Energiakaivojen mitoitukseen vaikuttavat tekijät



Samankaltaiset tiedostot
Valokuva: Aalto-yliopistokiinteistöt Otaniemen geoenergiapotentiaali

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Raportti 1 (7) Länsi-Suomen yksikkö Herukka Oulu ( ) Kokkola Annu Martinkauppi ja Petri Hakala 27.8.

Suomen geoenergiavarannot. Asmo Huusko Geologian tutkimuskeskus GTK

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

Mynämäen kaivon geoenergiatutkimukset

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

Geoenergiapotentiaalin selvitys Tampereen, Kangasalan ja Lempäälän alueelta

GEOENERGIAPOTENTIAALIN SELVITYS KOTKAN, HAMINAN, VIROLAHDEN JA MIEHIKKÄLÄN ALUEELTA

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

Geoenergia ja pohjavesi. Asmo Huusko Geologian tutkimuskeskus GTK

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

2 258 Energiaa COP Pumpun sähkö Vastussähköä Sähköä yht. Sähkölasku. - Vastuskäyttö 0 kwh 1,0 COP 0 kwh 0 kwh (= 0 EUR)

Bergansin geoenergiatutkimukset ja energiakaivokentän mallinnus

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

833 - Lisälämpövastuksen osuus sähkön kulutuksesta 0,0% 0 kwh 0 - Lämmityssähkön kulutus yhteensä vuodessa 100,0% kwh

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

Säästöä tulisi vuodessa suorasähköön verrattuna

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

Geoenergian (maa- ja kalliolämpö) hyödyntäminen rakennusten ja yhdyskuntien energiahuollossa sekä huomioiminen kaavoituksessa

-621 Rakennusten lämmitystarve neliömetriä kohden

500 - Lisälämpövastuksen osuus sähkön kulutuksesta 0,0% 0 kwh 0 - Lämmityssähkön kulutus yhteensä vuodessa 100,0% kwh

Energiapaalut. Geoenergian hyödyntäminen perustuspaalujen kautta rakennusten lämmitykseen ja viilennykseen. Hannu Vesamäki, Tuoteryhmäpäällikkö

209 - Vastuskäyttö 536 kwh 1,0 COP 536 kwh 536 kwh (= 64 EUR)

2 504 Energiaa COP Pumpun sähkö Vastussähköä Sähköä yht. Sähkölasku. - Vastuskäyttö 0 kwh 1,0 COP 0 kwh 0 kwh (= 0 EUR)

Lämmitystehontarve / Ulkolämpötila

2 779 Energiaa COP Pumpun sähkö Vastussähköä Sähköä yht. Sähkölasku

-17 Rakennusten lämmitystarve neliömetriä kohden Rakennusten lämmitystarve kuutiometriä kohden

MAALÄMMITYSLASKELMA ( keskiarvovuodelle täystehoisella pumpulla)

W/m3 10,1 Rakennusten vuotuinen lämmitystarve kwh/m2 198 m2 141 Rakennusten vuotuinen lämmitystarve kwh/m ,9

2 072 Energiaa COP Pumpun sähkö Vastussähköä Sähköä yht. Sähkölasku. - Vastuskäyttö 0 kwh 1,00 COP 0 kwh 0 kwh (= 0 EUR)

Energiaa COP Pumpun sähkö Vastussähköä Sähköä yht. Sähkölasku Vastuskäyttö 598 kwh 1,00 COP 598 kwh 598 kwh (= 66 EUR)

14,7 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 15,0 kw Täystehoinen

Geologian tutkimuskeskus GTK

716 - Lisätään käyttöveden tuottamisen osuus 0,55 kw 4 pers kwh kwh

32,4 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 33,0 kw Täystehoinen

9,1 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 9,0 kw Täystehoinen

8,4 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 5,3 kw Liian pieni

11,0 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 11,0 kw Täystehoinen

Ympäristönsuojelupäivät Janne Juvonen

7,3 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 8,0 kw Täystehoinen

8,8 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 9,0 kw Täystehoinen

7,9 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 8,0 kw Täystehoinen

7,6 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 8,0 kw Täystehoinen

9,0 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 9,0 kw Täystehoinen

15,9 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 15,0 kw Lähes täysteho

