Maasoojuspump ehk maaküte on energiasäästlik ja keskkonnasõbralik küttelahendus

Maasoojuspump ammutab maapinda salvestunud päikeseenergiat. Suvel akumuleerub maapinda soojusenergia, mida ilma jahenedes saab maasoojuspumba abil maja kütmiseks kasutada. Maasoojuspump kasutab soojusallikana maapinda, pinnase ülemisi kihte. Meetri sügavusel maapinnas on temperatuur konstantne (4 – 12 ºC). Maapinda salvestatud soojusenergia ammutatakse pinnasesse paigaldatud plastikust torustiku – maakollektori abil. Maakollektor ühendatakse soojuspumbaga, mis katab täielikult maja küttevajaduse: küttes ruume ja tootes sooja tarbevett. Maasoojuspumbaga on võimalik ka ruume jahutada. Maakollektori paigaldamiseks peab maja ümber olema piisav suur maa-ala. Soojuspump vajab soojusenergia tootmiseks (kompressori tööks) elektrienergiat. Kulutades 1 kWh elektrienergiat suudab maasoojuspump toota kuni 5 kWh soojusenergiat. Maasoojuspumbaga on võimalik küttekulusid vähendada kuni 80%.

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

Maasoojuspumpade eelised:

  • Tõhus ja väga energiasäästlik küttelahendus
  • Kütab maja ja toodab sooja tarbevett
  • Kasutajasõbralik automaatika võimaldab juhtida kogu küttesüsteemi
  • Saab kasutada nii radiaator- kui ka põrandaküttega
  • Keskkonnasõbralik ja tuleohutu (puudub põlemisprotsess)
  • Madal müratase
  • Vähene hooldusvajadus

Maasoojusenergia liigid

Mõisted “Maasoojus” või “Maaküte” hõlmavad 4 erinevat liiki energiaallikaid: maapind (maakollektor), energiakaev, põhjavesi ja veekogu (veekollektor). Maasoojuspumbale sobiv energiaallikas valitakse lähtuvalt hoone energiavajadusest ja asukohast.

Maakollektor

Maapinna ülemistesse kihtidesse salvestub suvel päikeselt tulev energia. Lisaks päikeseenergiale salvestub maasse vihmavee- ja maapinna lähedase õhu soojusenergia. Maaollektori pikkus sõltub soojuspumba võimsusest, vahemikus 250 – 50000 m.

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

Maakollektori kasutamine on väga tõhus ja säästlik soojusenergia ammutamise meetod. Parim maasoojuspumba tootlikkus saavutatakse niiske pinnase korral. Maasoojuspumbaga soojusenergia ammutamiseks on kõige kehvem kuiv ja liivane pinnas.

Veekollektor

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

Energiakaev

Maapinna sügavamas kihis asub konstantse temperatuuriga aastaringne geotermiline energiaallikas. Energiakaevud on vertikaalsed või kaldu puuraugud, millesse paigaldatud torustiku kaudu ammutatakse pinnasekihti salvestunud päikeseenergiat hoonete ja tarbevee kütmiseks.

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

Energiakaevust saadav soojusenergia 1 meetri kohta on vähemalt 2 korda suurem võrreldes horisontaalse paigaldusega. Energiakaevu ei saa kasutada veevõtuallikana, sest see võib jäätuda.

Suletud süsteem lõpuni tamponeeritud soojuspuuraugus („vai”) tähendab, et energiapuuraugus on 1 või mitu suletud torustikku, kus ringleb madala keemistemperatuuriga vedelik. Kui soojuspuurauk on lõpuni tamponeeritud, siis sanitaarkaitseala ega veevõtukohale kohandatud hooldusnõudeid ei määrata.

