3 putkea 115 mm reikään?

[pta]

Kuka tekee tuollaisia 3-putkikaivoja?
Porari väitti minulle, että Uponorin paluukulma ei mahdu 4,5 tuuman kaivoon. Ahdas kaivo olisi mieleinen, sillä siellä olisi mahdollisimman vähän vettä eristeenä.

Laskeskelin noita virtauksia ja pääsin huimiin virtausnopeuksiin lähtöolettamillani:
- COP 4 (kai ne paranee tekniikan kehittyessä)
- delta T 3 astetta
- Pumpun teho 12 kW
- Kaivo noin 10 + 237 m + vaakaputkea 20 m
- 3-putkisysteemiä olisi 10 + 237 metrin matkalla
- liuos 30% etanoli

Virtausnopeus                  Huom
l/s      l/min      m3/h      m/s
0,91      54,77      3,29      0,94      2-putki
0,46      27,39      1,64      0,47      3-putki

Kiertoajassa olisi myös eroa 9,5 min vs 13,9 min.

Jos pumpun tehoa voi pudottaa pykälällä eli 20-30 W, niin se tekee vuodessa 50 - 75 euron säästön ja 10 vuodessa... Myös pumpun hyötysuhteen pitäisi olla 3-putkijärjestelmällä parempi, kun kaivon syvyydestä ei tingitä.

[sailor]

Vaikka sinne reikään saisi tungettua ne 3 putkea niin sitten ei taida kyllä enää kasteluletku mahtua. Mahtuisiko 4x32mm putki?

Kuten Seppaantin mittauksista huomaamme, niin kaivo pysyy melkein tasalämpöisenä. Heikoin kohta lienee siis putkistoin lämmönsiirtopinta-ala.

Rahi/mutuna tähän tutkimukseen viitaten sanoisin että enemmän saat hyötyä siitä putkipinta-alan lisäämisestä kuin kapeasta reiästä. http://www.byfy.lth.se/Publikationer/1000pdf/TVBH-1018EK.pdf

s.45-46

[seppaant]

Laskeskelin noita virtauksia ja pääsin huimiin virtausnopeuksiin lähtöolettamillani:
- COP 4 (kai ne paranee tekniikan kehittyessä)
- delta T 3 astetta
- Pumpun teho 12 kW
- Kaivo noin 10 + 237 m + vaakaputkea 20 m
- 3-putkisysteemiä olisi 10 + 237 metrin matkalla
- liuos 30% etanoli

Virtausnopeus                  Huom
l/s      l/min      m3/h      m/s
0,91      54,77      3,29      0,94      2-putki
0,46      27,39      1,64      0,47      3-putki
Mikä oli laskelmissasi
- Putken sisähalkaisija?
- Mitä ominaislämpöä käytit 30% etnoliliuokselle?
- Kolmiputkisystemissä alaspäin menee kaksi putkea ja ylös yksi putki. Tällöin ylöspäin on sama virtaus kuin kaksiputkisysteemissä mutta alaspäin putkea kohti puolet.

Kiertoajassa olisi myös eroa 9,5 min vs 13,9 min.

Jos pumpun tehoa voi pudottaa pykälällä eli 20-30 W, niin se tekee vuodessa 50 - 75 euron säästön ja 10 vuodessa... Myös pumpun hyötysuhteen pitäisi olla 3-putkijärjestelmällä parempi, kun kaivon syvyydestä ei tingitä.
Minä saan seuraavaa
- Lämpöpumpun vuotuinen käyntiaste 30% = liuospumpun vuotuinen käyntiaika on 2628h
- Sähkön hinta 0,11E/kWh

2628h/v*0,025kW = 65,7 kWh/v
65,7 kWh/v*0,11E = 7,2 E/v

ATS

[pta]

Omat kommenttini punaisella välissä.