- Vastuskäyttö 0 kwh 1,0 COP 0 kwh 0 kwh 0 kwh (= 0 EUR)

15,5 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 15,0 kw Täystehoinen

Vähennetään taloussähkön tuottama lämpö 40% kwh kwh - Lisätään käyttöveden tuottamisen osuus 0,55 kw 4 pers kwh kwh

12,1 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 8,0 kw Liian pieni

14,0 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 13,0 kw Lähes täysteho

Maalämpöjärjestelmät

Aki Kilpijärvi MAALÄMPÖPUMPPUJEN MITOITUKSIEN VERTAILU

9,0 kw OMA PUMPPUTEHON VALINTASI 9,0 kw Täystehoinen

Maalämpö Vuosikymmenten lämpölähde vai ympäristöriski

Geonergia - lähienergiaa. Asmo Huusko Geologian tutkimuskeskus (GTK)

Kokeneempi. Osaavampi

Geoenergiatutkimus PORATEK GEOENERGIASEMINAARI ENERGIA Geoenergiaseminaari

Keski-Suomen geoenergiapotentiaali Huusko Asmo, Lahtinen Hannu, Martinkauppi Annu, Putkinen Niko, Putkinen Satu, Wik Henrik

Ääneniemen geoenergiapotentiaali

Geonergia osana kaupunkien energiaratkaisuja. Asmo Huusko Geologian tutkimuskeskus (GTK)

Case palotalo: Lämmitys ja viilennys geoenergialla Hankkeen erityispiirteet, seuranta ja kokemuksia ensimmäiseltä käyttövuodelta

Energiakaivo-opas. Toivo Lapinlampi, SYKE. Lämpöpumppupäivä FUR Center, Vantaa

Energiamurros: Case Savilahti

Ulla Kangasmaa Projektipäällikkö DI

Yhteensä: ,13 381,57

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Länsi-Suomen yksikkö Kokkola Oulun geoenergiapotentiaalin kartoitus

Yhteensä: ,13 381,57

Maalämpö Vuosikymmenten lämpölähde vai ympäristöriski Poratek ry. Jukka Stenberg, puheenjohtaja Tuija Hoikkala, sihteeri

Yhteensä = 62,4kWh/m PERUSTUKSEN LÄMPÖOMINAISUUDET Olettamukset

Pientalon laadunohjaus ja lämpöpumput Jussi Kummu

ENERGIAKAIVOJEN MITOITUKSEEN LIITTYVÄT TEKIJÄT

AEROMAGNEETTISIIN HAVAINTOIHIN PERUSTUVAT RUHJEET JA SIIRROKSET KARTTALEHDEN 3612, ROVANIEMI ALUEELLA

GEOENERGIAN HYÖDYNTÄMINEN LÄMMITYKSESSÄ JA VIILENNYKSESSÄ

Geoenergian hyötykäyttö suurkohteissa ja yhdyskuntasuunnittelussa

KOULUTUS, LAAJA, Maalämmön mitoitus

Geoenergiapotentiaaliselvitys Kuopion Savilahden alueelle

Pohjois-Savon kohdennettu geoenergiaselvitys

HYVÄ SUUNNITTELU PAREMPI LOPPUTULOS SUUNNITTELUN MERKITYS ENERGIAREMONTEISSA

Energiatehokas koti - seminaari

Maalämpöpumput suurissa kiinteistöissä mitoitus, soveltuvuus, toiminta Finlandia-talo Sami Seuna Motiva Oy

Lämpöpumppu- ja valaistusseminaari

Yläpohjan sellukuitulämmöneristyksen painumisen vaikutus rakenteen kokonaislämmönläpäisyyn

Enervent Oy. valmistaa ilmanvaihtokoneita Enervent Pingvin eco ED % A. yli 70 F G H I HUONO SÄHKÖTEHOKKUUS. Enervent Pingvin eco ED 3,0

