Ämne: Högre flöde med lägre delta t eller lägre flöde med större delta t

[PerJ]

Detta var en av de mer intresanta diskussioner som jag läst på detta forum.

Per J har jag tolkat dig rätt:

1 Rekomendationen att hålla en dT på 7-8 ºC på vb sidan har inget med högsta COP att göra. Enligt dina uträkningar får du ju bättre COP med lägre deltaT.

2 Fullständig kondensering sällan är ett problem, regleringen i vp ser till att hålla rätt över & undertryck för optimal över och underkylning utifrån temp på vb och kb. 

 

1, Det jag menar är att i verkligheten är optimat för högsta COP tämligen flackt, det spelar inte så stor roll. Det jag gjort är att beräkna radiatorer-kondensor-kompressor i ett system som sitter ihop och balanserat dessa så att effekterna är lika.
6-10 K temperaturdifferans på varmasidan är ett rimligt värde, man ska iallafall inte ligga under.
Detta gäller om VP:s kondensor jobbar direkt mot radiatorerna, dvs inte om man har extra pumpar eller actankar.

Tittar man bara på VP utan att ta hänsyn till värmeavgivningen från radiatorerna så får man andra resultat.

Kör man med konstant utgående VB temp av 50ºC och ändrar flödet utan att fundera på hur raddarna funkar så får man följande resultat:

Delta T VB 4 K
VBin 46 ºC
VBut 50 ºC
Vätsketemp 48 ºC
Kondenseringtemp (dew) 53,0 ºC
Effekt VP 9,7 kW
COP 3,39

Delta T VB 8 K
VBin 42ºC
VBut 50 ºC
Vätsketemp 44ºC
Kondenseringtemp (dew) 51,5 ºC
Effekt VP 10 kW
COP 3,59

Delta T VB 12 K
VBin 38ºC
VBut 50 ºC
Vätsketemp 40ºC
Kondenseringtemp (dew) 50,7 ºC
Effekt VP 10,3 kW
COP 3,75

Räknar man på bara VP så ser man att COP stiger när man sänker flödet, detta pga att kondenseringen sjunker tack vare att inkommande VB är kallare så att utgående temperaturdifferans minskar, dvs kondenseringen sjunker vid konstant utgående temperatur samtidigt som underkylningen ökar.

Problemet med ovan är att effekten på radiatorerna sjunker när flödet sänks och det måste kompenseras med höjd framledningstemperatur, dvs sänkt COP.

En sak är viktigt, inga kortslutningar i systemet som höjer returen i onödan, tex radiatorer med låg avkylning. Större primärflöde än sekundärflöde på anläggningar med dubbla cirkulationspumpar.

2 Rätt, Får man inte fullständig kondensering så beror det på köldmediebrist. Suggasöverhettningen ska expansionsventilen reglera.

PerJ

[Roland]

2 Fullständig kondensering sällan är ett problem, regleringen i vp ser till att hålla rätt över & undertryck för optimal över och underkylning utifrån temp på vb och kb. 

Ofullständig kondensering skall det inte kunna bli om det har fyllts i rätt mängd köldmedium i systemet. Det kommer då alltid att finnas vätska i botten på kondensorn.

[tracker]

PerJ
tack för utförliga förklaringar. jag kör mot acctank och har problem med kortslutning, vilket ger högst cop ?
alt 1: cp på max    vpr 32.7, vpf 38.6, vbr 31.0, vbf 34.6
alt 2: cp på mellan vpr 30.2, vpf 38.9, vbr 29.7, vbf 32.8
alt 3: cp på min     vpr 32.7, vpf 43.7, vbr 32.0, vbf 36.0
vilket ger bästa driftsförhållande ?

[PerJ]

PerJ
tack för utförliga förklaringar. jag kör mot acctank och har problem med kortslutning, vilket ger högst cop ?
alt 1: cp på max    vpr 32.7, vpf 38.6, vbr 31.0, vbf 34.6
alt 2: cp på mellan vpr 30.7 vpf 38.9, vbr 30.2 vbf 33.8
alt 3: cp på min     vpr 32.7, vpf 43.7, vbr 32.0, vbf 36.0
vilket ger bästa driftsförhållande ?

Har du en eller två cirkulationspumpar?
Shuntventil som shuntar mot raddarna?
Hur är akken kopplad?

Om du har extra ciirkulationspump mot radiatorerna så skulle jag försäka få ned flödet där så att man utnyttjar det varma vattnet som VP producerar och dessutom sänka returen ytterligare någon grad.

vpr och vbr temperaturerna är lika bra. vpf är varmare än vbf, verkar onödigt.

Utan att exakt räkna på det så verkar mellanfarten vara ok.

