Ämne: Hur man optimerar effekten med solfångare.

[Fia]

Det här inlägget är skrivet av jan_banan men flyttat av mig. Häls. Fia


"Jag känner mig manad att skriva lite (mycket) om uppvärmning med solpaneler efter att ha läst ett antal inlägg i ämnet. Det hör nog bättre hemma i uppvärmningsdelen av forumet, men inspirationen flög i mig när jag läste ditt inlägg Bidd och efter ett sent nattbad med efterföljande grogg.

En vanlig uppfattning som man ser är att det är bra att begränsa flödet i solpanelerna, eftersom vattnet så att säga skall "utsättas" för solens strålar under en längre tid för att värmas upp bättre. Det är tyvärr ett meningslöst synsätt och en tankevurpa. Det som gäller är att skapa ett positivt nettoinflöde av ENERGI till poolvattnet.

Systemet som vi skall reglera består av pool, solfångare och ledningar mellan dessa, vilka alla interagerar med sin omgivning. Alla delar tar emot direktinstrålning från solen, men förlorar också energi till omgivningen. För solfångare och ledningar består denna förlust enbart av infraröd utstrålning. Poolen har en mycket stor förlustkälla i form av avdunstning. Enligt min mening är avdunstningen en större källa till energiförlust än den direkta utstrålningen från poolen till den kallare omgivningen. Andra energikällor som ger ett inflöde av energi är t.ex. pumpen, då det mekaniska arbetet omvandlas till friktionsvärme i vattnet.

Systemet når ett jämviktsläge baserat på förhållandet mellan tillförd och bortförd ENERGI. Ett positivt nettotillskott av ENERGI kommer att leda till en temperaturökning. Förhållandet varierar över tiden och förändrigen i temperatur kommer att "smetas ut" genom vattnets stora massa.

Vår uppgift är alltså att minimera förlusterna till omgivningen och att maximera inflödet av energi till systemet. Strategin för hur det skall gå till kan i och för sig påverkas av vad som är vårt mål - är det att pumpa upp temperaturen till ett så högt värde som möjligt, eller att hålla en så konstant temperatur i poolen som möjligt? Det går absolut att bygga systemet på ett sådant sätt att man kan optimera mot olika mål - hygglig temperatur till minsta möjliga kostnad, maximal temperatur då solen skiner, förlängd säsong med acceptabel vattentemperatur även i september osv. Vi kan också byta styrstrategi mellan t.ex varma perioder och kallare höstar.

För att kunna styra ett system mot ett fastställt mål, måste man känna till systemet. Vad har vi då för kunskap?
- Vi känner delvis det fysikaliska systemet: vattenvolym, poolyta, solfångaryta, solfångarens verkningsgrad, vattentemperatur, lufttemperatur, flöden, strålninsgsmängder ...
- Vi har ett mättekniskt system: givare för diverse temperaturer, solstrålning osv. Detta är våra ögon och öron som gör att vi kan styra på dynamiska förändringar.
- Reglerstrategier: Hur använder vi informationen från våra givare och kombinerar den med vår kunskap om det fysikaliska systemet för att uppnå vårt mål. En viktig del av reglerstrategin är också vad vi skall göra när vi inte känner systemet. Vi måste då gissa på ett intelligent sätt. Gissar vi rätt får vi en temperaturhöjning. Gissar vi fel går vi på pumpen och förlorar energi till omgivningen. Vi vet t.ex inte hur vädret ser ut i framtiden, om molnet som döljer solen är en liten tuss eller ett regnväder som varar hela dagen. Vi vet heller inget om det som våra givare inte kan mäta.

Låt oss för enkelhets skull begränsa oss till hur ett normalt solfångarsystem ser ut.
Vad vet vi SÄKERT?
- Om temperaturen på vattnet som kommer från solfångaren överstiger temperaturen på vattnet i poolen SÅ HAR VI *ALLTID* ETT POSITIVT TILLSKOTT AV ENERGI. Detta gäller även om temperaturskillnaden bara är bråkdelar av en grad. Med två temperaturgivare och enkel styrlogik, som de flesta solfångarsystem har, så är detta faktiskt allt vi vet - RESTEN ÄR GISSNINGAR!
Här kommer vi till själva kärnan i mitt inlägg: Håll vattnet cirkulerande även då temperaturskillnaden är mycket liten och kör alltid fullt flöde. Solfångaren tar emot energi från solen och via diffus instrålning från omgivningen. Det gäller att överföra maximalt av denna energi till poolvattnet. Det finns INGET driftsfall då det är gynnsammare att använda ett lågt flöde (med något högre vattentemperatur). Ett maximalt flöde ger ALLTID en maximal energiöverföring från solfångaren. Här har vi dock ett mättekniskt problem - För att kunna köra på marginalen måste givarna vara tillräckligt noggranna. har någon av er kalibrerat dessa? Går dom att kalibrera i ert styrsystem? Lägg dom t.ex. i samma hink med vatten och vänta en stund. Läs av temperaturvärdena på styrpanelen. Är skillnaden inte större än 0,1 grader, så är det tillräckligt bra.