KYMENLAAKSON AMMATTIKORKEAKOULU. Rakennustekniikan koulutusohjelma/ Rakennustuotanto. Joonas Ketonen MAALÄMPÖ LÄMPÖENERGIAN TUOTTAJANA

Hämeen alueen kallioperän topografiamalli

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Länsi-Suomen yksikkö Kokkola Oulun geoenergiapotentiaalin kartoitus

Kohti energiatehokasta rakentamista -seminaari Mauri Lieskoski. Case Västervik

Uusiutuvan energian yhdistäminen kaasulämmitykseen

Säätökastelu ja säätösalaojitus happaman vesikuorman ehkäisijöinä: tuloksia MTT Ruukista Raija Suomela MTT Ruukki

Vallox Oy. valmistaa. ilmanvaihtokoneita Vallox 150 Effect SE MLV (esilämmitys maalämmityspiirissä) yli 70 F G H I HUONO SÄHKÖTEHOKKUUS

-SAVON LIITTO P R F 1 1 P

IVT Lämpöpumppuratkaisut HELAVAK OY

Maa- ja kallioperämallit GTK:n näkökulmasta. Maa- ja kallioperämallit yhdyskuntasuunnittelussa ja rakentamisessa työpaja , Ossi Ikävalko

Transkriptio:

Energiakaivojen mitoitukseen vaikuttavat tekijät Nina Leppäharju FM, geofyysikko Suomen Lämpöpumppuyhdistyksen 15-vuotisjuhlaseminaari 30.10.2014 Kokoushotelli Sofia, Helsinki

SULPU:n energiakaivojen mitoitustyöryhmä Miksi? Mitoitusasiat puhututtaneet kauan ja puhututtavat edelleen Mikä tilanne Suomessa on? Millaisia perusteita ja ohjelmia käytetään? Onko tarvetta ohjeistukselle? Onko ongelmia? Otetaanko huomioon Suomen pohjoiset olosuhteet ja kallioperän ominaisuudet? Huomioidaanko vuosittaisen lämmönoton vaikutus kallioperän lämpötilaan ja sitä kautta lämpöpumpun lämpökertoimeen (hyötysuhteeseen)? Onko muissa maissa vastaavia ohjeistuksia/standardeja ja voisiko näitä soveltaa Suomen oloissa? 30.10.2014 2

SULPU:n energiakaivojen mitoitustyöryhmä Ketkä? SULPU:n jäsenyritysten edustajia, Geologian tutkimuskeskus GTK, Poratek - Suomen Kaivonporausurakoitsijat ry, Enersys Oy ja Suomen ympäristökeskus SYKE Miten? 5 kokousta pidetty (kerran kuussa) Tiedote lähetetty SULPU:n ja Poratekin jäsenille Laskelmia Tiedonhankintaa Keskustelua 30.10.2014 3

Työryhmän alkuperäinen lista Mitkä asiat saattavat vaikuttaa energiakaivon mitoitukseen? 1. kwh/m,a 2. W/m 3. Latauksen vaikutus 4. Vastemittaus eli TRT-mittaus 5. Sukitus / kaivon täyttö esim. bentoniitilla 6. Kollektorin merkitys (2-, 3-, 4- putkinen, koaksiaali ) 7. Lämmönsiirtoneste 8. Lämpötilatasot 9. SCOP-laskenta 10.Aktiivisyvyys 11. Maaporaus 12. Maantieteellinen sijainti 13.Ajallinen tasaantuminen 14.Reikävirtaukset 15.Kollektorikytkennät 30.10.2014 4

Miten tästä eteenpäin? Pyydettiin esimerkkimitoituslaskelmat Käsitellään nimettöminä Miten ala toimii tällä hetkellä? Kuinka yhteneväisiä mitoituskäytännöt ovat? Onko ongelmia? Tehtävänanto: 25 000 kwh/a, josta 4 000 kwh lämmintä käyttövettä 2 paikkakuntaa: Helsinki ja Rovaniemi 35/30 (lattialämmitys) ja 55/45 (patterilämmitys) 70 % osatehomitoitus ja 100 % täystehomitoitus = Yhteensä 8 mitoituslaskelmaa / laskija 30.10.2014 5

