Allt om pool, Poolforum!
PoolForum - swimmingpooler => Uppvärmning => Ämnet startat av: Tomas R skrivet juli 14, 2015, 00:04:25:25
-
Detta är en guide om framledningstemp till värmeväxlare. Guiden gäller dig som har, eller tänkt köpa, en värmeväxlare som får sin värme från en värmepump med vattenburen värme (luft/vatten, berg/vatten, mark/vatten etc.).
Har du en poolvärmepump eller fjärrvärme kan du bortse från denna guide.
Läs igenom hela guiden innan du ändrar några inställningar!
Bakgrund:
Jag har haft en givande diskussion med Rickard om framledningstemperaturer.
Jag hävdade att det blir billigare med hög framledningstemp (60 gr), Rickard att det blir billigare med en låg framledningstemp (40 grader). Föga förvånande hade Rickard rätt och jag hade fel.
Jag får säga som Nalle Puh : "Jag är inte dum. Ibland har jag bara otur när jag tänker!"
Här kommer en förklaring till VARFÖR han har rätt. (En sammanställning av Rickards fakta och den fakta jag har tagit fram)
Angivna temperaturer skall ses som ungefärliga, inte exakta.
Källhänvisningar och användbara länkar hittar du längre ner i inlägget.
Det man vill åstadkomma är att höja eller bibehålla temperaturen i poolvattnet. Temperatur är ju bara ett resultat av hur mycket energi det finns i vattnet.
Alltså vill vi tillföra energi och det till minsta möjlig kostnad.
P.g.a. hur en värmepump fungerar är den mest effektiv, och därmed billigast att köra, vid en framledningstemp på ca: 40 grader.
Vill du veta mer om det så gå in på www.varmepumpsforum.com .
Här kommer uträkningarna:
Hur mycket energi finns det i 1 kubik vatten?
Energikalkyler:
E = ρ * V * Cp * (T - Tref)
E = energiinnehållet, kJ
ρ = vattnets densitet [kg/m³] (tänk på att vattnets densitet beror på temperaturen)
V = vattnets volym [m³]
Cp = värmekapaciviteten [kJ/kg, K]
T = vattnets temperatur [K]
Tref = referenstemperaturen [K], vanligtvis 298,15 K
----------------
Enerigi i 1 kubik vatten 40 grader:
E= 992,2 * 1 * 4,179 *( 313,15-298,15)
E= 992,2 * 1 * 4,179 * 15
E= 62196 kJ
E= 17,28 kWh
----------------
Enerigi i 1 kubik vatten 60 grader:
E= 983,1 * 1 * 4,185 *( 333,15-298,15)
E= 983,1 * 1 * 4,185 * 35
E= 143999 kJ
E= 40 kWh
----------------
Om du har en normal 4x8 m pool med ett djup på 1,5 m har du ca: 48 kubik vatten.
Tappar du 1 grad/dygn motsvarar det 56 kWh (vid pooltemp 30 grader).
Primärsidan är den som är kopplad till värmepumpen.
Sekundärsida är poolvattnet som går igenom värmeväxlaren
En värmeväxlare är mer effektiv om det är stor skillnad på primärsidan och sekundärsidan.
Jag har en värmeväxlare på 100 kW från Pahlén, 11328-AM100T Aqua-Mex Titan.
Min värmeväxlare kan överföra 100 kW om primärsidan är 80 grader och sekundärsidan är 20 grader, men bara 16,8 kW om förhållandet är 40/30. (Flöde: primär 40 l/min, sekundär 330 l/min)
Här nedan har jag räknat på 30 grader på sekundärsidan, 28 l/min i primärt flöde, 200 l/min i sekundärt flöde :
Min värmeväxlare kan överföra 16,9 kW till poolvattnet vid 40 gradigt vatten på primärsidan.
Min värmeväxlare kan överföra 26,2 kW till poolvattnet vid 60 gradigt vatten på primärsidan.
OBS! Värmepumpen jag har ger ca: 17,2 kW vid 40 grader, men bara ca: 16 kW vid 60 grader. Alltså blir överföringen bara 16 kW, inte 26,2 kW vid 60 grader.
(Man kan ju inte överföra mer än man producerar)
För att få fram vad just du har för flöde får du läsa manualen till resp. pump. Där brukar finnas ett diagram eller en tabell som visar flödet vid olika inställningar.
Att värma min pool på 53 kubik från 29.5 grader till 31 grader kräver 92 kWh i tillförd energi.
(Räknat på att förlusterna är noll. Det är ju inte sant, men förlusterna är nästan samma i bägge fallen så jag har bortsett från dem.)
