Maasoojuspump ehk maaküte

Maasoojuspump ehk maaküte on energiasäästlik ja keskkonnasõbralik

Maasoojuspump on kütteseade, mis ammutab maapinda salvestunud päikeseenergiat. Suvel akumuleerub maapinda soojusenergia, mida jahedate ilmade saabudes saab maasoojuspumba abil maja kütmiseks kasutada. Maasoojuspump kasutab soojusallikana maapinda, pinnase ülemisi kihte, kaljut või lähedal asuvat veekogu.  Meetri sügavusel maapinnas on temperatuur üsna konstantne (4 – 12 ºC). Maapinda salvestunud soojusenergia ammutatakse pinnasesse paigaldatud plastikust torustiku – maakollektori abil. Maakollektor on ühendatud soojuspumbaga, mis katab täielikult maja küttevajaduse: küttes ruume ja tootes sooja tarbevett. Maasoojuspumbaga saab vajadusel ka ruume jahutada. Maakollektori paigaldamiseks peab maja ümber olema piisavalt suur maa-ala. Soojuspump vajab soojusenergia pumpamiseks (kompressori tööks) elektrienergiat. Kulutades ühe kWh elektrienergiat suudab maasoojuspump toota kuni 5 kWh soojusenergiat. Maasoojuspump võimaldab küttekulusid vähendada kuni 80%.

Maasoojuspump ehk maaküte on turvaline, mugav, keskkonnasõbralik ja peaaegu hooldusvaba küttelahendus.

Maasoojuspumpade eelised:

  • Tõhus ja ülimalt energiasäästlik küttelahendus
  • Kütab ruume ja toodab sooja tarbevett
  • Kasutajasõbralik juhtsüsteem võimaldab juhtida kogu küttesüsteemi
  • Võimalik kasutada nii radiaator- kui ka põrandaküttega
  • Keskkonnasõbralik ja tuleohutu (puudub põlemisprotsess)
  • Madal müratase
  • Väike hooldusvajadus

Maasoojuspumbad ehk maaküte

Maasoojusenergia liigid

Mõisted “Maasoojus” või “Maaküte” hõlmavad nelja erinevat liiki energiaallikaid: maapind (maakollektor), energiakaev, põhjavesi ja veekogu (veekollektor). Maasoojuspumbale sobiv energiaallikas valitakse lähtuvalt maja energiavajadusest ja asukohast.

Maakollektor

Maapinna ülemistesse kihtidesse salvestub suvel päikeseenergia. Lisaks päikeseenergiale salvestub maapinda vihmavee- ja maapinna lähedase õhu soojusenergia. Kollektori pikkus sõltub soojuspumba võimsusest, ulatudes 250 – 50000 m.

Maakütte torustik  paigaldatakse 1 m sügavusele vahekaugusega vähemalt 1 m ja täidetakse külmumiskindla vedelikuga – külmakandjaga. Torustikus ringlevale külmakandjale ülekandunud soojusenergiat kasutatakse maasoojuspumba abil hoonete kütmiseks ja sooja tarbevee tootmiseks.

Maakollektori kasutamine on ülimalt tõhus ja säästlik soojusenergia ammutamise meetod. Suurim maasoojuspumba tootlikkus saavutatakse niiske pinnase korral. Maasoojuspumbaga soojusenergia ammutamiseks on kõige ebasobivam kuiv ja liivane pinnas.

Veekollektor

Kui maja on ehitatud veekogu lähedale, siis saab soojuspumbaga veekogu põhja paigaldatud plasttorustiku (veekollektori) abil ammutada kütmiseks vajalikku soojusenergiat.

Energiakaev

Maapinna sügavamas aluskihis asub peaaegu konstantse temperatuuriga aastaringne geotermiline energiaallikas. Energiakaevudeks nimetatakse vertikaalseid või kaldu puurauke, millesse paigaldatud torustiku kaudu ammutatakse pinnasekihti salvestunud päikeseenergiat hoonete ja tarbevee kütmiseks.