Vad är vi osäkra på?
- När skall vi stänga av flödet genom solfångaren?
Här börjar vår strategi och gissandet att komma in.
Vårt beteende när givarna visar att temperaturen från solfångaren är högre än i poolen är trivialt - kör för fullt! Men vad skall vi göra när det omvända förhållandet råder? När är det rätt att stänga flödet? Reglertekniskt är det oerhört mycket värt att kunna hålla igång flödet genom panelerna. Då fungerar våra givare, som upplyser oss om att vi har ett positivt eller negativt energiflöde, på ett optimalt sätt. Stänger vi av detta kastas vi in i ett betydligt värre tillstånd, att avgöra när vi skall starta flödet igen.
Vilka typer av strategier kan vi då tillgripa?
- Vi kan stänga av omedelbart. Vi minimerar då förlusterna till omgivningen, men vi förlorar förmågan att ta tillvara energi som snabbt dyker upp igen då molnet har glidit förbi.
- Vi kan vänta en bestämd, eller variabel, tid innan vi stänger. Vi tillåter då att panelerna förlorar energi under denna tid, men vi kan snabbt dra igång igen och utnyttja varje litet positivt energitillskott.
- Vi kan strypa flödet till kanske 5% av det normala för att hålla givarna aktiva. Vi minimerar då förlusten till omgivningen under den tid då vi mottar otillräckligt med energi och bibehåller vår förmåga att dra på igen. Stänger flödet helt gör vi bara om vi ligger på ett negativt energitillflöde under en lång tid, eller om det t.ex blir kväll.

Vad är vi väldigt osäkra på?
- Vi har stängt flödet helt. När skall vi dra på det igen?
Det här problemet är anledningen till att tillverkare av automatisk styrning rekommenderar att givaren placeras under solpanelen. Givaren förvandlas då till en halvtaskig mätare av vattentemperatur och en halvtaskig mätare av solinstrålning. Den fås alltså att fylla dubbla funktioner, vilket går ut över förmågan att noggrannt avgöra om vi har ett positivt energitillflöde.
Men givaren kan ge oss information om att det KANSKE är dags att koppla på flödet igen. Det är en grovt tillyxad funktion som fungerar hyggligt om vädret är likaledes hyggligt eller riktigt dåligt, men som inte tillåter oss något finlir.
Vad kan vi annars göra?
- Vi kan dra på flödet på vinst och förlust för att kunna mäta på ett bra sätt. Ibland tar vi en nitlott och har förlorat energi, ibland lyckas vi. Om man kompletterar sina temperaturgivare med givare för lufttemperatur och solinstrålning bör man kunna gissa rätt i de flesta fall.
- Vi kan använda tricket med att starta ett begränsat flöde för att minimera förlusterna om vi gissar fel. Om vattentemperaturgivarna visar på ett positivt energitillskott vid lågt vattenflöde, så kommer vi också att ha ett positivt energitillskott vid högt vattenflöde. Här har jag sett kommentarer på forumet om självsvängning pga. att solpanelen kyls ned av vattenflödet. Men detta är inget fysikaliskt problem, utan rent mättekniskt, pga. fördröjningar i givarna och en mycket för enkel styrning av ventilen mot fixa temperaturnivåer.
- Vi kan ta till storsläggan med avancerad styrning. Genom att mäta förändringar i pooltemperaturen, lufttemperaturen, hur stora förändringarna är som funktion av tempdiffen till och från solfångaren, så kan vi bygga upp en modell som beskriver förlusterna till omgivningen och hur poolen absorberar energin från solfångaren. Genom att testa våra styrstrategier mot denna modell kan vi beräkna kostnaden för ett felaktigt beslut och vinsten av ett korrekt beslut och därefter välja vilken styrstrategi som har bäst chans att nå framgång givet den målformulering som vi har gjort. Möjligheterna är oändliga.

Till sist måste vi inse att en mer avancerad styrning inte kan uträtta underverk. Vi har inte mer energi tillgänglig än vad moder sol behagar stråla ned på våra solfångare.

Nu är groggen slut och det är dags at sova
/Jan

[Fia]

Detta skrivet av Gustavsson, men flyttat av mig. Häls Fia

Det var ett långt inlägg.....

Kan bara konstatera att mitt system funkar förträffligt bra och sköts med automatik.
varför krångla till det ? När solen lyser får vi värme, när den går i moln får vi ingen värme. Det är ju hur enkelt som helst att fatta   

[Fia]

Detta inlägg är skrivet av Poolnicke men flytta av mig. Häls. Fia


jan_banan,

Med risk för att få vänta på svar tills fredag kväll när groggen kommer fram igen   Jag chansar och kastar mig ut i hetluften.

Du skriver att "Givaren förvandlas då till en halvtaskig mätare av vattentemperatur och en halvtaskig mätare av solinstrålning." Då den placeras under mattan. Är det inte lufttemperaturen som mäts?