PerJ

[tracker]

idag är det 3 pumpar
1 till tank från vp
1 st till källarvåning som är en shuntgrupp
1 st till markplan som är en shuntgrupp
pumpen går i princip bara när ngn kallar på full shunt + en liten programsnutt i PLC:n
vbf går ut 20 cm från toppen
vpf 20 cm under den
vbr 30 cm under den
vpr i botten
tank med solslinga i botten samt förvärmningslinga + toppslinga för vv
elementen är av den typen som har ett kopparrör fastsatt på baksidan av en konvektorplåt, så ngt DT över elementen är nog inte så lätt (innehåller kanske 1 liter vatten)

[PerJ]

idag är det 3 pumpar
1 till tank från vp
1 st till källarvåning som är en shuntgrupp
1 st till markplan som är en shuntgrupp
pumpen går i princip bara när ngn kallar på full shunt + en liten programsnutt i PLC:n
vbf går ut 20 cm från toppen
vpf 20 cm under den
vbr 30 cm under den
vpr i botten
tank med solslinga i botten samt förvärmningslinga + toppslinga för vv
elementen är av den typen som har ett kopparrör fastsatt på baksidan av en konvektorplåt, så ngt DT över elementen är nog inte så lätt (innehåller kanske 1 liter vatten)

Att du tappar temperatur mellan vpf och vbf beror med stor sannorlikhet på hur tanken är ansluten till systemet. För det första så ska man normalt köra så lite vatten in och ut ur tanken som möjligt. Det vill säga i ditt fall bör anslutningarna på tanken för vpf och vbf kopplas ihop utanför tanken, sen ska bara över/underskott gå in i tanken. Samma med vbr och vpr.

Sen verkar du ha HE raddar...
Nåja, jag skulle iallfall försöka strypa ned flödet något.

PerJ

[Avensis]

idag är det 3 pumpar
1 till tank från vp
1 st till källarvåning som är en shuntgrupp
1 st till markplan som är en shuntgrupp

Det vill säga i ditt fall bör anslutningarna på tanken för vpf och vbf kopplas ihop utanför tanken, sen ska bara över/underskott gå in i tanken. Samma med vbr och vpr.

vpf är varmare än vbf, verkar onödigt.

PerJ

Mycket möjligt att jag inte fattar det här, men om man har ett system med acktank och shunt, måste väl vpf vara lite varmare än vbf?

Att koppla i hop  vbr och vpr och bara låta över/underskott gå in i tanken är bra, men om man kopplar ihop vbf och vpf då vill det iaf i mitt system ge en för hög framledningstemperatur. På lägsta läge  för kompressorns cirkpump är vpf ca 8 grader högre än vpr. På lägsta läge är också flödet vpf-/pr ca 4 gånger mer än vbf/vbr

Jag kan då inte koppla vpf direkt till vbf, men måste inom ack och därefter till shunt/vbf.

Hela poenget med shunt är då att shunta ut exact inställd vbf från ack?

[PerJ]

[/quote]
Mycket möjligt att jag inte fattar det här, men om man har ett system med acktank och shunt, måste väl vpf vara lite varmare än vbf?

Att koppla i hop  vbr och vpr och bara låta över/underskott gå in i tanken är bra, men om man kopplar ihop vbf och vpf då vill det iaf i mitt system ge en för hög framledningstemperatur. På lägsta läge  för kompressorns cirkpump är vpf ca 8 grader högre än vpr. På lägsta läge är också flödet vpf-/pr ca 4 gånger mer än vbf/vbr

Jag kan då inte koppla vpf direkt till vbf, men måste inom ack och därefter till shunt/vbf.

Hela poenget med shunt är då att shunta ut exact inställd vbf från ack?
[/quote]

Om man har en shunt till radiatorerna spelar igentligen ingen roll. Shunten monteras så att den blandar in kallt vbr vatten till vbf. Det varma vattnet tas från samma anslutning på acken som vpf. Det kalla "överskotts" vbr vattnet ansluts till samma anslutning som vpr.

Borde rita en skiss, men måste iväg...

PerJ

[Carl N]

PerJ.

Jag får fortfarande inte ihop detta, hur kan du räkna på en kondenseringstemp som är högre än VB-ut, hur funkar egentligen detta?

I min värld så kondenserar köldmediet mot ytan på kondensorn som rimligen borde ha nästan samma temp som VB, i toppen på kondensorn blir det då ungefär samma temp som VB-ut. Någon tiondel högre kondenseringstemp kan det säkert bli på grund av värmeöverföringsgradienter men inte mer, eller?

Hur kan då köldmediet kondensera till en högre temp än vad ytan i kondensorn har?

[Avensis]

Om man har en shunt till radiatorerna spelar igentligen ingen roll. Shunten monteras så att den blandar in kallt vbr vatten till vbf. Det varma vattnet tas från samma anslutning på acken som vpf. Det kalla "överskotts" vbr vattnet ansluts till samma anslutning som vpr.

Då fattade jag 

[Carl N]

Ytterligare en kommentar kring ofullständig kondensering:

R407C är ju sammansatt av flera köldmedie med en liten skillnad i förångningstemp vid samma tryck. Jag vet så mycket att just denna egenskap utnyttjas vid destillering av vätskor. Borde det inte bli en destilleringseffekt om tempdiff VB över kondensorn är för liten. En del av den mer lättflyktiga fraktionen av R407C stannar i gasfas och bara den "tyngre" fraktionen följer helt med till förångaren?

