Kylfläns, färg och kylkapacitet

[Glenn]

Fast de flesta har väl nån form av fjärrvärme ändå ? ..Och det är ju inte så att energin försvinner om den inte strålas ut i lägenheten, det gör ju bara att du får varmare returvatten isåfall, som då behöver mindre energi för att värmas upp till rätt temp innan det cirkuleras ut igen ?

[svanted]

gör en kovändning efter att ha studerat begreppet emissionsfaktor,
det är inte färkulören som anger emossionsfaktorn utan ytans molekylstruktur,
färg oavsett kulör har en emissionsfaktor på 0.9
och eloxerad aluminum åckså 0.9
emedan polerad aluminium 0.03

https://sv.wikipedia.org/wiki/Emissions ... te_note-11

[pi314]

>Fast de flesta har väl nån form av fjärrvärme ändå ? ..Och det är ju inte så att energin försvinner om den inte strålas ut i lägenheten, det gör ju bara att du får varmare returvatten isåfall, som då behöver mindre energi för att värmas upp till rätt temp innan det cirkuleras ut igen ?

1. Ungefär 15% av villafastigheter i Sverige har fjärrvärme.
2. Ungefär 90% av flerbostadshus har fjärrvärme.
3. Fjärrvärmeverk använder ofta värmepumpar för en del av värmeproduktionen.

För att förstå hur bra det är att bibehålla rumstemperaturen med en lägre temperatur i elementen måste man kanske gå tillbaka till fysiken?

Varför är det så bra att sänka elementtemperatren med bibehållen innetemperatur?
1. Energimängden som läcker ut ur fastigheten är densamma.
2. Med mer effektiva element och med samtidigt lägre temperatur i vattnet in i elementen avger elementen lika mycket energi som tidigare, men vid en lägre temperatur.
3. Värmepumpen levererar exakt samma mängd energi till elementkretsen som tidigare, men vid en lägre temperatur.
4. Detta höjer COP och värmepumpens elförbrukning minskar.

Värmepumpar är inte perfekta och idealiska, men för enkelhets skull räknar vi på en sådan. Skillnaden är att förlusterna i en riktig värmepump gör att COP typiskt är någonstans runt hälften av siffrorna nedan, beroende på temperaturer.

Då är COP = Q₁ / W = T₁ / (T₁ - T₂)

Där
Q₁ = avgiven värme
W = Arbetet som tillförs i värmepumpen.
T₁ = Temperaturen ut från värmepumpen, till elementen.
T₂ = Temperaturen in till värmepumpen från t.ex. brunn, eller slang i marken eller i sjön.
Temperaturerna ovan i grader kelvin.

Två exempel.
T₁ = 55°C, T₂ = 5°C, => COP = 6,56
T₁ = 35°C, T₂ = 5°C, => COP = 10,27
I en verklig värmepump är det inte så bra. Där är värdena kanske ungefär hälften, dvs. 3,28 respektive 5,13.

I det andra exemplet är elförbrukningen ca 36% lägre. Med samma innetemperatur och med samma värmetillförsel till fastigheten. Skillnaden är att det är bättre element.

Om någon tycker att det här med termodynamik och värmepumpar är lite svårt så tycker jag att det finns ganska bra förklarat här.

https://publications.lib.chalmers.se/re ... 139581.pdf

/Pi

[rikkitikkitavi]

Jag får väl ta o skrapa väck all färgen o lacka om den...

Experimentet är lätt att göra om man kan mäta yttemp på ett bra sätt.

Färgen kan påverka, beroende på pigmentet. Ofta har svart färg pigment av r carbon black., eller kimrök.
Vit färg är ofta kalciumkarbonat eller typ titandioxid. Men så är det en massa organiskt gunk med, och dessa har alla möjliga absorbtiobsspektra inom IR, det finns ju en hel vetenskap som bygger på att identifiera vilka organiska byggstenar som finns i ett prov beroende på hur det absorberar IR. Absorberar det har det hög emissivitet.

Carbom black är en bra aproximatiob av en svartkroppsstrålare i Visuellt och IR.

Jag har besökt Sveriges enda fabrik för kimrök och kan intyga att där var det inte mycket som blänkte. Ett riktigt mörker. Men intressant i övrigt.

Så poängen är att det beror på färgen.

Och vill man verkligen effektivisera sätter man fläktar på elementen om man intr vill byta ut dem.

[pi314]

>Jag får väl ta o skrapa väck all färgen o lacka om den...

En ganska enkel test vore att ta några lika stora aluminiumplåtar och jämföra.
1. Helt blank plåt, horisontell.
2. Helt blank plåt, vertikal.
3. Granulerad yta, som t.ex. granulerats med etsning.
4. Målad med t.ex. vit, blank färg.
5. Målad med svart, matt färg.