5 esimerkkilaskelmaa eri toimijoilta Käytetty alalla yleisesti käytössä olevia mitoitusohjelmia (lämpöpumppuvalmistajien omia) Kaivon syvyys keskimäärin Helsingissä 169 m ja Rovaniemellä 184 m Vaihtelua löytyy: suurin vaihtelu yli 80 m keskiarvo vajaa 50 m kwh/m kwh/m-keskiarvot Helsinki kwh/m 35/30, 70 % 123 55/45, 70 % 113 35/30, 100 % 98 55/45, 100 % 101 kwh/m Rovaniemi kwh/m 35/30, 70 % 98 55/45, 70 % 100 35/30, 100 % 92 55/45, 100 % 94 n. 110 kwh/m n. 95 kwh/m 30.10.2014 6

Arviointi Verrataan tuloksia tarkempien mallinnusohjelmien (mm. ruotsalainen EED ja numeeriset mallit) tuloksiin Onko arvoissa korjattavaa? Ongelmia? Voidaanko antaa kwh/m,a- ja W/m-arvot (suositeltava vaihteluväli) esim. 5 eri vyöhykkeelle Suomessa? Olisiko ohjeistuksesta hyötyä alan toimijoille ja esim. omakotiasujille? 30.10.2014 7

Alueelliset erot Maankamaran lähtölämpötila Geoterminen gradientti eli lämpötilan nousu maankamarassa syvemmälle mentäessä Suomessa noin 1 1,5 C / 100 m Kivilaji ja kallioperän lämmönjohtavuus eli lambda-arvo Suomen kivilajien keskiarvo n. 3,2 W/(mK) Yleensä 2 4 W/(mK) Maaporauksen osuus eli irtomaakerroksen paksuuden huomioiminen Aktiivisyvyys eli pohjaveden pinta Maanpinnan keskilämpötila Lähde: Nina Leppäharju, 2008 30.10.2014 8

Lämpötila [ C] Lämpötila [ C] Energiakaivon lämpötilan kehitys 10 10 Lähtölämpötilan/sijainnin Lämmönjohtavuuden vaikutus 8 6 8 6 4 4 2 2 0 0 5 10 15 20 25-2 0 5 10 15 20 25-2 -4-4 -6 1 x 146 m, lambda 3, 18620 kwh/a kaivosta 1 x 146 m, lambda 3, 18620 kwh/a kaivosta Lambda 2,5 Rovaniemi Lambda 3,5-8 -6 Käyttövuosi Käyttövuosi 30.10.2014 9

Elinkaaritarkistelu energiakaivojen mitoittamiseen Energiakaivon lämpötilan laskeminen vaikuttaa suoraan sähkölaskuun Alkuinvestoinnin sijaan tulisi laskea kokonaishyöty/-kulut käyttövuosien aikana Usein lisämetrien poraaminen kannattaa! Energiakaivo ei jäädy helposti Konvektio Lievät alimitoitukset jäävät helposti huomaamatta Usein ongelmana myös väärät lähtötiedot, mm. aliarvioitu energiantarve 30.10.2014 10

Energiakaivokentät ja vinokaivot Käytettävä eri mitoitusperiaatteita Kaivojen vaikutus toisiinsa Huomioiminen on kriittisen tärkeää! Vinokaivot ongelmallisia, jos kaivot lähellä toisiaan Kaivojen yläosissa suuri jäätymisvaara Oikein mitoitettuna hyvä vaihtoehto! Kuva + kansikuvat: Ilkka Martinkauppi, GTK 30.10.2014 11

Kuvat: Kimmo Korhonen, GTK 30.10.2014 12

Kiitos! GTK:n geoenergiatutkimukset ja palvelut / Nina Leppäharju 30.10.2014 13