Maasoojuspumbad

Selleks, et maasoojuspump, rahvakeeli maaküte, töötaks probleemideta, paigaldatakse maasoojuspumba kollektor 1 – 1,2 meetri sügavusele. Kui maakollektor paigaldatakse liiga sügavale, võib tekkida oht, et maapind ei jõua soojematel perioodidel „taastuda“ kütteperioodist. Päikeseenergia soojendab ainult maapinna pealmist pinnasekihti, millest tulenevalt on oluline, et maakollektori paigaldusel jälgitaks täpselt, kui sügavale kollektor paigaldatakse.

Lisaks paigaldussügavusele on äärmiselt oluline, et jälgitaks ka pinnasetüüpi kollektori pikkuse dimensioneerimisel. Maaküte ei saa toimida efektiivselt, kui on eiratud süsteemi efektiivseks toimimiseks ettenähtud kollektori pikkust.

Maakollektori paigaldusel kasutatakse plastiktoru 40×2,4 PN 8. Vastava toru jooksev meeter mahutab ca ühe liitri külmakande vedelikku.

Maakollektori omavaheline kaugus peaks olema vähemalt 1 meeter. Kui omavahelised kaugused jäetakse lühemad, võib tekkida oht, et kütteperioodil “saab maapinnas soojus otsa,” ning soojuspump on sunnitud võtma appi lisaelektri energia. See tähendab, aga märgatavat lisakulutust soojuspumba omanikule.

Krundi vajalik suurus sõltub mitmest asjaolust. Rusikareegel ütleb seda, et 3 meetrit maakollektorit vajab ca 3,6 ruutmeetrit krundi pinda. Maakollektori jooksvate meetrite hulga arvestamisel tuleks arvesse võtta ka seda, mis pinnasega tegu on. Näiteks kuiva ning liivase pinna puhul saame ca 10 vatti jooksva meetri kohta. Aga näiteks vesiliiva puhul saame meetri kohta ca 20 vatti soojusenergiat. Loomulikult sõltub maakollektori jooksvate meetrite arv ka maja küttekoormusest ning vastava maasoojuspumba võimsusest, mida planeeritakse paigaldada.

Suuremate objektide puhul, kus kontuuri jooksvad meetrid ulatuvad tuhandetesse meetritesse, tuleks maakontuurile lisada kollektorkaev. Kollektorkaev ühendatakse maassoojuspumbaga läbi magistraaltorude ning kaev jaotab maakontuuri võimalikult ühtlaselt mitmeks erinevaks kontuuriringiks. Soovitatav oleks mitte dimensioneerida ühte kontuuriringi pikemaks kui 400 meetrit, kuna kontuuri takistus võib minna liiga suureks.

Maakollektori ühe liini pikkus ei tohiks olla üle 450 meetri vältimaks liigset takistust. Kui maakollektori ühe liini pikkus dimensioneerida üle, tekib olukord, kus maasoojuspump (täpsemalt soojuspumbas olev tsirkulatsioonipump võib jääda nõrgaks ning tuleb välja vahetada suurema tsirkulatsioonipumba vastu. See on aga jällegi lisakulu nii investeeringu kui ka jooksva elektrikulu mõistes ning planeeritud maaküte ei saavuta oodatud efektiivsust.

Vältimaks takistuse liigset kasvu, on mõistlik jagada maakontuur vastavalt vajadusele mitme võrdse pikkusega maakontuuri liini vahel. Liinid seotakse omavahel (oleneb puhtalt sellest, mitme liini vahel tuleb maakontuur ära jagada) spetsiaalsete kollektoritega ning kollektorkaevudega. AIT-Nord OÜ kasutab sellest Saksamaa tootja FRANK GMBH toodangut.

Pakume lahendusi alates kahest kontuuriringist kuni mitmekümneni välja. Kasutame kõrgkvaliteetsest plastikust rotameetritega varustatud kollektoreid ning kollektorkaeve. Tegemist on äärmiselt mugavate ning praktiliste lahendustega, mis järjest enam populaarsust koguvad.