Att emmisiviteten för aluminium kan skilja en faktor fem, beroende på hur ytan ser ut, säger något.

Enissivitet
Aluminium, slät, polerad: 0,04
Aluminium, grovt, oxiderat: 0,2

Man skulle vilja veta hur mycket av värmeöverföringen som är konvektion och hur mycket som är strålning. Det är inte så lätt att veta. Om man hade möjlighet att mäta i vakuum så skulle man kunna få veta.

>Och vill man verkligen effektivisera sätter man fläktar på elementen om man intr vill byta ut dem.

Forcerad konvektion, uppskattas enligt tidigare inlägg öka vätmeöverföringen genom konvektion med en faktor tio. "Way to go" om man inte tycker att fläktar, fläktljud och strömförsörjning till fläktar trasslar till det för mycket.
En eller ett par fläktkonvektorer i ett hus kan göra stor skillnad. 0/35 framställs ofta som liktydigt med golvvärme i VV-VP-lösningar, vilket jag tycker är vilseledande. Om man inte har golvvärme från början finns det IMO ofta mer kostnadseffektiva metoder att nå 0/35 eller t.o.m. bättre. Jag har två gamla hus där jag oftast ligger runt motsvarande 0/35 eller bättre och tror att jag kan förbättra en hel del (ca 3-5 grader) med ganska små insatser.
Vill jag minska energiförbrukningen yterligare än så, så måste jag nog se över isolering. Men, jag har en känsla av att det kommer att bli svårt att räkna hem, när utgångspunkten är ca 21-30 kWh/m² och år, för uppvärmning.

/Pi

[säter]

Om du då t.ex. kan sänka stigartemperaturen med, säg, 3°C och radiatorerna ändå avger samma effekt, då ökar värmepumpens effektivitet med ca 7%, varvid energiförbrukningen, från elnätet, minskar motsvarande.

Då borde golvvärme vara rena guldgruvan.
Där kör man ju ut bara ett par grader över rumstemperatur.

[alexanderson]

>Jag får väl ta o skrapa väck all färgen o lacka om den...

Forcerad konvektion, uppskattas enligt tidigare inlägg öka vätmeöverföringen genom konvektion med en faktor tio.

/Pi

Naturlig konvektion 3-12 W/m² K
Forcerad konvektion 10-150 W/m² K

[bearing]

Under vilka förhållanden gäller det?

Därför att jag har också sett uppskattningar på ca 5ggr mer vid forcerad konvektion, vilket nämndes tidigare i tråden. Och jag har också för mig att jag använde ett program för dimensionering av CPU-flänsar en gång, där man kunde leka med siffrorna, och fick fram att med ökande luftflöde planade kurvan ut på ca 5ggr högre konvektion än naturlig.

Kan det ha att göra med temperaturdifferensen?
Vid stor temperaturdifferens blir den naturliga konvektionens luftflöde högre, dvs vinsten med forcerad blir lägre än när det handlar om lägre temperaturskillnader?

[pi314]

Om du då t.ex. kan sänka stigartemperaturen med, säg, 3°C och radiatorerna ändå avger samma effekt, då ökar värmepumpens effektivitet med ca 7%, varvid energiförbrukningen, från elnätet, minskar motsvarande.

Då borde golvvärme vara rena guldgruvan.
Där kör man ju ut bara ett par grader över rumstemperatur.

För VV-värmepumpar anges ofta data för 0/35 och för 0/55.

I värmepumpstillverkarnas reklamblad står det ofta golvvärme, eventuellt inom parantes, efter data för 0/35, dvs. 0°C in i kalla kretsen och 35°C ut i elementkretsen.

Det är sant att golvvärme ofta ger en betydligt lägre stigartemperatur än radiatorer. Men, det är inte enda sättet att få låg stigartemperatur.

Thermia_Atlas_COP.png

https://tcmadmin.thermia.se/docroot/dok ... 221025.pdf

/Pi

[säter]

det är ju inte så att energin försvinner om den inte strålas ut i lägenheten, det gör ju bara att du får varmare returvatten isåfall, som då behöver mindre energi för att värmas upp till rätt temp innan det cirkuleras ut igen ?

Så borde det ju vara tycker man?

[rikkitikkitavi]

Under vilka förhållanden gäller det?

Därför att jag har också sett uppskattningar på ca 5ggr mer vid forcerad konvektion, vilket nämndes tidigare i tråden. Och jag har också för mig att jag använde ett program för dimensionering av CPU-flänsar en gång, där man kunde leka med siffrorna, och fick fram att med ökande luftflöde planade kurvan ut på ca 5ggr högre konvektion än naturlig.

