Köpa värmepump?
Spara pengar
Polarpumpen har stort sortiment och låga priser, besök oss!
Annonsera i Värmepumpsforum, klicka här för att ställa e-postfråga och få mer info.
SMS-styrning för din luftvärmepump.
Varför betala dyrt för nåt enkelt?
 

Författare Ämne: Vad har en kompressor för cosφ?  (läst 2544 gånger)

0 medlemmar och 1 gäst tittar på detta ämne.

Utloggad kornman

  • Lär mig om värmepumpar
  • **
  • Antal inlägg: 20
Vad har en kompressor för cosφ?
« skrivet: 17 augusti 2011, 22:43:15 »
Jag försöker mäta kompressorns aktiva effekt på min Thorén-pump (Thor7) enligt den gamla ellära-formeln P=U*I*√3*cosφ.
Normalt är ju cosφ angivet på alla trefasmotorer, men inte på Copeland Scroll-kompressorn i min pump (typ:zr34k3e).
Ström och spänning mäter jag ju lätt, men om jag hoppar över cosφ så får jag ju bara skenbar effekt.
Någon som har en aning vad vad cosφ kan ligga på?
Normalt ligger de flesta trefasmotorer strax över 0,8 men jag är osäker hur det förhåller sej här.

Utloggad xxargs

  • Guldmedlem
  • Dignitär inom värmepump
  • ******
  • Antal inlägg: 1123
SV: Vad har en kompressor för cosφ?
« Svar #1 skrivet: 18 augusti 2011, 02:46:11 »
Först är att fastslå om du inte redan vet detta är att cos(φ) varierar med kompressorns/motorns mekaniska belastning.

En olastad elmotor som snurrar fritt kan ha en cos(φ) så lågt som 0.1

En elmotor som är dimensionerad för maxeffekt vid cos(φ)=0.7 (vanligaste värdet bland elmotorer av många olika orsaker) så ökar strömmen bara med en faktor 1.4 vid fullast i jämförelse med tomgångsström och olastad motor.

dvs. om kompressorn drar 10 ampere när den är helt olastad (frisurrande axel utan friktion i kompressorn) så drar den 14 ampere vid fullast om märkeffekten är angiven vid cos(φ)=0.7 

Detta gör att man inte kan räkna fram effektförbrukning baserat på uppmätta strömmen gången en antagen cos(φ) säg 0.7 och sedan gånger spänningen om man inte _vet_ att kompressorn är lastad vid sin märkeffekt precis just då!!!

om man tar åter exemplet fullt lastad kompressor drar 14 ampere * 0.7 * 230 Volt = 2254 Watt (3220 VA)

och vid någon senare tillfälle råkade mäta 10 ampere (drivaxeln till själva kompressordelen har gått av och motorn snurrar helt fritt utan belastning) och om man kör samma formel med antagen cos(φ)=0.7 även där med 10 * 0.7 * 230 = 1630W  (2300 VA) vilket förstås är helt felaktigt då motorn egentligen har  cos(φ)=0.1 när den snurrar helt obelastat och i själva verket bara drar 10 * 0.1 * 230 = 230 Watt (och fortfarande 2300 VA) - som beror lindningsförluster och järnförluster och en smula lagerförluster...

lastregleringen mot elnätet för den här typen av motorer (enfas som trefas)  görs till största delen med att förändra fasvinkeln mellan ström och spänning beroende på lastnivå på motorn och i mindre grad genom att ändra strömstyrkan. (skall man titta närmare på exakt varför och hur  så hamnar man gärna i komplex matematik eller att man måste rita spännings, ström och effekttrianglar (som är ett annat sätt att hantera komplex matematik indirekt)

Med andra ord - skall man mäta reel effekt så måste man ha en elmätare som också tar hänsyn till uppmätta  fasvinkeln mellan ström och spänning i sin effektkalkylering - och man måste vara noga att välja en sådan mätare som uttryckligen klarar detta.