Kollektoreid ning kollektorkaeve on äärmiselt lihtne süsteemi ühendada, puudub vajadus eraldiseisva isoleerimise järele ning kerge vaevaga saab erinevate kontuuriliinide vooluhulgad tasakaalustatud.

Pinnase eripärad mõjutavad eeskätt paigaldatava maakollektori pikkust. Mida niiskem on maapind, seda vähem jooksvaid meetreid maakollektorit paigaldama peab. Näiteks kuiva liivapinnase puhul ei tasuks arvestada rohkem kui 10 vatti jooksva meetri kohta. Kui meil on aga tegemist äärmiselt niiske liivapinnasega, võib jooksva meetri pealt kätte saada lausa 20 vatti. Seega vahe võib olla lausa kahekordne. Seepärast soovitame alati konsulteerida ekspertidega enne kui maasoojuspump ning sellega seonduvad tööd ning materjalid tellitud saavad.

Maapõues on temperatuurid üsnagi konstantsed. Näiteks ca 1 kuni 1,5 m sügavusel on aastaringselt 4-12 kraadi sooja. Maapinda paigaldatud kollektori abil (horisontaalkollektor, kuid miks mitte mõelda ka vertikaalselt paigaldatava kollektori peale) ammutame maapinnast soojusenergiat tsirkuleerides piirituselahust (soojuskandja) läbi kollektori.
Soojenenud soojuskandja tsirkuleeritakse soojuspumba aurustisse, mille tulemusel annab soojenenud soojuskandja oma soojusenergia üle soojuspumbas tsirkuleerivale külmaagensile. Selle tulemusel külmaagens aurustub ning liigub edasi kompressorisse. Kompressoriga tõstetakse külmaagensi rõhku ning paralleelselt tõuseb ka külmaagensi temperatuur.

Kõrgendatud rõhu all olev külmaagens annab seejärel soojuspumba kondensaatoris oma soojusenergia üle köetava hoone küttesüsteemile ise selle tulemusel jahtudes. Seejärel liigub tsükkel juba paisventiili, mis alandab külmaagensi rõhku ning paralleelselt langeb ka külmaagensi temperatuur. Külmaagens veeldub ning on valmis kordama ülal mainitud töötsüklit.

Seega tarnib maasoojuspump maapõues oleva soojusenergia hoone küttesüsteemile kasutades vahelduvat aurustamise ning kondensatsiooni tsükleid. Maasoojuspump töötab sarnaselt külmkapiga. Külmkapi puhul toimetame lihtsalt soojusenergia külmkapi sisemusest väljapoole (kasutades jahutamiseks spetsiaalseid soojusvaheteid).

Kahtlemata on põrandaküte kõige parem valik kui kaalume soojuspumba liitmist küttesüsteemi. Samas on väär müüt, mille kohaselt ei ole maasoojuspump radiaatorkütte puhul efektiivne. Printsiibis on ju põrandaküte efektiivne justnimelt seetõttu, et pind, läbi mille hoonet köetakse on äärmiselt suur (põhimõtteliselt kogu põrand on üks suur radiaator). Kuna küttekeha (antud juhul kogu põrand) pind on suur, ei vaja me väga kuuma küttevee temperatuuri tagamaks nõutud sisetemperatuuri.

Radiaatorkütte puhul on oluline valida suure veemassiga radiaatorid. Nii saame samuti küttevee temperatuuri mõistlikult madalaks (näiteks külmematel perioodidel mitte üle 50 kraadi) ning sellest tulenevalt töötab maasoojuspump efektiivselt. Näiteks väiksemate eramute puhul (maasoojuspump võimsusega kuni 10 kW) suudab Alpha-innoTec´i maasoojuspump töötada soojusteguriga (COP) lausa 3,8!

Maasoojuspumbad töötavad vastavalt automaatika poolt etteantud prioriteetidele. Reeglina on esmaseks prioriteediks tarbevee soojendamine. Samas saab automaatikas seadistada prioriteete ning rakendada soojuspumpa vastavalt eelistustele. Seega andes käskluse basseini kütmiseks, rakendub maasoojuspump basseiniküttele.

Basseini kütmiseks on tarvilik ka soojusvaheti, mis peaks olema dimensioneeritud vastavalt basseini soojuskoormusele ning soojuspumba kütmisvõimsusele. Mõistlik delta T oleks soojuspumba poolel 5 Kelvinit.

