Ämne: Hur mycket is kan det bli?

[Rickard]

En fråga som jag funderat på gäller hur mycket frost som egentligen kan skapas på en luftvärmepumps utedel vid olika driveffekt på kompressorn.
Roland brukar ju vara duktig på att räkna, så detta kanske skulle kunna vara lite hjärngympa för honom... 

Ponera att vi har -5 grader ute och 100% luftfuktighet (det snöar).
Värmepumpen går med 300 W driveffekt och ger ca 1500 W uteffekt.
Hur många kg vatten respektive is kan det bildas på en timme vid dessa förutsättningar?

Jag vet inte hur mycket kallare luften blir före och efter förångaren, men det kanske är en viktig förutsättning för att kunna räkna på det hela?

[TS Comfort AB]

Flöde genom utedel och yta som fukten fastnar på behöver du nog tex även komplettera med .

[TS Comfort AB]

Eller så ställer du helt enkelt en balja under och ser hur mycket vatten det blir
Skulle nog fungera någorlunda om du haft  tochibamodellen där du kan köra en avfrostning manuellt

[Rickard]

Ytan har nog ingen betydelse, flödet är väl kanske viktigare, kan det vara ca 2500 m3/timme?
Det gäller ju att räkna ut fuktufällningen som ett visst effektuttag ger i vikt, då spelar ytan mindre roll.

Jag tänker så här:
Hur mycket vatten skall det rinna av en utedel som avfrostar när det är dags?
Kommer det bara en matsked så avfrostar den ju i onödan.
Kommer det 0.5 liter så är det en "korrekt" avfrostning.

Det talas ju mycket om att maskinerna avfrostar ofta när det är runt 0 eller några grader kallt, och en del tycker att de avfrostar för ofta, då vore det bra att kunna tipsa om hur mycket vatten som man bör förvänta sig kommer vid en "nödvändig" avfrostning.

Driveffekten och uteffekten är här helt avgörande, och jag menar att det säkert kan behövas täta avfrostningar på en maskin som går med hög effekt även när det är "varmt" ute, men hur mycket frost kan det egentligen bli om kompressorn bara drar 300 W?

Kanske är det bästa att göra som du säger, helt enkelt samla upp allt vatten från en avfrostning som helt säkert skedde på ett korrekt sätt med en jämnt och fint påfrostad förångare.

Nu har man  nåt att göra i helgen också. 

[TS Comfort AB]

Ytan som fukten ska fastna på så det blir ”is” så du har något att mäta ser jag som en förutsättning att man har med ?

Viss skillnad om du har säg 50 cm2 eller 2 m2 yta som fukten/isen kan fastna på

[Bluekobolt]

Om vi tar Mit FH35 vs. Toshiba RAS-25 så är dessa  lika starka effektmässigt, men man har ju en helt annan volym på Toshibans utedel gentemot Mit, så TS Comfort har rätt. Sen upplever jag att Mit avfrostar något färre gånger per dygn än Toshiban men det hör ju inte hit.

[Rickard]

Jag håller inte med om att ytan är avgörande.
Lufthastigheten och temperatursänkningen är det som används i eventuell formel om ni frågar mig.
Man kan i och för sig inte sänka temperaturen på luften lika mycket med en liten förångaryta, men det spelar liksom ingen roll om man vet temperatursänkningen och luftflödet.

[TS Comfort AB]

Så själva ytan som fukten ska "fastna" på har knappt betydelse menar du när du är ute efter att mäta mängden vatten vid en avfrostning ?

Jag får inte ihop det då jag tycker kombinationen av yta, flöde, och luftfuktighet borde vara med men jag är ingen fysiker å andra sidan 

[Roland]

Ponera att vi har -5 grader ute och 100% luftfuktighet (det snöar).
Värmepumpen går med 300 W driveffekt och ger ca 1500 W uteffekt.
Hur många kg vatten respektive is kan det bildas på en timme vid dessa förutsättningar?

Temperaturen efter förångaren måste vara känd. Är det inte också så att en del av den frost som bildas bryts loss av luftströmmen och aldrig fastnar i förångaren? I vilket fall som helst går det att göra en beräkning på den maximala mängden is som bildas. Det blir med Rickards förutsättningar 0,49 kg/kWh uttagen värme från luften. Då pumpen tar 1,2 kW från luften blir det maximalt 0,6 kg/timme is som bildas.