Det finns faktiskt hyffsande rättvisande sådana stickproppselemätare 230V för billig peng där det faktiskt sitter riktiga elmätarkretsar i dessa numera, men i ditt fall vill du mäta på 3-fas och då är det värre eller i allafall dyrare att köpa dito 3-fasmätare.

Vissa dyrare strömtänger klarar att mäta ström och spänning samtidigt och i många fall kan räkna fram Watt,VA, cos(φ), PF (som inkluderar både  cos(φ) och crestfaktor tillsammans  för pulserande ström från likriktarbryggor från tex. ingångsdelar i inverter) mm. men dessa instrument är attans så dyra...

det finns specifika nätanalysinstrumen som fluke 43 (eller vad de heter idag) och dessa är ännu mycket dyrare... 


Utloggad purjo__

  • Jag har i princip doktorerat på Bosch/IVT Rego800 och CanBus.
  • Guldmedlem
  • Dignitär inom värmepump
  • ******
  • Stad/land: Gävleborg
  • Antal inlägg: 11043
  • Utbildad elektroingenjör. Arbetar inom IT
    • Min värmepumps-blog
SV: Vad har en kompressor för cosφ?
« Svar #2 skrivet: 18 augusti 2011, 08:37:37 »
Skaffa ett oscilloskop   Thumbsup
Ett lagom avancerat ocilloskop med två kanaler är en mycket bättre investering än ett dyrt energimätinstrument.
« Senast ändrad: 18 augusti 2011, 08:39:22 av purjo__ »
Nyinflyttad i pastorsvillan tillhörande ett gammalt missionshus
Villan: Timmerhus byggt 1878. 1.5  plan, Byggyta 100kvm, 2-glasfönster, självdragsventilation. Vattenburen värme med elpanna + braskamin. Tidigare förbrukning 22MWh + okänd mängd ved.
Kyrkan: Plankstomme, ca 10 cm spån i väggarna, 1-glasfönster med innerbågar. Byggt 1876. 490 kvadrat... Direktverkande el på 45kW. Tidigare förbrukning ca 2MWh för att hålla frostfritt på toaletten och köket.
Gävleborg.


Ju mer man vet desto mindre förstår man.

Utloggad xxargs

  • Guldmedlem
  • Dignitär inom värmepump
  • ******
  • Antal inlägg: 1123
SV: Vad har en kompressor för cosφ?
« Svar #3 skrivet: 18 augusti 2011, 20:27:29 »
Ingen bra förslag alls då det där kräver det lite kunskap, både mätmässigt sett som att mäta på  på ovalen som ritas upp när man X-Y kopplar (att mäta fasskift mellan två kurvor som man lägger på varandra är betydligt knepigare i många fall om inte oscilloskopet har mycket bra markörer med hög upplösning) obs. det är bara de väldigt dyra digitala oscilloskopen som klarar X-Y visningen (dom brukar kallas 'digital phosfor' eller liknande och det är ändå inte säker att man implementerar X-Y funktionen där - något som med lätthet klaras av alla gamla 2-kanals (och kanske tom enkanals dito) analoga oscilloskop även längst ned i prisområdet)...

Men faran vid okunnigt hanterande är  framförallt ur elsäkerhetsmässig synpunkt då det kan både smälla och brinna i probkablarna när man inte håller reda på jord, skyddsjort och signal (speciellt i sammanhang mot 3-fas) och standard 10x mätprob är inte avsedd att kunna mäta mot 230 eller 400 Volt utan går sönder med stor sannolikhet  och kanske med flamma. 99% av begagnade elanslutna oscilloskop är jordade eller livsfarliga (dvs. man lossat jorden inne i oscilloskopet för att den förstör mätningarna annars och eldar probjordar)

Det är ytterst får nätdrivna oscilloskop som är dubbelisolerade och dom gjordes av Philips 1980-talet och avsedda för TV-reparatörer med beteckningen PM32xx någonting.

