Ämne: Uthålligt system?

[NisseB]

Är det någon som förstår sig på hur mycket energi man kan utvinna ur borrhålet på ett uthålligt sätt. Dvs så att borrhålet inte kyls ned med tiden för att man tar ut mer energi än vad som fylls på med solenergin.

Enligt konsumentvägledaren i vår kommun kan man ta en energimängd på 145 KWh och löpmeter vattenpelare per år. Tar man ut mer så kallnar hålet så småningom och man kan inte värmeväxla längre! Det skulle alltså motsvara påfyllnaden av solenergin per år som hela värmepumpsystemet bygger på.

Mitt hål är 100 meter djupt och vattenpelaren kanske är 95 meter. Jag kan då utvinna 13375 KwH ur hålet. Med en uteffekt på 6.9 KwH så når jag det efter 2000 driftstimmar (1996 om man ska vara petig). Insatsen (kostnaden för min del med tillförd el) ska då vara en tredjedel av vad jag får ut.

Kikar jag på driftstatistik så har systemet gått på över 4000 driftstimmar på kompressorn per år i snart tio år. Antingen stämmer inte 145 kwH per meter eller så har vi tur med att vårt grundvattenflöde är större än normalt. Jag har inte sett detta ämne belyst. Vi borde ha ett djupfryst hål vid det här laget.

Matten stämmer heller inte om man räknar med 4000 driftstimmar och 2.3 kW inmatad effekt. Då borde min årsförbrukning vara under 10 000 kwH för uppvärmning och varmvatten (bortsett från toppning med elpatronen).

Anledningen i att jag funderar på det här att vi har hög konsumtion av energi hemma, runt 26 000 kwH per år på 212 kvadrats villa. Konsumtionen går sakta upp år för år.

[Roland]

I mellansverig har berget en temperatur på ca 7 grader. Man bör inte ha lägre temperatur på ingående köldbärare än noll grader. Det gör att det med normal värmeledningsförmåga hos berget och värmeövergångstal i borrhål och slangar att det går att ta ut 35 W/meter aktivt borrhål kontinuerligt utan problem. Det blir ca 300 kWh/år och meter. Då man inte behöver värma huset hela året är ett normalt värmeuttag ungefär hälften av detta. Det är inte antalet kWh/år som bestämmer hur mycket värme som kan tas ut från borrhål utan effekten/meter under en längre tid. 

Det går att ta ut högre effekt per meter men då blir temperaturen på köldbäraren motsvarande lägre och det kan bli problem med frysning i borrhålet. Dessutom blir det sämre verkningsgrad på värmepumpen, det är inte ekonomiskt med större temperaturskillnad än 7 grader. 

De första decennierna är det ingen påfyllnad genom solvärme utan man tar av bergets förråd av värme. Det är efter 3-4 decennier som värmeledningen från ytan börjar spela roll. De första 5 åren sjunker köldbärartemperaturen något i och med att den nerkylda zonen blir större. Därefter lär man inte märka någon förändring. Har borrhålet fungerat i 10 år kommer det att fungera tills nästa istid.

[NisseB]

Tack. Jag har hittils i snitt tagit ut 38 W per meter vattenpelare. Men det har ju aldrig frysit, i alla fall har jag aldrig noterat något problem.

Då behöver jag inte bekymra mig över det.

Effekt multiplicerat med tid är dock energi så jag förstod inte varför kwh/m/år skulle vara fel måttstock. Det är ju bara att räkna om till kontinuerlig uttag av W/m.

[Carl N]

Det gör att det med normal värmeledningsförmåga hos berget och värmeövergångstal i borrhål och slangar att det går att ta ut 35 W/meter aktivt borrhål kontinuerligt utan problem. Det blir ca 300 kWh/år och meter. Då man inte behöver värma huset hela året är ett normalt värmeuttag ungefär hälften av detta.

Hej!
Jag är tveksam till att det skulle gå att ta ut 35 W/m kontinuerligt över året utan problem. Däremot så funkar det kanske under en del av året om hålet får återhämta sig sen.

Hälften av 300 kWh/m och år blir 150 så siffran 145 kWh/m och år är nog inte så tokig. 

