Maalämpökenttä ruuvimenetelmällä

Maalämpö on maaperästä tai vesistöstä maalämpöpiirin ja maalämpöpumpun yhdistelmällä kerättävää geotermistä energiaa. Tämä uusiutuva energia on peräisin auringon lämpösäteilystä tai syvemmällä maaperässä toimivien reaktioiden synnyttämää. 

Aikaisempia maalämmön käyttöönoton tapoja ovat olleet porakaivomenetelmä ja vaakatasoinen lämmönkeruupiiri. Telapari esittelee uuden, mullistavan menetelmän maalämmön hyödyntämiseen ruuvipaalujen avulla. Menetelmälle on haettu patenttia.

Ruuvipaalumenetelmä on uusi tapa ottaa maalämpö käyttöön

Telaparin maalämmön ja ruuvipaalutuksen yhdistävässä innovaatiossa maahan asennetaan energiapaalu täysin ilman maaperään jätettäviä teräsputkia. Putket porataan maahan ja ruuvipaalun kärkiosa jää ankkuroimaan keruupiiriä, keruupiirin asentamisessa käytettävät asennusputket vedetään pois ja niillä asennetaan seuraavat putket.

Asennusputki jättää asennettaessa maahan reiän joka täytetään kivituhkalla tai betonilla. Pystysuuntainen keruupiiri on näin suoraan kosketuksessa maaperään. Ruuvipaaluilla voidaan ottaa maalämmön käyttöön paksu kivetön maaperä.

Telaparin energiaruuvipaalumenetelmällä on mahdollista säästää huomattavasti enemmän kuin kallioon porattavalla porakaivolla, jossa putket ovat yhteydessä pohjaveteen. 

Ruuvipaalu on myös tehokkaampi ottamaan maalämpöä ja luovuttamaan hukkalämpöä kuin vaakatasoon asennettavat maalämpökeräimet, koska vaakatasossa pintamaa on useimmiten kuivempaa ja johtaa huonosti lämpöä syvemmällä maaperä on tiiviimpää ja kosteampaa joten se johtaa lämpöä paremmin. Ruuvipaaluilla pystyasentoon tehty piiri vie myös vähemmän tilaa tontilla kuin vaakatasoinen. 

Tehokas lämmönjohtokyky viilentää huoneilmaa kesällä ja lämmittää maata talvea varten

Lämmityskauden aikana maalämpöpumppuun yhdistetty ruuvipaaluista koostuva piiri nostaa maahan kerääntynyttä lämpöä ja kesäisin voidaan hyödyntää maaviileää kun hukkalämpöä johdetaan kenttään. Hukkalämmön talteenottaminen maaperään elvyttää kenttää talvea varten. Kostea maaperä on kosketuksissa maapiiriin ja johtaa lämpöä tehokkaasti.

Menetelmällä voidaan hyödyntää syvän maaperän savea, joka kerää paremmin lämpöä talteen kuin esimerkiksi kallioinen maaperä. Maaperän syvyys johon ruuvipaalutusta voidaan käyttää alkaa jo 6 metristä ja asennusta voidaan jatkaa yli 20 metrin syvyyteen jatkoputkilla.

Ruuvipaalu on vaihtoehto pehmeän maaperän ottamiseen maalämmön käyttöön sillä se soveltuu:

• Kivettömään maaperään.
• Harjuun, jossa on paksu hiekkakerros ilman isoja kivenlohkareita.
• Hiekkapohjalle.
• Suo, savi, siltti.
• Alueille joissa on paksu kivetön maakerros kuten saneerauskohteet, kentän voi tehdä piha-alueelle. 

Ruuvipaaluihin perustuvan maapiirin rakentaminen

Ruuvipaalutuksella maalämmön käyttöönotto koostuu seuraavista vaiheista:

1. Maaperä tutkitaan ruuvipaalujen käyttömahdollisuuksien varalta. Maaperästä mitataan kivettömän kerroksen paksuus kairaamalla. Jos maaperästä on tehty jo aikaisempi tutkimus voidaan ruuvipaalutus aloittaa suoraan.  
2. Suunnitellaan maapiirin tarvittavien putkien määrä ja niiden asennussyvyys sekä maalämpöpumpun sijoittaminen rakennukseen tai sen ulkopuolelle.
3. Ruuvipaalujen asentaminen, kenttien kaivaminen ja asennus sarjaan tai rinnankytkennällä.
4. Putkikenttä yhdistetään maalämpöpumppuun. 