Puuraugu läbimõõt on enamasti 50 -160 mm. Väikesema läbimõõduga puuraukudesse (50 – 100 mm), mida kasutatakse otseaurustumisega soojuspumpade korral, paigaldatakse 15 – 30 m sügavusele väikese läbimõõduga vasktorud. Plasttorustikuga energiakaevud vajavad suurema läbimõõduga (100 -160 mm) ja sügavusega (100 -200 m) puurkaeve. Kui energiakeavud ei täitu veega, siis nad täidetakse.

Energiakaevust saadav soojusenergia ühe meetri kohta on vähemalt kaks korda suurem võrreldes horisontaalse paigaldusega. Energiakaeve ei saa kasutada veevötuallikana, kuna see võib jäätuda.

Suletud süsteem lõpuni tamponeeritud soojuspuuraugus („vai”) tähendab, et energiapuuraugus asetseb üks või mitu suletud torustikku, milles ringleb madala keemistemperatuuriga vedelik. Kui soojuspuurauk on lõpuni tamponeeritud, siis sanitaarkaitseala ega veevõtukoha hooldusnõudeid ei määrata.

Põhjavesi

Soojusallikana saab kasutada ka põhjavett, mille temperatuur on aastaringselt 4 – 12 ºC. Soojuspump kasutab maja kütmiseks põhjavette salvestunud päikeseenergiat. Maasoojuspumbaga ühendatakse tavaliselt kaks üksteisest 15 – 20 m kaugusel asuvat puurkaevu, üks vee võtmiseks ja teine vee tagasijuhtimiseks. Rohke veetootlikusega pinnastes on võimalik kasutada vee pumpamist läbi soojuspumbas oleva aurusti (avatud süsteem) ning siis tagasi maapinda (soovitavalt teise puurauku), kus vesi taas soojeneb ja tekib ringlus puurkaevude vahel. Puurkaevusüsteemi puurkaevud peavad olema ühe sügavused ja asuma samas veekihis. See hoiab ära erinevate veekihtide segunemist ja veehulkade vähenemist väljapumbatavast veekihist. Puurkaevusüsteemi negatiivseks küljeks on kindluse puudus maapinnas piisava veeringluse tekkimise osas. Põhjavee reostamise oht on minimaalne, kui täidetakse kõiki paigaldusnorme. Õigesti koostatud süsteemis on põhjavee reostus välistatud.

Otseaurustumisega maasoojuspumbad

Otseaurustumisega maasoojuspumpadeks nimetatakse soojuspumpasid, milles puudub külmakandja (etüleenglükool) tsirkulatsiooniring. Soojusenergia kantakse väliskeskkonnast üle otse külmaainele (külmaagens). Sellise maasoojuspumba tööpõhimõte on sarnane õhk-vesisoojuspumbaga. Erinevusena paikneb maasoojuspumba aurusti maa sees ja soojusenergiat saadakse maapinda akumuleerunud päikeseenergiast, mitte õhusoojusest. Torustik paigaldatakse pinnasesse horisontaalselt kaevamise teel (analoogselt maakollektori plastiktoruga) või puuritavasse energiakaevu vertikaalselt või kaldu. Aurusti torumaterjalina kasutatakse hea soojusjuhtivusega vasktoru. Oluline on saavutada võimalikult hea kontakt pinnasega. Selleks puurkaevud täidetakse.

Tähelepanu!

Suure külmaagensi kogusega seadmetele (soojuspumpadele) on seadusega kehtestatud rangemad erinõuded. Vastavalt Välisõhu kaitse seaduse §112-le ‘Seadmete kontrollimine’: ” Rohkem kui kolm kilogrammi osoonikihti kahandavaid aineid sisaldava paikse seadme valdaja või omanik kontrollib vähemalt kord aastas, et seadmes ei oleks nende ainete leket.” Seadme valdajale sätestab kohustuse pidada hoolderaamatut Välisõhu kaitse seadus §113 Seadme hoolderaamat ning Keskkonnaministri 16. novembri 2005. a määrus nr. 69 Osoonikihti kahandavaid aineid või fluoreeritud kasvuhoonegaase sisaldava seadme hoolderaamatu vorm ja pidamise kord.