Laskeskelin noita virtauksia ja pääsin huimiin virtausnopeuksiin lähtöolettamillani:
- COP 4 (kai ne paranee tekniikan kehittyessä)
- delta T 3 astetta
- Pumpun teho 12 kW
- Kaivo noin 10 + 237 m + vaakaputkea 20 m
- 3-putkisysteemiä olisi 10 + 237 metrin matkalla
- liuos 30% etanoli

Virtausnopeus                  Huom
l/s      l/min      m3/h      m/s
0,91      54,77      3,29      0,94      2-putki
0,46      27,39      1,64      0,47      3-putki
Mikä oli laskelmissasi
- Putken sisähalkaisija?
* 40 mm - 2*2,4 mm = 35,2 mm
- Mitä ominaislämpöä käytit 30% etnoliliuokselle?
* 3,508041 kJ/kgK ja tiheys 0,93682 kg/l. (Naturetilla laskien olisi tiheydeksi tullut 0,945 kg/l)
- Kolmiputkisystemissä alaspäin menee kaksi putkea ja ylös yksi putki. Tällöin ylöspäin on sama virtaus kuin kaksiputkisysteemissä mutta alaspäin putkea kohti puolet.
Aivan. Silloin noin puolet kierrosta virtaa vapaammiin pienemmällä virtausvastuksella. Tämä näkyy suoraan kiertoajassa.

Kiertoajassa olisi myös eroa 9,5 min vs 13,9 min.

Jos pumpun tehoa voi pudottaa pykälällä eli 20-30 W, niin se tekee vuodessa 50 - 75 euron säästön ja 10 vuodessa... Myös pumpun hyötysuhteen pitäisi olla 3-putkijärjestelmällä parempi, kun kaivon syvyydestä ei tingitä.
Minä saan seuraavaa
- Lämpöpumpun vuotuinen käyntiaste 30% = liuospumpun vuotuinen käyntiaika on 2628h
- Sähkön hinta 0,11E/kWh

2628h/v*0,025kW = 65,7 kWh/v
65,7 kWh/v*0,11E = 7,2 E/v
Hyvä, että tarkistit. Tässä minulla oli kaavavirhe.

ATS

Miten muuten liuoksen lämpökapasiteetin parantaminen vaikuttaisi hyötysuhteeseen? Kuinka laihaan kossuseokseen uskaltaa mennä? Jos määräävänä tekijänä pidetään edelleen delta T 3 astetta, niin lämpökapasiteetin kasvattaminen pienentäisi virtausnopeutta.

Pitää tehdä vielä jossain välissä laskelmat 4*32 mm putkelle. Muovitechilla on tuollainen "Tuotenro 2000-2019 PEM 32x2,0 PN8 SDR17". Sen seinämävahvuus on jopa ohuempi kuin 40 mm putkella. Vaikuttaa lupaavalta. Pitää piirtää kuva ja katsoa mahtuuko sellainen 115 mm reikään. Keruuputken vaipan pinta-alan maksimointi on hyvä idea. Kiitos tuosta ruotsalaisen tutkimuksen linkistä.

[seppaant]

pta

- Mitä ominaislämpöä käytit 30% etnoliliuokselle?
* 3,508041 kJ/kgK ja tiheys 0,93682 kg/l. (Naturetilla laskien olisi tiheydeksi tullut 0,945 kg/l)

Mistä olet saanut nuo arvot?
Olen itse yrittänyt etsiä näitä tietoja mutta huonolla menestyksellä.

Olen laskenut 4C:ssa 28 p-% liuokselle
- 3,712 kJ/kgK
- 3,586 kJ/lK
- Tiheys 0,966 kg/l

Ovatko oikein

ATS

[pta]

Ei nuo minun eikä sinunkaan arvot olleet sinne päinkään jos niitä vertaa tämän tutkimuksen taulukkoon 5.1 sivulla 54
http://www.byfy.lth.se/Publikationer/1000pdf/TVBH-1018EK.pdf

Sama tekijä on ollut täälläkin asialla... Taulukko 4.3 sivu 73
http://www.swedgeo.se/upload/Publikationer/Varia/pdf/SGI-V511.pdf

Kolmas saman tekijän tuotos Taulukko 4.1, sivu 55:
http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:12169/FULLTEXT01

Tämä kolmas on paras. Nuo arvot vain exceliin ja siitä extrapoloimaan
Oli tuossa kolmannessa kyllä itsessäänkin noita graafeja esim 4.1 ja 4.2 sivu 59.