Med 40 gradigt vatten blir det 5,44 timmar eller 5 tim 27 min.
Med 60 gradigt vatten blir det 5,75 timmar eller 5 tim 45 min.
Dessutom drar värmepumpen mer vid 60 graders framledningstemp (4,95 kW/h) än vid 40 graders framledningstemp (4 kW/h).
Siffrorna gäller min pump, men förhållandet är liknande på alla pumpar.
Har man en för liten värmeväxlare stiger returen och därmed även framledningstemp.
Låt oss säga att pumpen levererar 8 kW. Om växlaren bara kan överföra 6,5 kW så blir det 1,5 kW "över".
Denna extra energi gör att temperaturen i returvattnet blir högre. Högre retur = högre framledning.
Till slut stabiliserar pumpen sig när växlaren kan överföra 8 kW.
Om framledningstempen då är 55 grader sjunker värmepumpens verkningsgrad (COP), vilket gör att det blir dyrare att "tillverka" energin.
Slutsats blir alltså:
Optimalt för att värma en pool med en värmepump ÄR ca: 40 grader p.g.a. hur en värmepump arbetar.
Men det är inte alla system som klarar detta. Oftast beroende på att man har en för liten värmeväxlare (eller för stor värmepump till växlaren, hur man nu ser på det) eller en värmepump som inte är frekvensstyrd (de flesta pumpar är inte det).
För att justera "bästa möjligt" skall du öka cirkulationen så mycket du kan tills du kommer så nära ca: 40 grader framledningstemp som möjligt.
Börja med att sätta primärcirkulationen på max (den från värmepumpen).
Ligger framledningstempen ändå högt (över 45 grader) så släpper du till mer vatten till växlaren genom att stänga bypass lite åt gången. Det kan mycket väl sluta med att bypass är helt stängd.
Får du för låg framledningstemp (under 40 grader) minskar du primärcirkulationen lite eller öppnar bypass så mindre vatten går via växlaren.
Vänta alltid 10 min efter varje justering, så systemet hinner stabilisera sig, innan du läser av temperaturer.
Har du gjort ovan nämda och ändå har hög framledningstemp är det inte mycket mer du kan göra (till en rimlig kostnad). Tag ett bad och var nöjd med att du har en pool. Den värms ju ändå ganska billigt...
Men än bättre är att köpa en frekvensstyrd pump från början (Ex. Nibe F1155).
Alternativt välja en stor, effektiv, värmeväxlare. Gå in på Paléns kalkylator och se hur stor du behöver för just din värmepump. Räkna på ca: 40 grader framledningstemp. (Länk nedan)
Tyvärr märker man inte detta förrän man köpt och kopplat in hela systemet och då är det för sent. Så var det för mig....
Har du fjärrvärme så kan du bortse från denna guide. Då betalar du ju för varje kWh i uppvärmt vatten. Inte för att värma vattnet. (Ja, alltså indirekt gör du ju det. Men hoppas du förstår vad jag menar)
Källor:
Enerigkalkyl: http://www.energihandbok.se/energiinnehall-i-vatten/
Värmetekniska tabeller: http://web.abo.fi/fak/tkf/vt/Common/Docs/tabeller.pdf
Energi och temperatur konverterare: http://www.convertworld.com/sv/energi/
Värmeväxlarens kapacitet: http://www.pahlen.se/produkter/uppvarmning-varmevaxlare/dimensionering-poolvarmevaxlare.html
Kalkylator för energiåtgång för uppvärmning av vatten: http://www.bioenergiportalen.se/?p=5577
-
Just målet 40 grader stämmer egentligen inte, mer rätt är att temperaturen i primärkretsen skall vara så låg som möjligt, ju lägre desto billigare uppvärmning.
Dock bör man ha koll så att skillnaden mellan fram/returtemp inte blir för liten, det bör vara minst 5 graders deltaT (5-10 grader är OK) mellan framledningstemp och returtemp till värmepumpen för att kylprocessen skall fungera optimalt.
I min kalkyl över skillnaden i kostnad mellan en framledningstemp på 40 grader och 60 grader så visade det sig att det kostar 39% mer energi att värma poolen med 60 grader på framledningen jämför med om det görs med bara 40 graders framledningstemp.
Siffrorna är inte vetenskapligt bevisade, men det ligger i alla fall i närheten av de siffrorna.
I praktiken kanske man hamnar närmare 25-30% (om vbf minskar så minskar deltaT, och då blir COP inte riktigt lika hög som om deltaT skulle vara oförändrad).