Kan det ha att göra med temperaturdifferensen?
Vid stor temperaturdifferens blir den naturliga konvektionens luftflöde högre, dvs vinsten med forcerad blir lägre än när det handlar om lägre temperaturskillnader?

När du ökar konvektionen blir värmeledningsförmågan genom aluminiumet i kylflänsen allt mer viktigt och det är ju inte möjligt att påverka.

Det kan också finnas begränsningar i luftflödet då fläktmodellerna som användes. Värmeöverföringen ökar i takt med flödet, men det är inte ens linjärt med flödeshastigheten. Vid extrema flödeshastigheter blir det tvärtom friktionsförluster som värmer...

[pi314]

det är ju inte så att energin försvinner om den inte strålas ut i lägenheten, det gör ju bara att du får varmare returvatten isåfall, som då behöver mindre energi för att värmas upp till rätt temp innan det cirkuleras ut igen ?

Så borde det ju vara tycker man?

Jag förstår inte hur ni tänker, men jag rekommenderar att ni beaktar vad som händer med energin.

Lite förenklat tillför VP energi till elementvattnet. Samma mängd energi avges av elementen.

Jämför två identiska hus som kräver exakt samma mängd effekt/energi för att hålla 20°C inne när det är 0°C ute. Säg, att det handlar om 5 kW, dvs. 5 kWh/timme, som behöver tillföras.

Skillnaden är bara att det ena huset är snålt utrustat när det gäller element och behöver 55° i elementen för att hålla 20° inne. Små, enradiga element. Som t.ex. Lovheda, någon enkelpanel.

Det andra huset har element som avger betydligt mer effekt vid samma temperatur på elementvattnet. 2,5 gånger så mycket. Som t.ex. motsvarande trippelpanel gör. För att inte få bastu i huset vill man sänka temperaturen i elementen till en temperatur så att elementen med trippelpanel avger samma effekt som enkelpanelelementen avger vid 55°. Med dom trippelradiga räcker det med ca 34° ((55-20)/2,5 = 14, 20+14=34) i elementen för att få samma innetemperatur.

I båda husen tillför VP 5 kW och elementen i båda husen avger 5 kW.

Men, VP har COP=3 vid 0/55 och COP=5 vid 0/35.

Då blir elförbrukningen (VPns kompressor) i första huset 5/3 = 1,67 kW, eller 1,67 kWt/timme.

I det andra huset blir VPns elförbrukning 5/5 = 1,0 kw, eller 1,0 kWh/timme.

Mellanskillnaden, tas brån brine.

Jag hoppas det var tydligt nog?

/Pi

[rikkitikkitavi]

Exemplariskt förklarat.

Eller i tabellform

Framledning 55 35 C

Total effekt 5 5 kW
COP 3 5
Effekt ur borrhål 3,33 4 kW
Eleffekt 1,67 1 kW

[pi314]

I tillägg till resonemanget ovan vill jag lägga till två saker.

Tillskott
Om man behöver tillskott i en värmepumplösning så drar förbrukningen iväg när tillskottet aktiveras.
Av olika orsaker, tekniska och ekonomiska, dimensionerades ofta VV-VP-lösningar tidigare för kanske 10-20% tillskott. Besparingen jämfört med t.ex. vattenburen el var ändå stor. Med teknik som finns idag och med lite eftertanke kan man undvika tillskott. Det är enklare om man har radiatorer som inte behöver så hög temperatur. Eftersom eventuellt tillskott "sparkar in" när det är som kallast och elen är som dyrast så kan kostnaden för 10-20% tillskott vara betydligt högre än 10-20%.

Övrig elförbrukning
Med t.ex. vattenburen el eller direktverkande el är det naturligt att inte bry sig så mycket om övrig elförbrukning under uppvärmningsperioden. "Förluster" från belysning, spis, TV, datorer, m.m. blev ju till värme i huset, så det kostade ju inte något.
Om man har en VP med COP=5 så kostar förluster, från t.ex. ineffektiv belysning eller strömslukande datorer, fem gånger så mycket. Med en bra uppvärmningslösning lönar det sig betydligt mer att ha energieffektiva övriga lösningar som förbrukar mindre el.

/Pi

[alexanderson]

Det finns en kylflänskalkylator på nätet. Volymetrisk termisk resistans
*Utan fläkt 500-800
*Fläkt 1 m/s 150-250
*Fläkt 2,5 m/s 80-150
*Fläkt 5 m/s 50-80
Det minsta värdet gäller vid små kylflänsar (0,1-0,2 kubikdecimeter) och det större värdet vid stora kylflänsar typ 1 kubikdecimeter.