Põhjavesi

Soojusallikana on võimalik kasutada ka põhjavett, mille temperatuur on aastaringselt 4 – 12 ºC. Soojuspump kasutab hoone kütmiseks põhjavette salvestunud päikeseenergiat. Maasoojuspumbaga ühendatakse tavaliselt 2 üksteisest 15 – 20 m kaugusel paiknevat puurkaevu, üks vee võtmiseks ja teine vee tagasijuhtimiseks. Rohke veetootlikusega pinnastes saab kasutada vee pumpamist läbi soojuspumbas oleva aurusti (avatud süsteem) ning siis tagasi maapinda (soovitavalt teise puurauku), kus vesi jälle soojeneb ja tekib ringlus puurkaevude vahel.

Puurkaevusüsteemi puurkaevud peavad olema sama sügavused ja asuma samas veekihis. Nii hoiab ära erinevate veekihtide segunemist ja veehulkade vähenemist väljapumbatavast veekihist. Puurkaevusüsteemi negatiivseks pooleks on kindluse puudus maapinnas piisava veeringluse tagamiseks. Põhjavee reostamise oht on minimaalne, kui on täidetud kõiki paigaldusnorme. Õigesti paigaldatud süsteemis on põhjavee reostus välistatud.

Otseaurustumisega maasoojuspumbad

Otseaurustumisega maasoojuspumpad on soojuspumbad, kus puudub külmakandja (etüleenglükool) tsirkulatsiooniring. Soojusenergia antakse väliskeskkonnast üle otse külmaainele (külmaagens). Sellise maasoojuspumba tööpõhimõte sarnaneb õhk-vesisoojuspumbaga. Erinevusena paikneb maasoojuspumba aurusti maa sees ja soojusenergiat saadakse maapinda akumuleerunud päikeseenergiast, mitte õhusoojusest. Energiatorustik paigaldatakse pinnasesse horisontaalselt kaevates (analoogselt maakollektori plastiktoruga) või puuritavasse energiakaevu vertikaalselt või kaldu. Aurusti torumaterjalina on kasutusel hea soojusjuhtivusega vasktoru. Tähtis on saavutada võimalikult hea kontakt pinnasega. Selleks ka puurkaevud täidetakse.

Tähelepanu!

Suure külmaagensi kogusega seadmetele (soojuspumpadele) on seadusandlusega kehtestatud rangemad erinõuded. Vastavalt Välisõhu kaitse seaduse §112-le ‘Seadmete kontrollimine’: ” Rohkem kui 3 kg osoonikihti kahandavaid aineid sisaldava paikse seadme valdaja või omanik kontrollib vähemalt 1 kord aastas, et seadmes ei oleks nende ainete leket.” Seadme valdajal on kohustus 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 2 liiki tööprintsiibiga maasoojuspumpasid:

Fikseeritud kondenseerumine – konstantse kondenseerumistemperatuuriga maasoojuspumbad

Sel juhul hoitakse maasoojuspumbaga küttevee temperatuuri kindlal fikseeritud tasemel. Sõltumata küttesüsteemi temperatuurist töötab soojuspump kõrgel temperatuuril. Fikseeritud kondenseerumisel on soojuspumba soojatootlikkus madal ja kompressori eluiga väiksem. Oluliselt kehvem on ka soojuspumba soojustegur (COP) ja energiasääst. Eeliseks on lihtne juhtimine ja puudub tundlikkus vooluhulga suhtes.

Muutuv kondenseerumine – muutuva kondenseerumistemperatuuriga maasoojuspumbad

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

Muutuva kondenseerumisega maasoojuspumba plussiks on kõrge soojatootlikus madala kondenseerumistemperatuuri juures. Samuti tagatakse maksimaalne energiakokkuhoid. Puuduseks on keerukam juhtautomaatika ning tundlikkus küttesüsteemi vooluhulga muutuste suhtes.

Maasoojuspumba valimine – soovitused ja nõuded

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

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

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

  • Hoonel on suurem küttevajadus. Maasoojuspumba kasumlikkus suurema kütmisvajaduse korral tõuseb. See tähendab, et suuremate hoonete puhul on maasoojuspumba tasuvusaeg väiksem.

