I tidigare inlägg om låga kompressortemperaturer har jag ifrågasatt verkningsgrad och effekttillskott på min IVT 490, fortfarande under garanti. Efter flera försök att få besked från IVT om det flitigt inkopplade tillskottet kan bero på tappad verkningsgrad tröttnade jag och har nu själv mätt upp vad min IVT 490 förmår tillföra värmesystemet. Det visade sig bli en besvikelse men att den troligen inte jobbar sämre än vad en IVT 490 eller motsvarande annat fabrikat i allmänhet förmår.
Sammanfattningsvis borde jag bättre granskat vad för sorts produkt jag valde för uppvärmningen. Jag, och säkert många andra, blev vilseledd av beteckningen " frånluftsvärmepump" som får produkten att verka höra hemma i samma produktkategori som "riktiga" värmepumpar, samt av specifikationen på "värmeeffekt" som av IVT anges till 1,7 - 2 KW.
OK, visserligen är maskinen enkel att installera, hyfsat billig samt innehåller "all i ett" för en ordinär villa. Det går inte heller att förneka att den återvinner energi ur ventilationsluften med hjälp av Carnotprocessen precis som "riktiga" och större värmepumpar.
Det extra tillskott den ger är dock blygsamt och långt ifrån de 1,7 -2 KW man bringas att tro när man läser broschyren.
Det verkliga energitillskottet blir kring 1,2 - 1,25 KW och mer kan det knappast bli så länge utgående lufttemperatur inte når lägre än 4 – 5 plusgrader (vilket min pump klarar och vilket jag läst på forumet är den normala utgående lufttemperaturen). Hade utgående temperatur utan avfrostningsproblem kunnat sänkas till t.ex. 0°C och med bibehållet luftflöde, hade det gett en 25% ökning av värmetillskottet. Då hade man börjat närmat sig 1,7 – 2KW i utvunnen energi ur ventilationsluften, den siffra som IVT anger som ”värmeeffekt”.
Nu misstänker jag att IVT även räknar in kompressorns förbrukade effekt 0,7 - 0,9 KW i den angivna siffran 1,7 -2 KW värmeeffekt (den räknas ju in vid beräkning av COP). Om kompressorn är konstruerad och isolerad så att allt arbete den utför tillförs köldmediekretsen i form av värmeenergi kan teoretiskt denna värmeenergi avges i kondensorn. Då blir ju den totala värmeeffekten den de anger (1,7 -2 KW). I praktiken måste det dock bli förluster av kompressorarbetet till omgivningen.
Oavsett vilket tror nog de flesta glada amatörer liksom jag att angivna 1,7 -2 KW i broschyren är vad man vinner på att använda en ”frånluftvärmepump” jämfört med t.ex. en vanlig elpanna eller motsvarande. Vad man ”sparar” är dock bara 1,2 KW vilket inte förslår långt i sammanhanget. Detta manar till eftertanke om man funderar på att investera i en frånluftsvärmepump som ett fullvärdigt alternativ.
Alla värden som ligger till grund för min energiberäkning är uppmätta med kalibrerad mätutrustning (digital temperaturmätare med termoelement) och vid ett flertal tillfällen under varierande yttre omständigheter (utetemperaturer från -5°C till +6°C). Vid alla mätningar pendlade in-luften kring 22°C (rumstemperatur) och utgående luft 4,5 - 6,5°C (beroende på yttre omständigheter och värmevattentemperatur).
Mätmetod
För att slippa göra hål på spiro-rören kan inkommande lufttemperatur till värmepumpen mätas genom att sticka in termoelementet en halvmeter in i det av husets ventilationsutsug som sitter närmast värmepumpen. På så sätt får man ett bra värde på inkommande lufttemperatur. Motsvarande värde för utgående luft erhålls genom att klättra upp på hustaket och mäta utgående luft en bit ned i utloppsröret.