Mitt hål är 100 meter djupt och vattenpelaren kanske är 95 meter. Jag kan då utvinna 13375 KwH ur hålet. Med en uteffekt på 6.9 KwH så når jag det efter 2000 driftstimmar (1996 om man ska vara petig). Insatsen (kostnaden för min del med tillförd el) ska då vara en tredjedel av vad jag får ut.

Inte riktigt, av de 6.9 kW så får du ca 4,6 från borran och 2,3 från kompressorn, med 4000 drifttimmar/år blir det 18400 kWh.

Men jag funderar över ekvationen, en hög HH-el kombinerat med att din borra inte fryser trots att borran är klart underdimensionerad.
Kan du se hur mycket eltillskott du har på din VP?
Kör du med öppna termostater och justerar värmen på din VP?

[Roland]

Jag är tveksam till att det skulle gå att ta ut 35 W/m kontinuerligt över året utan problem. Däremot så funkar det kanske under en del av året om hålet får återhämta sig sen.

Det fungerar. Hålet behöver inte återhämta sig. Största delen av temperaturfallet sker i och i närheten av borrhålet. Efter några månaders drift har temperaturgradienten där ställt in sig. Skillnaden mellan uttag halva året eller kontinuerligt uttag blir inte så stor. För att det skall vara någon mening med en återhämtningsperiod måste perioderna för återhämtning och värmeuttag växla betydligt snabbare än en gång per år, högst några veckors längd på perioderna. Av samma orsak är det meningslöst att ladda borrhål sommartid med solfångarvärme.

[Carl N]

Jag är tveksam till att det skulle gå att ta ut 35 W/m kontinuerligt över året utan problem. Däremot så funkar det kanske under en del av året om hålet får återhämta sig sen.

Det fungerar. Hålet behöver inte återhämta sig. Största delen av temperaturfallet sker i och i närheten av borrhålet. Efter några månaders drift har temperaturgradienten där ställt in sig. Skillnaden mellan uttag halva året eller kontinuerligt uttag blir inte så stor. För att det skall vara någon mening med en återhämtningsperiod måste perioderna för återhämtning och värmeuttag växla betydligt snabbare än en gång per år, högst några veckors längd på perioderna. Av samma orsak är det meningslöst att ladda borrhål sommartid med solfångarvärme.

Hmmm....

Jag ser att du har en 5 kW VP och 118 meter borra, maxuttag från borrhålet är väl då ca 3,3 kW eller 28 W/m.
35W/m blir drygt 4 kW belastning på borran och skulle innebära att du skaffar en 6 kW VP och kör den på max året om, menar du verkligen att det skulle funka utan att borrhålet blir bottenfruset? 

[NisseB]

Min beräkning grundar sig på märkeffekten på Thermia Villa 60 som ger 6,9 KW. Den värmen dras ur berget. De 2,3 kW som matas in används ju i pannans värmeväxlare för att få ut de 6,9 KW, och har ingen betydelse.

Under de 9 år, två månader och tio dagar som systemet gått har jag använt nästan 43000 timmar på kompressorn. Jag kan då beräkna uttagen snitteffekt per meter vattenpelare genom att dela den totala energin med tiden som den gått och dela det med vattenpelarens höjd.

Sedan kanske inte 6.9 KW stämmer.

Det jag var bekymrad över är om min ökande förbrukning beror på att hålet långsamt utarmas genom att det kyls ned.

Tillskottsvärmen spelar ingen roll i sammanhanget, förutom att det kostar en massa pengar. Jag brukar själv elda när det är kallt, och jag skaffade en insats till öppna spisen för att få det effektivt. Då slipper jag köra på elpatronen i onödan.

[svenske kocken]

Dom 2,3 kw som matas in i pumpen blir till största delen värme som kommer pumpen till godo.

[Carl N]

Min beräkning grundar sig på märkeffekten på Thermia Villa 60 som ger 6,9 KW. Den värmen dras ur berget. De 2,3 kW som matas in används ju i pannans värmeväxlare för att få ut de 6,9 KW, och har ingen betydelse.

Under de 9 år, två månader och tio dagar som systemet gått har jag använt nästan 43000 timmar på kompressorn. Jag kan då beräkna uttagen snitteffekt per meter vattenpelare genom att dela den totala energin med tiden som den gått och dela det med vattenpelarens höjd.