Levinud on kahte liiki tööprintsiibiga maasoojuspumpad:

Fikseeritud kondenseerumine – konstantse kondenseerumistemperatuuriga maasoojuspumbad

Sellisel juhul hoiab maasoojuspump küttevee temperatuuri kindlal fikseeritud tasemel. Sõltumata küttesüsteemi temperatuurist töötab soojuspump kõrgel kondenseerumistemperatuuril. Fikseeritud kondenseerumisel on soojuspumba soojatootlikkus madalam ja kompressori eluiga lühem. Oluliselt madalam on ka soojuspumba soojustegur (COP) ja energiasäästlikkus. Eeliseks on lihtne juhtimissüsteem ja puudub tundlikkus vooluhulga muutuste suhtes.

Muutuv kondenseerumine – muutuva kondenseerumistemperatuuriga maasoojuspumbad

Soojuspump hoiab küttevee temperatuuri vastavalt hetkel vajatavale küttekoormusele. See tähendab, et välistemperatuurile vastav kütmiseks vajalik temperatuur saavutatakse arvestades maasoojuspumba välisanduri ja pealevooluanduri väärtusi. Soojuspumba efektiivse ja tõrgeteta töö tagamiseks reguleeritakse kompressori käivitamist. Lähtuvalt välistemperatuurist määrab kütteregulaator küttegraafiku abil pealevoolu etteantud temperatuuri. Näiteks, kui välisõhutemperatuuril -5 ºC vajab küttesüsteem pealevoolu temperatuuri 35 ºC , siis on ka kondensaatorist väljuva vee temperatuur 35 ºC. Sooja tarbevee valmistamisel tõstetakse kondenseerumistemperatuur umbes 60 ºC.

Muutuva kondenseerumisega maasoojuspumpade eeliseks on kõrge soojatootlikus madala kondenseerumistemperatuuri juures. Samuti on tagatud maksimaalne energiakokkuhoid. Puuduseks on vajadus keeruka juhtautomaatika järele ning tundlikkus küttesüsteemi vooluhulga muutuste suhtes.

Maasoojuspumba valimine – soovitused ja nõuded

Maasoojuspump sobib vanema maja küttesüsteemi renoveerimiseks või uusehitistele paigaldamiseks. Kütmiseks vajaliku soojusenergia ammutamiseks peab maja ümber olema piisavalt suur vaba krundipind, ca 600 m². Rusikareegelit kasutades võib öelda, et:

  • 1 m²  köetavat pinda vajab vähemalt 3 m maakollektorit ja
  • 1 m²  köetavat pinda vajab vähemalt 3,6 m² vaba maapinda.

Maasoojuspumba tõhusus sõltub maja mõjutavatest faktoritest ja tingimustest. Maksimaalne tõhusus on tagatud, kui:

  • majal on suurem küttevajadus. Üldiselt maasoojuspumba kasumlikkus suurema kütmisvajaduse korral tõuseb. See tähendab, et suuremate majade puhul on maasoojuspumba tasuvusaeg lühem.
  • kasutatakse vesiküttesüsteemi (radiaator- ja põrandaküttesüsteem). Enamuste radiaatorsüsteemide töötemperatuur on maasoojuspumba jaoks sobival tasemel (peale-/tagasivoolutemperatuur 55 – 45 ºC). Üldjuhul on soojuspumba soojustegur seda suurem, mida madalam on küttesüsteemi temperatuur. Mistõttu sobib maasoojuspump kõige paremini majadele, kus on kasutusel põrandaküte (peale-/tagasivoolutemperatuur 40-35 ºC) või küttekalorifeerid (peale-/tagasivoolutemperatuur 55 – 35 ºC).

Maasoojuspumba valimisel (dimensioneerimisel) on ülimalt oluline lähtuda konkreetset maja mõjutavatest faktoritest. Seetõttu on oliline küsida soojuspumba müüjalt/paigaldajalt juba olemasoleva süsteemi hinnangut ja lähtuvalt sellest sobivaima lahenduse pakkumist.