Viss skillnad om du har säg 50 cm2 eller 2 m2 yta som fukten/isen kan fastna på

För att värmeväxlaren ska fungera utan att det blir alltför höga temperaturdifferenser och inte heller bli för dyr är det förmodligen ett rätt snävt intervall vad gäller överförd effekt per m2 som används. Har man 2 m2 tills sitt förfogande blir det större överförd effekt = större luftmängd = mer is. 

[purjo__]

Så själva ytan som fukten ska "fastna" på har knappt betydelse menar du när du är ute efter att mäta mängden vatten vid en avfrostning ?

Jag får inte ihop det då jag tycker kombinationen av yta, flöde, och luftfuktighet borde vara med men jag är ingen fysiker å andra sidan 

Ursprungsfrågan är kanske lite otydlig? Det intressanta är väl inte hur mycket is det blir på förångaren, utan hur mycket vatten som kondenseras ut per tidsenhet vid ett visst luftflöde och temperatursänkning?
Mängden is som sen bildas på förångaren beror ju, som sagt var, dels på hur stor den är och hur den är konstruerad. Men också på hur snabbt styrsystemet är på att avfrosta.

[purjo__]

Problemet med en sån beräkning är att man inte bara kan utgå från luftflödet och temperaturen på inkommande och utgående luft.
Det intressanta är temperaturen (och arean) just där luften kommer i kontakt med de kalla ytorna.

Beräkningen blir lite enklare om man antar att förångaren hela tiden är isfri (helst också med plusgrader på hela förångaren). Dock är det inte så enkelt i praktiken att räkna ut hur stor del av den passerande luftvolymen som träffar en kall yta och hur stor den partiella nedkylningen av luften blir just där. Blir det is på förångaren som påverkar värmeöverföringen och luftflödet så blir det näst intill omöjligt att beräkna utifrån någon enkel matematisk modell...

Jag antar att tillverkarna har gjort tester där man noggrant har mätt effekter, temperaturer och flöden och mätt fukthalten och/eller vägt vattnet som kondenseras och utifrån det tagit fram schablonvärden för olika typer av förångare under olika driftförhållanden.

[Roland]

Problemet med en sån beräkning är att man inte bara kan utgå från luftflödet och temperaturen på inkommande och utgående luft.
Det intressanta är temperaturen (och arean) just där luften kommer i kontakt med de kalla ytorna.

Det beror på vad man har för ambitionsnivå på kalkylen. Nöjer sig med att uppskatta totala mängden is som kan bildas i förångaren och man gör det enkelt för sig genom att anta att luften som kommer in i förångaren och som lämnar den är mättad är det en enkel kalkyl. Vill man veta hur mycket is som bildas på ett visst ställe i förångaren, då har man problem.

[TS Comfort AB]

Det är just mängden vatten som blir efter avfrostning  som Rickard vill veta för att se själva mängden om jag förstod det hela rätt 

[purjo__]

Om man antar att luften är mättad med fukt före och efter kondensorn så är det enkelt. Kolla i diagrammet hur många gram per kubik det skiljer vid de aktuella temperaturerna och multiplicera med luftmängden.

[TS Comfort AB]

Känns som det inte riktigt är så lätt 

Har dålig koll på tempskillnaden genom utedelen på en vp när det är kallt ute till att börja med, på poolvärmepumparna sommartid brukar det vara runt 10 graders skillnad.

Om vi antar att det är 5 graders skillnad från rickards -5 till då -10 så ser det ut att vara ca 2,5 gram per kubik och det gånger rickards 2500 kubik per timme ger då 6250 gram per timme.

Vid så lågt utnyttjande (300W / 1500W) som det är uppgivet i början så verkar över 6 liter vatten vid avfrostning vara en för hög siffra 

Jag envisas med att påstå att ytan som fukten kan fastna på genom växlaren har betydelse för att få fram mängden vatten efter en avfrostning 

Jag får väl på skallen snart gissar jag men det tar jag 

[Bullikano]

Ja instämmer här att de är nog inte riktigt så lätt förstås, en viktig parameter måste väl va luftfuktigheten ute också. Just nu för egen del med en luftfuktighet ute på mellan 60-65% så blir de inga avfrostningar alls och därmed heller inget vatten alls ifrån en pump, har själv inte haft någon avfrostning under de senaste dygnet och därmed heller inget vatten alls.

[purjo__]

Den enkla beräkningen förutsatte ju att det var 100% RH.

[purjo__]

Jag envisas med att påstå att ytan som fukten kan fastna på genom växlaren har betydelse för att få fram mängden vatten efter en avfrostning 

Ja, den enkla beräkningen tar bara hänsyn till hur mycket vatten som försvinner från luften på väg genom värmepumpen.

