnekkin.
Tuli kylmä eikä kuuma, kuten näiden teorian mukaan olisi pitänyt tulla.
Pekka

[seppaant]

Vielä trendimuodossa Pekin iloksi Matiaksen ämpärikoe.

http://[URL=http://www.aijaa.com/v.php?i=7322847.jpg][IMG]http://i3.aijaa.com/b/00611/7322847.jpg[/IMG][/url]

ATS

[peki]

Lämmöt nousi, juu. Mut toi toista viivaa en ymmärrä.
No, tuo avovaimo on aina rakastanu yksinkertaisia asioita.

[niperox]

Vesi sisältää energiaa aina absoluuttiseen nollapisteeseen asti. Veden jäätyessä tai höyrystyessä tapatuu vain faasimuutos ei sen ihmeelisempää. Ja näihin faasimuutoksiinhan maalämpökin perustuu.  :-?
Samalla tavalla vesikin toimii kylmäaineena kylmäkoneessa.

(Niin useasti kuulee myös väitettävän, ettei kiukaalle saa heittää kylmää vettä tai kiuas jäähtyy)  

[Matias]

Onpas merkillinen juttu,ei näytä veden lämpötila laskevan nollan alapuolelle laisinkaan,vesi on ollut ämpärissä nyt 24h ja klo 11.00 aikoihin tänään nousi veden lämpö 0,1 astetta plussan puolelle kun se oli lähes vuorokauden tasan nolla astetta.Ilmeisesti ulkolämpötilan kohoaminen vaikuttaa veden lämpötilan nousuun.
Onko siis tässä Faasi ilmiössä noin paljon energiaa vai olisko jonkinlainen mitta-anturin häiriö tms kyseessä?
Todella merkillistä

Niinpähän näyttää tapahtuvan. :-?
Päivitän kuvan huomenna kun taitaa testi kestää pidempään...

[seppaant]

Onko siis tässä Faasi ilmiössä noin paljon energiaa

Jäätymisessä vapautuu 11x se lämpömäärä mikä vapautui veden jäähtyessä 7->0C.
Jos ulkolämpötila olisi pysynyt yhtä kylmänä kuin eilen, olisi jäätyminen vienyt aikaa n.22h, mutta nyt kun ulkona on lämmenyt, kestää jäätyminen vielä pidempään.

ATS

[Matias]

Vedenpinnalla ämpärissä on jääkalvo,pohjalta ja reunoilta sulana.Vettä ämpärissä n 100mm josta 10mm jäässä ja 90mm sulanaLisäsin mekaanisen lämpömittarin veteen,nollaa näytää sekin.

Oli kyllä hieman eri käsitys veden jäätymisnopeudesta
Onkohan tämä Faasi ilmiö jotenkin riippuvainen ilman- tai vedenpaineesta,samaan tapaan kuin veden kiehuminen?

Testi meni sitten ketuille kun ulkolämpötila meni plussan puolelle

[peki]

Ettekai isot miehet tosisissanne luule että siitä vedestä tulee jotain redbullia kun sen jäädyttää.

[Roori]

Taitaa olla enemminkin kiinnostus akateemisella pohjalla...

[seppaant]

Ettekai isot miehet tosisissanne luule että siitä vedestä tulee jotain redbullia kun sen jäädyttää.

Kyllä me vaan luullaan

Matias nyt kun tämä koe meni persiilleen, niin vuokraa emännän pakastimesta vähän tilaa ja tee vastaava koe siellä.

Laita pakastimeen litran verran 20C vettä ja anturi mahdollisimman keskelle vesitilavuutta ja sama seuranta kuin ämpärikokeessa, niin näytetään epäilijöille.