Om man "gissar" att gummimattan är exeptionellt bra på att överföra värmen från luften/solen till vattnet så borde väl den bästa metoden vara att mäta temperaturen ovanför mattan för att starta systemet? Gissar även här att det är varmare ovanför än under mattan.

/Poolnicke

[Christina]

Mycket bra inlägg!

Det viktigaste som du skrev var att det alltid ska vara maximalt flöde när vattnet från solfångarna är varmare än vattnet från poolen. Annars så ska systemet vara avstängt.
Många, (även proffs på automatiska pooltäckningar) förstår inte denna sanna teori som du har nämt.
Fullt ös i solfångarna är det alltid som gäller när den tillför värme!
Skrivet av Dan_Banan inlagt av Christina

[Bidda]

Har testet litt i dagene som nå er "borte" og er ikke helt enig i alle dine uttalelser, mulig dette har sammenheng med valgte solmatter. Har kommet fram til at ved å begrense mengden med 10% så får jeg en lavere hastighet igjennom solmatta og derav en gjevn oppvarming (24 m2 tilfører ca 2,5 grader ved 25 inn og ca 2 grader ved 28 inn). Setter jeg på fullt trykk vil temperaturen senkes litt om litt og tilslutt stopper anlegget da diff. blir 1 grad eller mindre. Det som da skjer er at systemet må vente til at diff igjen blir 3-4 grader for så starte igjen. Bedre med gjevn overføring av varme enn stopp/start hele tiden, selv om temp. ofte går høyt akkurat når vannet som har stått stille en stund i fangerne kommer. Mulig at du har rett på at varme tilført totalt blir noe høyere men liker ikke at anlegget starter/stopper hele tiden.

[RLA]

Han har rätt! Så högt flöde som möjligt för att få en större skillnad mellan soltemp och vattentemp!
Ju större den skillnaden är ju mera effekt får man ut!

Att dina solfångare slår av vid diff <1grad har ju inte med solfångarna att göra, det är ditt sätt att styra värmesystemet som åstakommer detta fenomen! Men för maximalt kW-utbyte: högt flöde!

[Rickard]

Kanske ett kapacitetsstyrt flöde genom solfångarna, målet skall vara att hålla difftempen pool/solfångare på 1.5 grader (om styrningen stoppar flödet vid 1 grad difftemp) 

Lite overkill kanske, jag anser att ni båda har rätt, teoretiskt råder inget tvivel om att det är bäst med högt flöde, men i praktiken ger det nog mer om man har ett flöde som inte stoppar flödet helt i första taget, precis som Bidd@ skriver.

[RLA]

Jepp, det är viktigare med konstant flöde i detta fall och lite mindre utbyte!

Jag tror knappt man kan mäta någon skillnad i effektutbyte i en poolapplikation!

Men vid ren temperaturöverföring är det bästa högsta flödet!

[Pool-guard1]

Hej Christina,

har som privatperson (inte anställd) av något pool företag sett olika inlägg från dig.
I flera fall har du gett råd eller svarat till oss andra som är poolägare på ett sätt som
gör mig fundersam, är du anställd av ett eller sammarbetar du för något företag..

I detta uttalandet angående solfångare gör du ytterligare utspel, du måste vara ingenjör
eller mycket insatt i detta med solfångare i poolskyddet som säljs från Pool Guard.

Eller så har du information som vi som kunder, eller som Svenska Pool Föreningen inte
känner till. Du bör informera dig bättre innan du svarar, en anmälan kan annars komma
på dig som privatperson.

Det finns fortfarande för din information "bara" ett godkännt Poolskydd i Sverige, och det
är som jag skrev för ett par månader sedan "Pool-Guard".

Som du kanske känner till så håller man som bäst på med en Polisutredning gällande ett skydd
som du rekomenderar till oss som gärna vill ha denna hemsidan som en länk till vad som finns
på marknaden. Inte egna tankar om vad som "funkar", som kan bli en rättssak.

Det som jag tänker på är kvinnan som under en byggnation av sin pool fick in en flicka som (3år),
blev intresserad av hennes poolskydd. Ett i plast som "täckte" vattnet.
Flickan "gick" ut på detta vilket fick till följd att hon drunknade och föräldrarna har nu inga barn alls.

Dessa tragiska händelser kommer till på grund av att "VI" föräldrar / vuxna inte är "vaksamma" eller
slarvar med dessa saker som säkerhet. Hade kvinnan haft ett godkännt poolskydd "Pool-Guard" som
vuxna kan gå på. Hade detta inte behövt hända, jag vill att du och andra som läser detta skall tänka
på våra barn, och grannarnas och deras vänner som kommer dit ibland. Barn tänker inte praktiskt, dom
är fulla av energi, springer och leker, ska inte behöva tänka på att vi har gjort en "dödsfälla" för dom
och deras vänner i vår egen trädgård.

Tänk på det du skriver Christina,
Med vänlig hälsning,
Gustaf
"Jag behöver inte tänka på detta då mitt skydd är 100%"

[p1sson]

Hej Pool-guard1!!!/ Gustaf

Tror du är ute och cycklar!!!