[seppaant]

Nyt on ekstrapoloitu

pta
Mistä sait allaolevat luvut

- Mitä ominaislämpöä käytit 30% etnoliliuokselle?
* 3,508041 kJ/kgK ja tiheys 0,93682 kg/l

Minä kun laskin tämän sinun viimeisen linkkisi mukaan.
Thermophysical Properties of
Aqueous Solutions Used as
Secondary Working Fluids
Doctoral Thesis
By
Åke Melinder
Division of Applied Thermodynamics and Refrigeration
Dept. of Energy Technology
School of Industrial Engineering and Management
Royal Institute of Technology, KTH
Stockholm, Sweden 2007
TRITA REFR Report No 07/60
ISSN 1102-0245
ISRN KTH/REFR/07/60-SE
ISBN 978-91-7178-707-1

Sain omalle maaviinalle  seuraavat arvot
- tiheys 20C = 0,958 kg/dm3 (mitattu)
- pitoisuus 27,5 p-%  (laskettu edellisestä)

Keskimääräinen käyntiaikapainotettu keruuliuoksen tulolämpötila on ollut 3,6 C

Tiheys (3,6C) = 0,967 kg/dm3
Ominaislämpö (3,6C, 27,5 p-%)
 = 4,230 kJ/kg
 = 4,090 kJ/dm3

ATS

[seppaant]

pta kyseli seuraavaa

Miten muuten liuoksen lämpökapasiteetin parantaminen vaikuttaisi hyötysuhteeseen? Kuinka laihaan kossuseokseen uskaltaa mennä? Jos määräävänä tekijänä pidetään edelleen delta T 3 astetta, niin lämpökapasiteetin kasvattaminen pienentäisi virtausnopeutta.

"Åke Melinder, Tukholma 2007" selvityksen mukaan
Jos pitoisuus pudotetaan 30-->20 p-%:iin, niin

-Ominaislämpö kasvaa 4,02--<4,25 kJ/dm3
-Tiheys kasvaa            0,965-->0,976 kg/dm3
-Jäätymispiste kasvaa  -20,5-->-11C

Ominaislämmön maksimi on n. 15 p-% kohdalla, mutta jäätymispiste on vain -7,4C.
Tämä on jo liian korkea arvo
-11C jäätymispiste ehkä vielä menee, mutta se ei salli minkäänlaisia häiriöitä keruuliuoksen kierrossa, eikä keruuliuoksen tulolämpötila saa olla alle nolla astetta.

ATS

[Matias]

Mitenhän lämpö siirtyy kiinteässä aineessa?Tarkoitan maaperää tai kalliota ja sellaisissa olosuhteissa ettei ilman tai veden painovoimainen  konvektio(tms) pääse vaikuttamaan.Voiko lämpö siirtyä johtumalla ylhäältä alaspäin?
Mulla on 3kpl Ds1820 anturia maassa lämmönkeruukentässä ja lukemat menee omituisesti.
-100cm syvyydessä on -0,4C
-85cm syvyydessä on 0,0C
-70cm syvyydessä on -0,3C
anturit on samassa linjassa pystysuunnassa 15cm välein savessa.
Lämpötilat oli "normaaleja" vuoden loppuun saakka,joko samat tai ylhäällä kylmempi ja alempana lämpimämpi,tosin lämpötilaerot oli asteen osia.
Kun vuodenvaihteessa lämmönkeruuputkien lähellä maa jäätyi niin senjälkeen nuo lukemat muuttui siten että keskimmäinen (-85cm) anturi on jatkuvasti lämpimin ja ylempänä ja alempana kylmempää.
Vai olisko keskimmäinen anturi alkanut näyttää omiaan?

[JariA]

Mitenhän lämpö siirtyy kiinteässä aineessa?

(...)