Maasoojuspump töötab suurepäraselt ka koostöös puukatlaga. Üheks väga levinud küsimuseks klientide seas on see, et kas ma saaks olemasolevat akumulatsioonipaaki ära kasutada soojuspumbaga või peaksin soetama ka eraldiseisva akumulatsioonipaagi. Ühene vastus siinkohal puudub. Kõik oleneb sellest kui suur on olemasolev akumulatsioonipaak ning kui võimas on olemasolev puidukatel.

Kui akumulatsioonipaak on liiga väike ning lisaks puidukatlale ühendame paaki ka maasoojuspumba, tekib olukord kus soojuspump võib hakata ülerõhu häiresignaali andma (eriti külmematel perioodidel, mil küttevee temperatuurid on juba suhteliselt kõrged). Miks see nii on?

Maasoojuspump saab oma tööjuhised puhtalt juhtimisautomaatikalt. Automaatika toimib niiöelda reageerivalt. Maasoojuspump töötab vastavalt seadistatud reziimile. Kui nüüd äkitselt teha puidukatlasse tuli alla, võib juhtuda see, et akumulatsioonipaagis tõuseb temperatuur liialt kiiresti ning soojuspumpa sisenev küttevee järsult tõusnud temperatuur võib ajada soojuspumba ülerõhu häiresse.

Kui aga akumulatsioonipaak on piisavalt suure mahuga, saab soojuspumba liita ka olemasolevasse akumulatsioonipaaki.
Kui olemasolev akumulatsioonipaak ei ole piisava mahuga ning esineb kahtlus tulevikus potensiaalselt tekkivate ülerõhu häirete osas, oleks mõistlik lisada koos soojuspumbaga süsteemi ka eraldiseisev akumulatsioonipaak soojuspumbale. Hüdrauliliselt ei ole siin midagi keerulist ning vana puidukatel koos akumulatsioonipaagiga jäävad samuti alles niiöelda alternatiivseks varuväljapääsuks.

Eraldiseisva akumulatsioonipaagiga toimib süsteem nii, et kui katlasse tuli alla tehakse ning vanas akumulatsioonipaagis temperatuur tõuseb vastavalt automaatikas seadistatud temperatuurini, lülitab maasoojuspump enda kompressori välja ning tsirkulatsioon jätkub läbi vana akumulatsioonipaagi. Kui tuli katlas raugema hakkab ning temperatuur kukub, teavitab andur sellest meie automaatikat, mis omakorda annab signaali soojuspumbale uue töötsükli alustamiseks.

Maakollektor tuleb kindlasti maja vundamendi läbiviigus ning vahetus läheduses korrektselt isoleerida vältimaks külmumist vundamendi vahetus läheduses, mis võib viia külmumispurustusteni. Maakollektor tuleks isoleerida ca kahe meetri ulatuses vundamendist.

Mõistlikuks keskmiseks töötsükli pikkuseks võiks olla näiteks 30 minutit. Töötsükli keskmise pikkuse saame võttes aluseks aastase perioodi. Tehes vastavad arvutustehted – saamegi ühe keskmise töötsükli pikkuse. Mõistliku pikkusega töötsüklid on saavutatavad kasutades akumulatsioonipaaki, mida ka alati oma klientidele soovitame.

Horisontaalse kollektori suureks miinuseks on see, et sellele on vaja üsnagi märkimisväärse suurusega maatükki. Alal, kuhu on paigaldatud horisontaalne kollektor, ei saa planeerida kõrghaljastust. Maa-ala, kuhu horisontaalne kollektor paigaldatud on, peaks olema haljasala, kust talviti lund ära ei lükata. Kuna lumekiht on suurepärane isolaator, aitab see maapinnases olevat soojusenergiat hoida.

Arvestada tuleks mitmete piirangutega:

Kõrghaljastust kollektoriga koormatud alale rajada ei saa;
Tuleviku plaanid maja juurdeehitusteks tuleks enne horisontaalse kollektori paigaldamist läbi mõelda. Kollektoriga koormatud alale juurdeehitisi planeerida ei saa;
Peale kollektori paigaldamist tuleks lasta maapinnal kuni 2 aastat vajuda enne kui lõplik haljastamine ette võtta.