Finns tunna termoelement (mina är 1,2mm) som därmed också är snabba, kan dessa istället tejpas utanpå spiro-rören för in-luft resp. ut-luft på värmepumpens ”tak”. Man lyfter då lite på isoleringsstrumpan närmast ”pumptaket” och tejpar givaren med spetsen mot röret. Använd företrädesvis aluminiumtejp som leder värme bra. Därefter drar man ned strumpan över rör och termoelement så att isoleringen återställs. Isoleringen hindrar därmed att givarna påverkas av omgivningstemperaturen. Är den tunna änden på termoelementet i god kontakt med spiro-rören och rören är isolerade verkar mätning från utsidan ge ett fel av ca 0,4°C. Den verkliga lufttemperaturen in är då 0,4°C högre än vad instrumentet visar. Den verkliga lufttemperaturen ut är 0,4°C lägre än vad instrumentet visar.
Den sistnämnda metoden kan vara lämplig om man vill följa bägge temperaturerna över en längre tid med t.ex. ett tvåkanalinstrument.
Förutom dessa två temperaturer behöver man veta vilket luftflöde som passerar genom värmepumpen. Har man köpt installationen eller ett nytt hus med värmepumpen med i paketet så finns det ett protokoll från inställningar av utsugningsdonen i varje rum. På protokollet framgår både individuella flöden för varje don samt det adderade totala luftflödet som man skall räkna med. Finns inte protokoll kan man fråga en ventilationsfirma om de lånar/hyr ut ett instrument över en kväll.
Mät- och beräkningsmetoden är generell och enkel att utföra för oss ”amatörer”. Den är applicerbar på alla anläggningar som utvinner sin energi ur luft (eller något annat media).
Densitet och specifik värme för olika lufttemperaturer som behövs för beräkningen kan hittas på webben med följande adress:
http://users.wpi.edu/~ierardi/FireTools/air_prop.html(obs ange temp i grader Kelvin)
Jag redovisar beräkningen från ett mättillfälle på min IVT490:
Avläst på värmepumpen: (används ej i beräkningen)
Tappvarmvatten: 48,7 °C
Varmvatten: 49,8 °C
Värmevatten: 46,1°C
Kompressortemp: 67°C
Ute-temp: +5,1°C
tillskott elpatron: 0 KW
Egna mätvärden:
Luftflöde: 59 l/s (212,4 m3/h)
In-luft: 23,5 °C (296,5 K) , ger i tabell en densitet = 1,1937 kg/m3 och spec.värme = 1005,33 Ws/Kg K
Ut-luft: 6,5 °C (279,5 K), ger i tabell en densitet = 1,2665 Kg/m3 och spec.värme = 1004,86 Ws/Kg K
Effektberäkning:
Energiinnehållet = luftens massa x spec.värme x lufttemp.
Jag utgår från massan av 59 l vilket är den luftvolym som passerar in i värmepumpen varje sekund.
Energiinnehållet i 59 l luft av 23,5°C före pumpen blir då: ( 59 x 1,1937 x 10 -3) x 1005,33 x 296,5 = 21003 Ws
I in-luftstosen råder ett visst undertryck alstrat på insugningssidan av värmepumpens fläkt medan det i ut-luften råder tvärtom ett visst övertryck som följd av strömningsmotstånd i ventilationsrören fram till utloppet i fria atmosfären. Dessa tryckskillnader är inte uppmätta men antas vara så små att det inte påverkar beräkningen nämnvärt. Därför räknar jag för enkelhetens skull med att trycket på in-luft resp. ut-luft är lika.
Enligt allmänna gaslagen minskar då luftvolymen proportionellt mot temperaturen. Därav följer att när temperaturen på luften sänks från 23,5°C till 6,5° minskar volymen från 59 l före värmepumpen till 55,6 l efter värmepumpen (279,5/296,5x 59 = 55,6).
Den mindre luftvolymen ger då motsvarande energiberäkning i utgående luft: ( 55,6 x 1,2665 x 10 -3) x 1004,86 x 279,5 = 19783 Ws
På en sekund tillvaratas alltså 21003 - 19783 = 1224 Ws i värmepumpen vilket ger en effekt av 1224 Ws/s eller 1224 W (1,22 KW)