Ska man räkna ut hur mycket som blir till is som fastnar på lamellerna så blir det betydligt mer avancerat. Det beror ju på förångarens storlek, lamellernas temperatur, lufthastighet, värmeöverföring genom redan bildad is, hur lång sträcka luften färdas genom den 'kalla zonen'  etc.

Förmodligen är det enklare då att bygga en testanläggning med förångaren upphängd i en våg och mäta hur mycket is det bildas genom att mäta viktökningen.

[TS Comfort AB]

Ja lätt blir det inte!!

Lättast att ställa en balja under utedelen så kommer svaret i sinom tid 

[Rickard]

Ja, så är det ju, men det förutsätter ju att man har en korrekt påfrostad förångare och "råkar" befinna sig där när det är dags för avfrostning.
Det kan kräva en mycket uthållig person för att det skall timas in korrekt om det är många timmar mellan avfrostningarna.
Är det INTE många timmar mellan avfrostningarna (Vid så låga effekter som jag talar om) så är det rimligen inte ett korrekt värde man får baserat på vattenmängden som rinner av.
Störst chans är väl om man ställer ut ett kärl som får stå där och att man i vart fall kan tima in det så att man väger eller mäter vattenvolymen efter en avfrostning.
Jag har tyvärr inget kärl som är tillräckligt stort för att kunna göra det.

Ytan, än en gång har ingen betydelse, det hänger ju enbart ihop med luftflöde och skillnader i temperatur och hur mättad luften är före och efter förångaren.
Ytan är i och för sig helt avgörande för temperatursänkningen och hur mycket fukt som fälls ut som is på förångaren, men ytan är oväsentlig i formeln om man känner till de andra storheterna.
Min fråga byggde på ett resonemang som innebär att man känner till de andra storheterna, och DÅ blir ytan ointressant som jag ser det.

Vill man räkna ut någon av de andra storheterna så är ytan däremot en del av formeln.

Detta kanske kan uppfattas som en ickefråga av många, men jag anser att det här med "täta avfrostningar" kommer upp som en fråga rätt ofta och det skulle vara bra att kunna ange en rimlig mängd vatten som skall rinna av vid en behovsstyrd avfrostning på en modern luftvärmepump som inte avfrostar onödigt ofta.

[Bullikano]

Den enkla beräkningen förutsatte ju att det var 100% RH.

Sorry, missade detta purjo. Ja nu är de som väl är rätt sällsynt att de är 100% RH ute och spec inte vid 5 minus och heller inte under några längre tider utan snarare vid runt 0 grader istället. Med 100% luftfuktighet ute så blir det täta avfrostningar på mellan ca 30-45 minuters mellanrum och pumparna får då oftast gå för fullt för att kunna hålla innetempen uppe vilket gör att de frostar på snabbt mellan avfrostningarna, på ett dygn blir de då mellan ca 30-35 liter vatten. Skulle pumpen ändå klara att gå på halvfart så blir de under halva den här vattenmängden på 1 dygn.

[Rickard]

Minns förra vintern, det snöade mer eller mindre varje dag här (=100% luftfuktighet) så att det inte skulle vara hög relativ luftfuktighet när det är kallt ute håller jag inte med om.
Förutsättningen var dessutom att maskinen gick med ca 300 W driveffekt och 1.5 kW uteffekt, som inte alls är ovanligt när det är runt 0 grader ute, värmebehovet då är ju inte speciellt stort och många har sina värmepumpar i rätt små utrymmen, stugor, gårdshus, garage eller i hus där värmen sprids dåligt mellan rummen.
OM "full effekt" ger 30 liter vatten så borde 300 W ge ca 5 liter vatten/dygn vid 100% luftfuktighet.
Om vi räknar med att maskinerna avfrostar med 40 minuters intervall vid full effekt och 100% luftfuktighet så borde de kunna gå i ca 4.5 timmar utan avfrostning med de förutsättningar jag gett i min initiala fråga.

[Rickard]

Har räknat lite på det här med avfrostningarna för att komma fram till om det har någon nämnvärd betydelse om värmepumparna avfrostar "onödigt" ofta eller ej när det är runt 0 grader ute.
För att kunna få fram adekvata mätvärden och beräkningar har jag blockerat förångaren på min egen värmepump efter 40 min drift (ca 300 W medeldriveffekt) för att tvinga fram en avfrostning.
När jag täckte för förångaren efter ca 40 minuter så fanns lite frost, knappt märkbart, men ändå - på förångaren.
Så snart maskinen stannade så tog jag bort "täckpappen" som jag hindrat luftflödet genom förångaren med.
Maskinen avfrostade i strax under 3 minuter (kompressor värmer utedel) innan den nått triggernivån för slutförd avfrostning. (Vad den nu är, kanske +15 grader på köldmedieledningen efter förångare?).