Liiga sügavale paigaldamisel tekib oht, et soojemal perioodil ei suuda päike, sademed ning soojenenud välisõhk maapinda piisavalt ette valmistada uueks kütteperioodiks ning sellest tulenevalt ei suuda maasoojuspumbad tagada soovitud efektiivsust.

Kütteperioodil ammutab maaküte kollektorite abil maapõuest soojusenergiat. Ka maaküte peab alluma füüsika seadustele, mille kohaselt tuleb ammutatud soojusenergia kuidagi maasse „tagasi panna.“ Kui maakollektori puhul on järgitud paigaldusnõudeid, suudab maapind kütteperioodist taastuda ning piisavalt soojusenergiat uueks kütteperioodiks akumuleerida. Kui aga maakollektor on liialt sügaval, ei jõua päikesest, välisõhust ning sademetest saadav soojusenergia kollektorini ning uue kütteperioodi alguses ei ole maapind piisavalt taastunud ning seega peab maasoojuspump hakkama olulisel määral juurde tarbima lisaenergiat (reeglina elektrienergia / kombineeritud lahenduste puhul näiteks kütteõli / gaasi / puitu / pelletit jne).

Oleneb puhtalt kui pikalt maakollektorit paigaldada tuleb. Näiteks 6 kW maasoojuspump tahab reeglina ca 350 kuni 450 meetrit maakollektorit. Sellise mahu puhul võtab maakollektori paigaldus aega kuni 2 päeva. Juba täpsema info saamiseks soovitame pöörduda AIT-Nord müügimeeskonna poole.

Kui horisontaalse kollektori jaoks ei ole piisavalt pinda või kui puudub soov kogu aiamaad üles kaevata, pakuksime alternatiivina välja vertikaalsed energiakaevud.

Maaküte ning energiakaevud – vastavalt maja küttekoormusele dimensioneeritakse energiakaevud. Ühe puuritud meetri kohta saame ca 40-50 vatti soojusenergiat (mis on ca 3-4 korda rohkem võrreldes horisontaalse kollektoriga). Energiakaevude puurimiseks tuleks kohalikult omavalitsuselt taotleda luba, mille osas kindlasti saame teile abiks olla
.
Vastavalt piirkonna geoloogilistele iseärasustele määratakse kui sügavale saab puurida (lisaks kui sügavate energiakaevude puurimiseks üldse omavalitsuselt luba antakse) ning kui mitu energiakaevu puurida tuleks.
Energiakaevu sisse paigaldatakse 40mm läbimõõduga plastiktoru, mis uputatakse põhjaraskusega kaevu sisse. Energiakaevu sisemus kas betoneeritakse kinni või kasutatakse spetsiaalseid muhve, millega eraldatakse erinevad põhjavee horisondid teineteisest tagamaks selle, et erinevad veekihid omavahel ei seguneks.

Energia kaev on oma läbimõõdult kuni ca 160 mm. Kaevudes asetsevad plastiktorud tuuakse kokku kasutades selleks spetsiaalseid kollektoreid ning kokku toodud kontuurid (teise sõnaga magistraal) viiakse juba soojuspumbani.
Maaküte energiakaevudega on kahtlemata soodsamate püsikuludega (kui võrrelda horisontaalse kollektoriga), kuid see-eest on esmainvesteering kulukam.

Puurimistööde hind sõltub vägagi palju piirkonna geoloogilistest iseärasustest (näiteks kui pikalt esineb pudedat pinnast, mida manteldama peab).

Soovitame teha väike lisainvesteering (ca 120 eurot ) ning lasta paigaldada üle-ning alapingerelee kaitsmaks soojuspumpa voolukõikumiste eest. Voolukõikumistest tulenevad kahjustused reeglina garantii alla ei kuulu ning sellest tulenevalt oleks kliendil mõistlik end voolukõikumistest tulenevate riskide eest kaitsta. Vastasel juhul võib teie hoolikalt paigaldatud maaküte saada ootamatu lõpu osaliseks.