Sedan kanske inte 6.9 KW stämmer.

Det jag var bekymrad över är om min ökande förbrukning beror på att hålet långsamt utarmas genom att det kyls ned.

Tillskottsvärmen spelar ingen roll i sammanhanget, förutom att det kostar en massa pengar. Jag brukar själv elda när det är kallt, och jag skaffade en insats till öppna spisen för att få det effektivt. Då slipper jag köra på elpatronen i onödan.

Som kocken skriver så övergår drivenergin till köldmediet och kommer huset till godo. Det sker direkt i kompressorn när den höjer trycket på köldmediat så ökar också energiinnehållet i det med ungefär den drivenergi som kompressorn drar (minus värmeförluster).

Sen är det nog så att om temperaturen på KB-in sjunker under noll så minskar både uteffekt och COP på VP:n, så effektuttaget från borran blir mindre än den 4,6 som jag räknade på. Dessutom funderar jag på tillskottstimmarna eftersom då tillskottet ligger i så blir temperaturen på VB högre och även då minskar COP och effektuttagen från borran.

[NisseB]

Just det. Tack för klarläggandet. Då blir det 2/3 av 38 W (dvs runt 25 W per meter), och då ska det ju inte vara något problem.

[Roland]

35W/m blir drygt 4 kW belastning på borran och skulle innebära att du skaffar en 6 kW VP och kör den på max året om, menar du verkligen att det skulle funka utan att borrhålet blir bottenfruset? 

Det är ingen större skillnad på att ta ut värme hela året eller delar av året. Startar man med ett nytt borrhål och tar ut så mycket värme att väggtemperaturen efter 6 månaders kontinerligt uttag har sjunkit 6 grader och sedan kör vidare med samma värmeuttag i ytterligare 5 år (total drifttid alltså 5,5 år) sjunker temperaturen 7,5 grader jämfört med utgångsläget. Får borrhålet efter första halvårets drift i stället återhämta sig ett halvt år, sedan ett halvt års uttag osv. tills 5,5 år gått har temperaturen sjunkit 6,6 grader. Det skiljer bara 0,9 grader mellan kontinuerlig drift jämfört med halvårsvis drift trots att uttagen värmemängd skiljer en faktor två.

När det hela var färdigräknat kom jag på att det tillkommer temperaturfall mellan bergväggen och köldbäraren. Därför motsvarar 6 grader temperaturfall i berget ett totalt temperaturfall till köldbäraren på en så där 9-10 grader. Normalt tar man alltså inte ut så hög effekt som jag räknade med så skillnaden mellan kontinuerlig och intermittent drift i ett riktigt fall blir ungefär 0,6 grader.

[matsG]

De första decennierna är det ingen påfyllnad genom solvärme utan man tar av bergets förråd av värme. Det är efter 3-4 decennier som värmeledningen från ytan börjar spela roll. De första 5 åren sjunker köldbärartemperaturen något i och med att den nerkylda zonen blir större. Därefter lär man inte märka någon förändring. Har borrhålet fungerat i 10 år kommer det att fungera tills nästa istid.

Hej,
Jag får inte ihop det. Efter 3-4 decennier har man uppnått en jämnvikt mellan uttagen energi till VP och tillförd energi via solvärme enligt ovan. Vad händer mellan år 5 och år 30-40? Så länge man tar ut mer värme ur berget än som tillförs kyls berget ner och då borde den nedkylda zonen bli större och/eller väggtemperaturen minska. Även om det är så att främst den nedkylda zonen blir större mellan år 5 och år 30-40 har jag svårt att se att inte väggtemperaturen i hålet förr eller senare kommer att minska ytterligare mellan år 5 och år 30-40.

[Roland]

Helt r

......... Även om det är så att främst den nedkylda zonen blir större mellan år 5 och år 30-40 har jag svårt att se att inte väggtemperaturen i hålet förr eller senare kommer att minska ytterligare mellan år 5 och år 30-40.

Det är rätt resonerat men förändringen mellan år 5 och 30-40 är liten jämfört med vad som händer de första 5 åren att de flesta inte kommer att märka den.