ATS

[Matias]

Tämä vaatii kyllä nyt hieman selvittelyä.Siis veden jäätymisessä vapautuvan energianhan voisi käyttää lämpötilan puolesta suoraan  vaikka LTO:n tuloilman esilämmitykseen,ei tarvitse välttämättä keruuliuosta siinä kierrättää.Edellisen kerran tosiaan kuulin Faasi-ilmiöstä -70 luvulla öljykriisin jälkimainingeissa kun kehiteltiin energiavaraajia joissa  kesäaikana auringosta varattiin seuraavan talven lämpöenergia.Eräs versio oli jättimäinen suolavaraaja talon alla ja energian varastointi tehtiin jotenkin kiteyttämällä suolaliuos nestemäisestä kiinteäksi ja varausta purettiin muuttamalla kiinteää suolaa takaisin liuokseksi.Tai päinvastoin.
Tämä oli uutta että sama ilmiö toimii myös veden jäätyessä.
Mutta täytyy neuvotella hallituksen kanssa pakastimen käytöstä.

[niperox]

Onkohan tämä Faasi ilmiö jotenkin riippuvainen ilman- tai vedenpaineesta,samaan tapaan kuin veden kiehuminen?

Ilmanpaine vaikuttaa meillä veden kiehumislämpötilaan, mutta ei jäätymislämpötilaan.

Ohessa linkki veden faasikaavioon mistä tuo käy ilmi.

http://www.lsbu.ac.uk/water/phase.html

[Matias]

Juu,tietoa löytyy.
http://www.tekniikkatalous.fi/tk/article341926.ece
Jäätä +700 asteessa

Sulan ja kiinteän veden välinen käyrä sen sijaan on paljon monimutkaisempi ja yllättävämpi. Kohtuullisen pienissä paineissa (alle 200 MPa) veden sulamispiste laskee paineen noustessa, eli puristuksissa vesi säilyy nesteenä pakkasasteillakin.

Tämä käytös on hyvin epätavallista, sillä yleensä paine nostaa sulamispistettä. Ilmiö johtuu siitä, että jää on vettä harvempaa, ja paine edesauttaa tiheämpää muotoa eli nestettä olemaan veden stabiilimpi muoto.

Kovin suurista muutoksista ei ole kuitenkaan kyse, sillä vaivaisen 1 celsiusasteen muutokseen (sulamispiste –1,0 °C) vaaditaan yli 133 ilmakehän paine. Siten luistinten luistoon ei voi olla syynä paine, vaan kitkalämmön aiheuttama paikallinen sulaminen.

Sulamiskäyrä saavuttaa miniminsä –21,985 celsiusasteen lämpötilassa ja 2 099 bar paineessa. Tämän jälkeen tavallinen jää (jää I-h) ei ole enää kiinteän veden pysyvin muoto, vaan jään kiderakenne muuttuu. Muutoksen myötä myös jään tiheys kasvaa äkillisesti paljon, ja kasvava paine alkaakin nostaa sulamispistettä.

Hyvin korkeissa paineissa nestemäinen, tai tarkemmin sanottuna ylikriittinen, vesi on sulamiskäyrällä tasapainossa jään kidemuoto VII:n kanssa. London South Bank -yliopiston keräämien tietojen mukaan vesi voi olla kiinteää eli jäätä ainakin noin 700 celsiusasteen lämpötilaan asti.

Tällöin paineen kuitenkin täytyy olla vaatimattomat 470 000 ilmakehää tai enemmän.

[Matias]

Kesti sitten 6vrk ennenkuin veden lämpö alkoi laskea nolla-asteesta.
Testissä tasan 5l vesijohtovettä avoimessa ämpärissä ulkona.

[Nörtti]

Oiskos toi aika hyvä tapa kalibroida mittari...?

-Markku-

[Mualämpö]

Joo tuli ostettua pinta lämpömittarit ja ne laitoin maapiirin putkiin eristeen sisään (anturit) .

Maapiiriin meno on -3.5C
Paluu                  +0.3C

Ivt omat mittaukset meno -3.8C
                              paluu -3.3C

Välillä näytti ivt:n mittaukset meno -5.6C , paluu -2.7C

Eli ei noihin voi luottaa, parempi näin, kaivo onkin kestänyt todella hyvin jo toisen kovan talven !