Med batteridriven oscilloskop  som är tvåkanalig så kanske man lyckas bättre, men även där måste man tänka på hur jord och spänning är relativt varandra när man skall mäta ström och spänning - samt att dessa oftast inte går att koppla i X-Y-läge. 
 
Att mäta spänning via spänningstransformator och strömtransformator är till synes ett sätt att komma runt dom livsfarliga spänningarna,  med ett undantag - strömtrafon blir verkligen livsfarlig om man inte hantera den rätt - dvs. alltid har ett lastmotstånd av rekomenderad  typ inkopplad sekundären och som inte kan brytas av misstag - försvinner den motståndet och slingan bli öppen så kommer det brinna lika mycket som en ljusbågen från en tändtransformator från en oljebännare - då ju större nedväxling av ström man vill ha - ju högre är spänningen på sekundärspolen om den inte är kortsluten  - dvs. är strömkopplingen 100:1 så kommer spänningen på sekundären vara 40000Volt om trafon är inmonterad på en 400V-ledning med last ansluten om belastningsmotståndet går sönder)

Ytterligare saker som strular är att trafo påverkar alltid kurvformen pga. begränsad bandbredd och spänning som varierar med last pga. resistans i lindningarna , järnmaterialet inte perfekt utan olinjär beroende på magnetisk utstyrning , parasitinduktanser som alltid finns i en trafo och ändra fasläge en smula, allt beroende transformatorernas egna ofullkomligheter även om de är byggda för mätändamål.

---

Hall-element för strömmätning  är populära idag, men jag har inte jobbat med dessa och vet hur linjära dessa är i avseende mot strömkurva  och frekvens. Är det digitalt processad energimätare så kan dessa trimmas mot använd hallelement även på kurvformsnivå,  men om det skall används för att isolera upp en oscilloskop så är det svårt att få in hall-elementets korrosionsvärde på kurvan liksom.

---

Att mäta via ocilloskop kräver goda  mätteknikerkunskap för att räkna fram värden med önskad precision (och också inse varför man inte kan få någon högre precision när man mäter tex via oscilloskop) samt hur man mäter utan att det blir livsfarligt för en själv och andra.

Därför rekommenderar jag inte Oscilloskop i kraftmätningssammanhang om man inte är synnerligen rutinerad - och är man rutinerad så har man ändå de andra dyra instrumenten som krävs för att mäta noga på strömförbrukningar...

---

För gemen privatperson så gäller:

skall man mäta på enfas så skaffar man en stickproppenergimätare av tillräckligt bra klass (kan den visa momentant cos(φ) och PF (powerfactor) i någon av sina menyer så är det lovande)

skall man mäta på 3-fas så skaffar man sig en 3-fasmätare (förmodligen avsedd för DIN-skena) där man innan köp kontrollerar att kan se momentana förbrukningen på de olika storheterna inkl cos(φ) och PF (powerfactor).   

Ovanstående  är det billigaste och noggrannaste en privatperson kan mäta för rimliga pengar och med samma teknik som används i elmätare som skapar ellräkningen  och utan att grilla sig själv på elströmmen för att han/hon slant med proben eller kopplade jordarna fel     

Utloggad kornman

  • Lär mig om värmepumpar
  • **
  • Antal inlägg: 20
SV: Vad har en kompressor för cosφ?
« Svar #4 skrivet: 18 augusti 2011, 21:54:09 »
Tack XXARGAS, för oerhört uttömmande svar. Jag bockar mej för att du tog dej tid.
Jag har mätt en hel del i mina dagar, och kan därför se att dina kunskaper och erfarenheter är mycket stora. Både teoretiskt och praktiskt.
Respekt.
Jo, jag vet att cos(φ) varierar med kompressorns/motorns mekaniska belastning.
Här ligger dock kompressorn hela tiden strax under märkström (åtminstone under de 20 minuter då acctanken gick från 36 till 46 grader), så cos(φ) borde vara någorlunda konstant.