Ruuvipaalujen putkien asennustavasta:

• Keruuputket asennetaan ruuvipaalun avulla kivettömään maaperään alkaen 6 metristä jatkuen yli 20 metriin jatkoputkilla. Ruuvipaalussa on irtokärki, joka jää keruuputkelle ankkuriksi, kun asetinputki otetaan pois.
• Asetinputki voidaan asentaa myös lyömällä tai täryyttämällä, mutta ruuvaamalla kärjen vältytään asennusaikaisilta tärinälta ja melulta,  kärkiosa jää ankkuroimaan keruuputkea.
• Keruuputkien kontakti maahan varmistetaan täyttämällä asetinputki kivituhkalla tai tarpeen mukaan betonilla ennen asetinputken poistamista täyte jää ympäröimään keruuputkia. Betoni toimii kuitenkin eristeenä ja voi heikentää maan lämmönsiirtymisen kykyä verrattuna kivituhkaan.
• Asetinputket vedetään pois ja säästetään maahan jätettävien teräsputkien hinta maapiirin kokonaiskustannuksista.
• Asennuksen jälkeen keruuputket kytketään joko sarjaan tai rinnan. Rinnakkaisia keruuputkia voi olla esimerkiksi 10 kpl ryhmässä.

Maalämpöpaalumenetelmän edut verrattuna porakaivoihin ja vaakatasoisiin maalämpökenttiin 

Uusi ruuvipaalu maalämpö säästää kuluissa huomattavasti enemmän kuin porakaivoihin tai vaakatasoon asennetut maalämpökeräimet. Energiapaaluihin verrattuna ruuvipaalu ei jätä maaperään teräsputkia. Kesäisin voidaan käyttää maaviileää kun hukkalämpöä johdetaan maaperään talteen tulevaa talvea varten. 

Porakaivoon verrattuna ruuvipaalu on tehokkaampi koska keruuputki on suoraan kosketuksessa maaperään pohjaveden sijaan. Tiiviimmällä maalla on parempi lämmönjohtokyky. Maaperän läpi porattavat metrit ovat myös kalliimpia porakaivomenetelmässä koska maaperän osuus vaatii suojaputken.

Maalämpöpaalu on pystysuuntainen maalämpökeräin ja vie huomattavasti vähemmän tilaa kuin vaakatasoinen. Vaakaputkiasennuksessa pintamaa on yleensä kuivempaa ja huonosti lämpöä johtavaa. Vaakaputkimenetelmässä pihalle tehtävät toimenpiteet ovat runsaammat kuin maalämpöpaalulla. Maalämpöpaalu sopii hyvin saneerauskohteisiin, joissa on paksu kivetön maakerros.

Ruuvipaalulla maalämpö voidaan kytkeä osaksi hybridilämmitystä, jolloin lämpöpumppu saa energiaa esimerkiksi jätevedestä, ilmastoinnista, auringosta, hukkalämmöstä, maalämmöstä ja näiden yhdistelmistä.

Telaparin Maalämpöpaalu on:

• Halvempi kuin porakaivomenetelmä jos ennen kalliopintaa on paksu kivetön maakerros.
• Jo 10 metrin syvyydellä hyvä vaihtoehto kallioon porattavalle porakaivolle.
• Etenkin kaupunkialueilla kalloon porattavilla kaivoilla on enemmän rajoituksia kuin maaperään asennettavilla putkilla.
• Verrattuna vaakatasoputkistoon vie paljon vähemmän tilaa mahtuu pienemmälle tontille esimerkiksi 10 kpl keruuputkiston kenttä mahtuu alle 50m2 alueelle, vinoon asennettuna keruuputkien päät voivat olla vieläkin lähempänä toisiaan.
• Jos energiapaalua ei voi käyttää perustuksissa tulee säästöä huomattavasti, sillä maahan jää vain kärkiosa paalusta.
• Sopii myös saneerauskohteisiin ja energiapaalujen lisänä jos niiden kapasiteetti ei riitä sekä muun hybridilämmityksen osana.
• Kesän aikana maahan hukkalämpöä johtava maapiiri, jota voidaan käyttää rakennuksen viilennykseen.