Kasutatakse radiaator- ja põrandaküttesüsteemi. Enamuste radiaatorsüsteemide temperatuur on maasoojuspumba jaoks sobiv (peale-/tagasivoolutemperatuur 55 – 45 ºC). Soojuspumba soojustegur seda suurem, mida väiksem on küttesüsteemi temperatuur. Seega sobib maasoojuspump kõige paremini majadele, kus on kasutusel põrandaküte (peale-/tagasivoolutemperatuur 40-35 ºC) või küttekalorifeerid (peale-/tagasivoolutemperatuur 55 – 35 ºC).

Maasoojuspumba valimisel on väga oluline lähtuda konkreetset maja mõjutavatest faktoritest. Seetõttu on oluline küsida soojuspumba müüjalt/paigaldajalt juba olemasoleva küttesüsteemi hinnangut ja lähtuvalt sellest sobivaima lahenduse pakkumist.

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

Maasoojuspumba paigaldamine

Maasoojuspumba paigaldamine jagatakse tavaliselt mitmesse etappi. Tavaliselt paigaldatakse esmalt maakollektor, mis võtab aega eramute puhul 1 – 3 tööpäeva. Siis paigaldatakse soojuspump ja ühendatakse soojuspump maakollektoriga. Viimases etapis täidetakse maakontuur külmakandjaga ning küttesüsteem kütteveega. Lõpuks teostatakse elektrilised ühendused, seadistatakse soojuspump ning kontrollitakse küttesüsteemi tööd. Maasoojuspumba ja maakollektori paigaldamisega ja seadistamisega peaks arvestama eramu puhul 3 – 5 tööpäevaga.

Nõuded maakollektori paigaldamisel

  • Maakollektori paigaldamiseks peab olema tehtud tööjoonis. See tagab vajaliku info torustiku paiknemise kohta maapinnas.
  • Maakollektorina on kasutatakse soovituslikult plastiktoru PEM 40 x 2,4
  • Maakollektor paigaldussügavus on 1 meeter ning torude vaheline kaugus peab olema vähemalt 1 meeter
  • Ühe maaküttekontuuri torustiku pikkus on maksimaalselt 400 meetrit. Rohkem kui 1 maaküttekontuuri kasutamisel on mõistlik paigaldada vooluhulkasid reguleerivad ventiilid.
  • Kui maakollektori torude vahekaugus üksteisest või teistest objektidest on alla 1 meetri, siis tuleb need isoleerida niiskuskindla kummiisolatsiooniga (seinapaksusega 13 mm) ja ümbritseda kaitsekõriga.
  • Maakollektori torude omavaheliseks ühendamiseks peab kasutama elektrikeevismuhvi, mitte keermesmuhvi (keermesmuhv võib hakata lekkima)
  • Läbiviigud konstruktsioonidest (majja sisenevad torud) peavad olema hästi isoleeritud ja kaitstud kaitsekõriga.

Maasoojuspumbale maakollektori paigaldamiseks on vajalik piisavalt suur maa-ala, kus talvel aktiivselt peal ei trambita ega lükata lund. Lumekiht on kaitseks maakollektori liigse külmumise eest. Maakollektori torustikku ei ole mõistlik paigaldada kõva kattega teede, platside ja terrasside alla.

Maasoojuspumbasüsteemi maksumus

Maasoojuspumbasüsteemi paigaldamise maksumus on sõltuvuses paljudest faktoritest. Seega on oluline võtta pakkumised mitmetelt ettevõttelt ning võrrelda hinnapakkumisi. Kõige odavam hind ei tohiks kindlasti olla maasoojuspumba valimisel põhikriteeriumiks. Odav süsteemi maksumus tuleneb alati millestki, nt reeglina kvaliteedi, säästlikkuse või mugavuse arvelt. Kindlasti on mõistlik uurida, mis pakutud hind sisaldab. Tähelepanu tuleks pöörata soojuspumbasüsteemi tasuvusajale, tarbevee tootmise olemasolule ja ventilatsioonilahenduse ühendamise võimalusele. Otsustamisel tuleb kindlasti võrrelda maasoojuspumba võimsust, maakollektori torustiku pikkust, sooja tarbevee boileri mahtu, maasoojuspumba poolt toodetava soojusenergia hulka ja ekspluatatsioonikulu.