Motsvarande tid vid en normal behovsstyrd avfrostning då förångaren är rejält påfrostad tar vid samma utetemp ca 7 minuter.

Snitt-driveffekten effekten i första fallet låg på ca 700 W vilket blir 0.7 kWh om den avfrostat i en hel timme.
3 minuter av en timme är 5% av tiden, och 5% av 0.7 kW blir 0,035 kWh eller ca 3.5 öre i kostnad för en avfrostning.

Den behovsstyrda avfrostningen tog ungefär dubbelt så länge med något högre medel-driveffekt, ca 850 W, så kostnaden för en adekvat behovsstyrd avfrostning blir ca 0,099 kWh eller ca 10 öre.

Kostnaden för täta avfrostningar vid ca 0 till -5°C är alltså extremt små, mycket mindre än jag någonsin kunnat drömma om, och därför är väl denna fråga i princip en ickefråga rent ekonomiskt.
Möjligen i så fall om det sliter på prylarna att det skulle kunna vara ett problem. 

Det som är mycket viktigare är att maskinerna avfrostar på ett riktigt bra sätt när det är kallt ute, dels för att avfrostningarna tar längre tid, men även för att man riskerar att värmepumpen helt enkelt inte orkar värma huset om för stor del av tiden åsidosätts för "onödiga" avfrostningar p.g.a. dålig avfrostningslogik.
Så snart man ersätter värme från värmepumpen med värme från direktverkande el så stiger kostnaderna rejält.
Då det dessutom är svårt att bara tillföra så mycket extern värme att det bara precis hjälper värmepumpen att hålla varmt så finns det en överhängande risk att man brassar på med så mycket "annan värme" att man helt enkelt avlastar värmepumpen mer än nödvändigt vilket medför ytterligare onödiga kostnader.

Baserat på ovanstående test, och beräkning  och utifrån ett kostnadsperspektiv kommer jag inte längre att oroa mig, eller försöka få det att framstå som någon nämnvärd brist - även om värmepumparna avfrostar oftare än man skulle kunna tycka vore relevant så länge temperaturen håller sig runt 0 grader.

Enda gången det egentligen är riktigt viktigt är när det är så kallt ute att värmepumpen får gå med full effekt, DÅ vill man inte förlora onödig drifttid p.g.a. "onödiga" avfrostningar.
Märk väl att en avfrostning inte bara är den tid värmepumpen värmer utedelen, i en avfrostningscykel finns ett antal olika moment:

1. Nedvarvning och stopp av kompressor
2. Stilleståndstid på 1-3 minuter (varierar rätt mycket mellan olika fabrikat) för att trycket i kylkretsen skall utjämna sig innan man låter växelventilen växla.
3. Avfrostning med kompressorn i drift.
4. Stilleståndstid för tryckutjämning.
5. Uppvarvningsfas innan kompressorn når den effekt som vid tillfället behövs för att hålla huset varmt.

Så länge värmepumpen kan hålla huset varmt spelar denna avfrostnings-cykel inte så stor roll, det är i princip bara när värmepumpens maximala effekt krävs för att hålla huset varmt som det är riktigt viktigt att maskinerna avfrostar så sällan som möjligt, men ändå så pass ofta att man säkerställer en problemfri drift.

Har gjort en skärmdump på en avfrostning som sker vid -16 grader för att visa på hur avfrostningen påverkar tiden värmepumpen kan värma effektivt.

Grönt parti i början är innan avfrostning triggas.
Rött parti är själva avfrostningssekvensen.
Gult parti är den del av startfasen som inte ger "tillräcklig effekt" under uppvarvning av kompressorfrekvens.
Grönt parti i slutet är "normal drift med tillräcklig effekt för att hålla önskad temp.

Som ni ser så tar själva avfrostningen inte så lång tid, men totalt sett påverkas driften negativt i nästan 15 minuter.
När det är så kallt ute att man behöver all effekt så är det viktigt att det är så lång tid som möjligt mellan dessa avfrostningar för att man skall maximera tiden i effektiv värmedrift.
10 i skalan till vänster = 1000W effektförbrukning