Det innebär inte att det kommer bubblor i synglaset, gas är som bekant lättare än vätska så gasen stannar i kondensorn. Men kondenseringen blir inte fullständig och COP sjunker drastiskt.

Så tänker jag mig ofullständig kondensering, en skillnad i sammansättningen mellan förångaren och kondensorn med en högre halt av den tyngre fraktionen av R407C i förångaren och motsvarande lägre halt av den tyngre fraktionen i kondensorn.

[Roland]

R407C är ju sammansatt av flera köldmedie med en liten skillnad i förångningstemp vid samma tryck. Jag vet så mycket att just denna egenskap utnyttjas vid destillering av vätskor. Borde det inte bli en destilleringseffekt om tempdiff VB över kondensorn är för liten. En del av den mer lättflyktiga fraktionen av R407C stannar i gasfas och bara den "tyngre" fraktionen följer helt med till förångaren?

Det är helt riktigt inte samma sammansättning på vätske- och gasfasen i kondensorn utan gasfasen innehåller mer av de lättflyktiga komponenterna i en relation som bestäms av jämvikten mellan gas och vätska. Men det är ett stationärt tillstånd, det avgår med vätskan från kondensorn lika stora mängder av komponenterna som tillförs från kompressorn. Kondenseringen är fullständig. Att gasen i kondensorn har något högre halt av lättflyktiga komponenter spelar ingen roll för kondensorns funktion, de lättflyktiga komponenterna kondenserar de också. 

[Carl N]

R407C är ju sammansatt av flera köldmedie med en liten skillnad i förångningstemp vid samma tryck. Jag vet så mycket att just denna egenskap utnyttjas vid destillering av vätskor. Borde det inte bli en destilleringseffekt om tempdiff VB över kondensorn är för liten. En del av den mer lättflyktiga fraktionen av R407C stannar i gasfas och bara den "tyngre" fraktionen följer helt med till förångaren?

Det är helt riktigt inte samma sammansättning på vätske- och gasfasen i kondensorn utan gasfasen innehåller mer av de lättflyktiga komponenterna i en relation som bestäms av jämvikten mellan gas och vätska. Men det är ett stationärt tillstånd, det avgår med vätskan från kondensorn lika stora mängder av komponenterna som tillförs från kompressorn. Kondenseringen är fullständig. Att gasen i kondensorn har något högre halt av lättflyktiga komponenter spelar ingen roll för kondensorns funktion, de lättflyktiga komponenterna kondenserar de också. 

Jag är inte så säker på att förhållandet mellan de tunga och lätta komponenterna är ovesentligt för värmepumpens funktion, men det är mer en känsla jag har, jag har inga belägg för detta mer än empiriska tester. Uteffekten verkar sjunka rätt drastiskt då diff VB går under ca 5 ºC. 

Och ju större diff VB det är över kondensorn, ju lättare är det för de lätta komponenterna att kondensera ut och jämna ut förhållandet mellan kondensor och förångare borde det vara.

[Carl N]

Jag ska använda ett annat uttryck än ofullständig kondensering som verkar innebära att gasbubblor når expansionsventilen.

Det jag menar är att om diff VB är för låg så utnyttjas inte köldmediets hela glide.

Om inte hela gliden utnyttjas i kondensorn så borde rimligen en viss fasseparation (eller uppdelning av faskoncentration) ske mellan de "lättare" och "tyngre" komponenterna av köldmediet.

Jag har funderat och kommit fram till en teori om varför kondensering kan ske vid en högre temp än VB-f (vilket försämrar COP och uteffekt). Om fasseparationen blir för stor så ökar den lättare komponenten trycket i kondensorn, eftersom koncentrationen av denna komponent är större här. Den lätta komponenten vill heller inte kondensera ut eftersom VB-r (i botten på kondensorn) är för hög för att det ska ske. Kompressorn får då jobba mot ett högre tryck och kondenseringstemp blir högre än VB-f.

Detta borde rimligen också besvara min egen fråga om hur kondenseringstemp kan bli högre än VB-f.

[Roland]

Det jag menar är att om diff VB är för låg så utnyttjas inte köldmediets hela glide.

Om inte hela gliden utnyttjas i kondensorn så borde rimligen en viss fasseparation (eller uppdelning av faskoncentration) ske mellan de "lättare" och "tyngre" komponenterna av köldmediet.

Diff på VB kan inte påverka köldmediets glide. Det är samma temperaturskillnad mellan början och slut på köldmediets kondensation då den bestäms av sammansättningen.

Delar av kondenseringen måste ske vid högre temperatur än VB-f, värme leds ju bara från högre till lägre temperatur. Jag tror att misstaget i resonemanget är orsakat av tron att först kondenserar den högkokande komponenten ut, sedan den med låg kokpunkt. I själva verket är det hela tiden en blandning som kondenserar ut men sammansättningen ändras under kondensationens gång.