-100cm syvyydessä on -0,4C
-85cm syvyydessä on 0,0C
-70cm syvyydessä on -0,3C
anturit on samassa linjassa pystysuunnassa 15cm välein savessa.
Lämpötilat oli "normaaleja" vuoden loppuun saakka,joko samat tai ylhäällä kylmempi ja alempana lämpimämpi,tosin lämpötilaerot oli asteen osia.
Kun vuodenvaihteessa lämmönkeruuputkien lähellä maa jäätyi niin senjälkeen nuo lukemat muuttui siten että keskimmäinen (-85cm) anturi on jatkuvasti lämpimin ja ylempänä ja alempana kylmempää.
Vai olisko keskimmäinen anturi alkanut näyttää omiaan?

Tämä on mielenkiintoinen ja hauska mittaus!

Lämpötilaerot tasoittuvat siten, että lämpöenergia siirtyy lämpimästä kylmempään.

Mitatut lämpötilaerot ovat niin pieniä, että ne taitavat mennä mittausvirheen sisälle. Voi myös olla että 15 cm syvyysero antureiden välillä ei muutenkaan toisi kovin suuria lämpötilaeroja esille. Lisäksi tulee mieleen, että tänä talvena lumi satoi aikaisin, ja koska lumi toimii lämmöneristeenä se hidastaa maan jäähtymistä ja entisestään pienentää lämpötilaerojen kasvua maaperässä.

Kuinka lähellä keruuputkea nuo anturit ovat ja onko keruuputki syvemmällä kuin 100 cm? Entä ovatko anturit lähellä keruuputken sellaista osaa, jossa virtaa pumpulta tuleva kylmä liuos? Ja meneekö pumpulta maahan alle 0 asteinen liuos?

Jos keruuputki on antureiden alla, niin voisi ajatella tapahtuneen niin, että lähellä keruuputkea yli 100 cm syvyydessä maaperä on jäätynyt.
Putken ja maan pinnan välissä olisi juuri siinä 85 cm syvyydessä hieman lämpimämpi kerros ja maanpintaa kohden mentäessä taas lämpötila on kylmempi koska pakkasilma jäähdyttää maan pintakerrosta (tai maan pintakerros lämmittää ilmaa/säteilee lämpöä avaruuteen).

Mr.Softan routamittauksessa anturit on upotettu 30 cm välein 20, 50 ja 80 cm syvyyksiin. Mitatut erot ovat vähän isommat, mutta varsin hitaasti maaperä sielläkin jäähtyy:

http://www.mrsoft.fi/routa.htm

[Matias]

Lämpötilaerot tasoittuvat siten, että lämpöenergia siirtyy lämpimästä kylmempään.

Onko kiinteillä aineilla ainoastaan lämpötilaero mikä määrää lämpövirtauksen suunnan?Eli sillä ei ole merkitystä onko lämpimämpi kerros ylä- tai alapuolella?Tai sivuilla.
Eteneekö lämpövirtaus suoraviivaisesti jos väliaineen koostumus on sama.

Kun jotenkin on iskostunut käsitys että esim metallissa lämpö siirtyy aina ylös eniten,sivuille hieman vähemmän ja alaspäin hyvin huonosti.
Ainakin kun kupariputkea lämmittää pillillä niin kannattaa pitää lämmityskohdan alapuolelta kiinni ettei näpit pala.Tosin siinä varmaan lämmön siirtymiseen vaikuttaa ilman lämpeneminen ja ilmavirtaus vie lämpöä ylöspäin

Keruuliuos pysyi tammikuun ensimmäiset viikot vakiona siten että maasta tuleva liuos oli aina tasan nolla-astetta.Asiaa puitiin silloin ja ilmeisesti kyseessä oli ns Faasi-ilmiö joka lämmitti keruuliuosta niin kauan kuin  maa jäätyi keruuputken ympärillä.Tammikuun viimeisellä viikolla alkoi maasta tuleva liuos taas painua nollan alapuolelle mutta jotenkin muodostui 0,3 asteen lämpimämpi kerros 85cm syvyyteen.Keruu maasta on nyt jotain -1,4 alimmillaan käyntijakson lopussa.
Maan jäähtymishistoriaa meidän tontilla
         Joulukuu 2010                  Tammikuu 2011
   

[Kale]

Ei kiinteässä aineessa lämmönjohtumiseen painovoima vaikuta. Ainoastaan lämpötilaero saa lämmön "liikkumaan" aineessa.