Med skoltiden i färskt minne (då en wattmeteruppkoppling tog upp halva labbänken) blev jag oerhört imponerad av de små stickpropps-elmätarna då de kom, eftersom de kunde presentera så många elektriska storheter, dessutom över tid.
Jag har redan en "Energy logger 4000" för enfas vilken fungerar utmärkt (förutom exportfunktionen till SD-kort).
Den fungerar i bägge riktningarna (vilket de flesta gör), så att jag även kan mäta vad solpanelernas inverter kör ut på nätet.

För trefas har jag hittat den här http://elektronik-online.se/trefasstrommatare-din-skenor-80-a. Informationen är knapphändig och viktiga elektriska data saknas.
Även info om denna är knapphändig http://www.evbutiken.se/energimatare-3fas-3x230400v-ac-p-12629.aspx?utm_source=kelkoo.
Denna mäter även momentant, men det är oklart vilka värden den presenterar http://www.elbutik.se/product.html/energimatare-hager-ec350?category_id=1832
Någon trefas-mätare som förutom energimätningen ger alla elektriska storheter, över tid, har jag inte funnit.

Grunden till mitt sökande är att jag vill få en uppfattning om pumpens cop-faktor. Då ska jag förstås mäta energi i stället för effekt, vilket ter sej enklare (då det finns många kWh-mätare) men jag tycker ändå det skulle vara intressant att få reda på aktiv effekt , bl.a.  för att räkna energi och cop-faktor på flera sätt och dubbelkolla värdena .

Utloggad tipo874

  • Guldmedlem
  • Dignitär inom värmepump
  • ******
  • Stad/land: Uppsala
  • Antal inlägg: 3457
SV: Vad har en kompressor för cosφ?
« Svar #5 skrivet: 18 augusti 2011, 22:57:20 »
Kamstrup elmätare kan visa momentan aktiv effekt, och har även "trippmätare" så man kan mäta energin över tid. Iofs lika enkelt att räkna ut manuellt.

Även om märkströmmen är i stort sett konstant så skiljer ju effektförbrukningen avsevärt med varierande temperatur, vilket med xxargs eminenta förklaring borde innebära att effektfaktorn (cos φ) ökar.

Min Stiebel brukar börja på ca 2,5 kW och sluta på över 4 kW vid en VV-körning.

Jag ser att Niben började på ca 3,5 kW och slutade på 4,8 kW för en VV-körning idag.
Villa utan källare i Uppsala, 175m², 2-våningsdel byggd 1928, 1-plansdel byggd 1978, 75m² garage/förråd.
Stiebel-Eltron WPF-10, 200l arbetstank, 290l vvb, 200m bergkollektor, konverterat från direktel 2004, 14 radiatorer + handdukstork, golvvärme i garage/förråd. 2x30-rörs solpanel till varmvatten, inst sommaren 2009 och 2010. Maj 98 -  maj 99: 41125 kWh, apr 11 - apr 12: 15490 kWh, varav vp 7557 kWh.

http://spiff.hax.se/log.html

Gammal timrad dalagård, två våningar plus källare (3x42m²), 20 radiatorer. Timrad gäststuga, två våningar (2x35m²) via kulvert, 10 radiatorer.
Nibe F1245-12, 2x350m jordkollektor, 300l arbetstank. Konverterat från direktel 2010. Förbrukning 2010: 40553 kWh, 2011: 10723, rullande år: 8760 kWh.

Inloggad Rickard

  • Rickard
  • Administratör
  • Dignitär inom värmepump
  • *****
  • Stad/land: Piteå
  • Antal inlägg: 25554
  • Ägare av forumet
SV: Vad har en kompressor för cosφ?
« Svar #6 skrivet: 18 augusti 2011, 23:05:06 »
Jag tar mig friheten att länka till Kamstrupen: http://www.energibutiken.se/elmatare/5-kamstrup-382-3-fas-elmatare.html

Utöver att den kan visa momentaneffekten går den även mycket bra att logga med Logger 2020: http://www.energibutiken.se/hem/1-logger-2020-temperaturlogger.html