Isegi vaid otsese elektriküttega majade puhul on soojuspumbasüsteemile üleminek kasumlik. See eeldab küll vesiküttesüsteemi paigaldamist, mis suurendab oluliselt kulutusi ja tasuvusaega, kuid samas annab vastutasuks parema sisekliima ja paindlikuma küttesüsteemi. Kindlasti tuleb optimaalseima lahenduse leidmiseks võrrelda erinevaid soojuspumbasüsteeme.

Maasoojuspumba paigaldamine

Maasoojuspumba paigaldamisel on mitu etappi. Tavaliselt paigaldatakse esmalt maapinda maakollektor, mis võtab aega 1 – 3 tööpäeva. Siis paigaldatakse soojuspump ning seejärel ühendatakse soojuspump maakollektoriga. Viimases etapis täidetakse maakollektor külmakandjaga ning küttesüsteem küttevee ehk soojuskandjaga. Kõige lõpuks teostatakse elektrilised ühendused, seadistatakse soojuspump ning kontrollitakse süsteemi tööd. Maasoojuspumba ja maakollektori paigaldamine ja seadistamine võtab tavaliselt aega 3 – 5 tööpäeva.

Nõuded maakollektori paigaldamisel

  • Maakollektori torustiku paigaldamiseks peab olema tehtud tööjoonis. See tagab vajaliku teabe torustiku paiknemise kohta maapinnas
  • Maakollektorina on soovitav kasutada plastiktoru PEM 40 2,4
  • Maakollektor paigaldatakse 1 m sügavusele ning torude vahekaugus peab olema vähemalt 1 m
  • Ühe maaküttekontuuri pikkus on maksimaalselt 400 m . Rohkem kui ühe maaküttekontuuri kasutamisel tuleb paigaldada vooluhulkasid reguleerivad ventiilid
  • Kui maakütte torude vahekaugus üksteisest või teistest objektidest on alla 1 meetri, siis tuleb need isoleerida kummiisolatsiooniga (seinapaksusega 13 mm) ja ümbritseda kõva koorikuga.
  • Maakollektori torude omavaheliseks ühendamiseks peab kasutama keevismuhvi, mitte keermesmuhvi (keermesmuhv võib hakata lekkima)
  • Läbiviigud ehituskonstruktsioonidest (majja sisenevad torud) peavad olema hästi isoleeritud

Maasoojuspumbale maakollektori paigaldamiseks on nõutav piisavalt suur maatükk, kus talvel aktiivselt peal ei trambita ega lükata lund. Lumekiht kaitseb maakollektorit liigse külmumise eest. Maakollektori torustikku ei ole soovitav paigaldada kõva kattega teede, platside ja terrasside alla.

Maasoojuspumbasüsteemi maksumus

Maasoojuspumbasüsteemi paigaldamise maksumus sõltub paljudest faktoritest. Seepärast on oluline võtta pakkumised mitmetelt firmadelt ning võrrelda hinnapakkumisi. Odav hind ei tohiks kindlasti olla maasoojuspumba valimisel põhikriteeriumiks. Odavus tuleneb alati millestki, nt reeglina kvaliteedi, säästlikkuse või mugavuse arvelt. Kindlasti tuleb täpselt uurida, mis pakutud hinnas sisaldub. Tähelepanu tuleks pöörata soojuspumbasüsteemide tasuvusajale, tarbevee tootmise olemasolule ja ventilatsioonilahenduse ühendamise võimalusele. Otsustamisel tuleb kindlasti võrrelda soojuspumba võimsust, maakollektori pikkust, sooja tarbevee boileri suurust, soojuspumba poolt toodetava soojusenergia hulka ja ekspluatatsioonikulu.

Erinevate küttesüsteemide kulusid saab võrrelda järgneval lingil asuva küttekulude kalkulaatoriga: KÜTTEKULU KALKULAATOR >>

Üles tagasi