Och då kan du få en graf över tid:
« Senast ändrad: 18 augusti 2011, 23:10:24 av Rickard »
Webbshop för energisparare:http://www.energibutiken.se/
Till forumets kostnadsfria Offerttjänst: http://www.energioffert.se
Min loggade anläggning: http://e-logger.se/pub?rmarklund
Mina andra forum: www.poolforum.se och: www.atvforum.se
Konverterat från direktverkande elradiatorer till vattenburet och värmepump 2003. Hus: Älvsbyhus -75, Ort PITEÅ, uppvärmd yta ca 170 m2. Värmepump Nibe 1210.7 kW, 500 meter ytjord-kollektor i en slinga, 14 st Korado radiatorer,2-rörs vattenburet system. Utomhuspool 4 X 8 meter som värms med värmepump till ca 30 grader under maj-sept.
Yrke: Egen företagare, bakgrund: Systemtekniker med inriktning mot styr/regler. 3 års yrkesutbildning + diverse internutbildningar, 20 års yrkeserfarenhet.
Allt om mig: http://www.varmepumpsforum.com/vpforum/index.php?topic=5196.msg48236#msg48236

Utloggad xxargs

  • Guldmedlem
  • Dignitär inom värmepump
  • ******
  • Antal inlägg: 1123
SV: Vad har en kompressor för cosφ?
« Svar #7 skrivet: 18 augusti 2011, 23:40:01 »
Jag skulle nog försöka hitta en effektmätare som visar momentan absorberad effekt och intergrerad effekt  så bra som möjligt.

för att räkna COP så får man nog förutom en ögonblicksvärde hur mycket effekt kompressonr tar i effekt vara beredd att krypa runt sin anläggning plocka på temperatursensorer  för att mäta värme på olika punkter (hetgastemperatur och suggastemperatur in och ut kompressorn är viktiga data - och dessutom bör man veta suggastryck och kondensortryck (mättnadstryck för gaserna) samt temperaturerna in och ut  på gassidan på kondensor och evaporator och om möjligt behöver man ha koll på brine/lufttemperatur och dess flöde.

med andra ord för att kunna skatta COP  så måste man ha koll på alla in och utflödens energimängder  utöver effekten mätt som elektrisk effekt med Wattmätare.

lite om hur sanden gjorde för att försöka räkna skillnaden på olika saker inkluderande COP-värde  när man testade R134a mot nya HFO1234yf i en bil-AC kan man finna (efter mycket letande då denna fil har flyttat plats hela tiden)  i http://www2.dupont.com/Refrigerants/en_US/assets/downloads/SmartAutoAC/2007_Sanden_GAR_Test.pdf

det som brukar vara svårast i sådana här mätningar när man skall skatta COP är att mäta flödena i volym (egentligen massa) per tid på brinevätska/luft in och ut ur systemet.

Man kan ta mycket hjälp av tex coolpack och putta in sina kända värden i simulatorn - tex kan det vara tämligen intressant att försöka få till samma hetgastemperatur ut från kompressorn  som den uppmätta med den inmatade effekten till kompressorn i Watt räknat och med den uppmätta kondensor resp evaporatortemperaturen inkl underkylning  och överhettning av gasen  på resp sidor. - har provat lite på min portabla AC genom att mäta ett antal punkter och hur man än gör så verkar den skyffla betydligt mer värme/kyla än vad märklåten säger - nästa lite för bra att det måste vara något fel och man vill göra rimlighetskoll - och då är man tillbaka till 'hur mäter man luftflöde på ett bra sätt' - dvs hur många hundra m^3/h luft blåser fläkten egentligen??



« Senast ändrad: 18 augusti 2011, 23:45:32 av xxargs »

Inloggad Rickard

  • Rickard
  • Administratör
  • Dignitär inom värmepump
  • *****
  • Stad/land: Piteå
  • Antal inlägg: 25554
  • Ägare av forumet
SV: Vad har en kompressor för cosφ?
« Svar #8 skrivet: 18 augusti 2011, 23:43:18 »
Nu gällde väl detta en bergvärmepump, eller har Thoren luft/vatten-pumpar?
Webbshop för energisparare:http://www.energibutiken.se/
Till forumets kostnadsfria Offerttjänst: http://www.energioffert.se
Min loggade anläggning: http://e-logger.se/pub?rmarklund
Mina andra forum: www.poolforum.se och: www.atvforum.se
Konverterat från direktverkande elradiatorer till vattenburet och värmepump 2003. Hus: Älvsbyhus -75, Ort PITEÅ, uppvärmd yta ca 170 m2. Värmepump Nibe 1210.7 kW, 500 meter ytjord-kollektor i en slinga, 14 st Korado radiatorer,2-rörs vattenburet system. Utomhuspool 4 X 8 meter som värms med värmepump till ca 30 grader under maj-sept.
Yrke: Egen företagare, bakgrund: Systemtekniker med inriktning mot styr/regler. 3 års yrkesutbildning + diverse internutbildningar, 20 års yrkeserfarenhet.
Allt om mig: http://www.varmepumpsforum.com/vpforum/index.php?topic=5196.msg48236#msg48236

Utloggad xxargs

  • Guldmedlem
  • Dignitär inom värmepump
  • ******
  • Antal inlägg: 1123
SV: Vad har en kompressor för cosφ?
« Svar #9 skrivet: 19 augusti 2011, 00:05:25 »
Media som media - man måste mäta på samma sätt vare sig det är vatten, brineblandning eller luft - det handlar mest om volymskillnad

Vatten är förmodligen lättare att mäta flöden på än luft och dessutom ändrar sig inte densiteten så mycket när den går ned några grader medans luft påverkas mer.

i slutändan så vill man veta hur många kilo/h och hur många grader media som kyls av evaporatorn och motsvarande hur många grader samt kilo media värms av kondensorn med en viss insats av specifik energimängd till kompressorn.


Inloggad Rickard

  • Rickard
  • Administratör
  • Dignitär inom värmepump
  • *****
  • Stad/land: Piteå
  • Antal inlägg: 25554
  • Ägare av forumet
SV: Vad har en kompressor för cosφ?
« Svar #10 skrivet: 19 augusti 2011, 06:06:47 »
Både värmemätare och elmätare visar i sina respektive normala arbetsområden mindre än 0.5% fel, och även om dessa fel multipliceras i en COP-beräkning så blir felvisningen inte så hemskt stor, man kommer rätt nära sanningen, om jag tänker rätt blir felvisningen normalt mindre än 2.5%.
Webbshop för energisparare:http://www.energibutiken.se/
Till forumets kostnadsfria Offerttjänst: http://www.energioffert.se
Min loggade anläggning: http://e-logger.se/pub?rmarklund
Mina andra forum: www.poolforum.se och: www.atvforum.se
Konverterat från direktverkande elradiatorer till vattenburet och värmepump 2003. Hus: Älvsbyhus -75, Ort PITEÅ, uppvärmd yta ca 170 m2. Värmepump Nibe 1210.7 kW, 500 meter ytjord-kollektor i en slinga, 14 st Korado radiatorer,2-rörs vattenburet system. Utomhuspool 4 X 8 meter som värms med värmepump till ca 30 grader under maj-sept.
Yrke: Egen företagare, bakgrund: Systemtekniker med inriktning mot styr/regler. 3 års yrkesutbildning + diverse internutbildningar, 20 års yrkeserfarenhet.
Allt om mig: http://www.varmepumpsforum.com/vpforum/index.php?topic=5196.msg48236#msg48236

nibe, ctc, baxi, golvvärme, solenergi luft luft, luft vatten, toshiba polar, värmepump luft luft
 

AirPatrol
Besök vår webshop, klicka här!
Energioffert.se
luftvärmepumpar, tillbehör, installationsmaterial, vi har allt!
Lär dig allt om värmepumpar!

Online just nu!

SimplePortal 2.3.3 © 2008-2010, SimplePortal