Ämne: Myten om R410a:s förträfflighet?

[Rickard]

Sitter och läser PerJ:s inlägg om olika köldmediers effektivitet och konstaterar att R407c har bättre COP än R410a. Både vid -10/35 grader och vid -10/50 grader.

http://www.varmepumpsforum.com/vpforum/index.php/topic,4361.0.html

Hur kan det komma sig att R407c-maskiner sågas så genomgående av alla?

Är det ett sätt att lyfta intresset för luftvärmepumpar trots att den senaste tidens utveckling av värmepumparna inte kan skyllas på det "nya" köldmediumet?

Jag bara undrar 

Jag vill inte ha en förklaring typ: Om alla använder det så måste det vara bättre...

Jag vill ha vetenskapliga fakta  :,v( som kan förklara hur eller varför R410a skulle vara bättre. Framförallt vid låga utetemperaturer.

[Sfinx]

Tror du inte skillnaden är "från andra hållet".
Med samma kompressorkonstruktion ÄR R410 bättre pga mindre suggasvolym.
Mindre kompressor, mindre värmeväxlare osv med R410 än med R407c.

Och från tillverkarnas sida får man alltså ut mer effekt till ungefär samma COP från samma burk med R410.

Dessutom har R410 lägre glide varför värmeväxlarna kan dimensioneras närmare avsedd temperatur.
Det borde ge bättre COP.

Och som konsument ser det ju bättre ut. Högre effekt i samma burk, eller samma effekt i ett mindre aggregat.

[Rickard]

Kortfattat skulle man i så fall kunna förklara det med att förångarens effekt blir bättre med R410a, stämmer det?
Om ytan är densamma, och luftflödet, blir då värmeöverföringen effektivare med ett tätare köldmedium?

Kompressorns effekt i förhållande till storleken ökar, det kan jag hålla med om, men påverkar det kondensor/förångare?

Om inte kondensor/förångare påverkar så innebär det att en något större kompressor, med R407c borde vara effektivare än motsvarande R410a-maskin.

Eller?

[Sfinx]

Principen är gasmängd ger större värmeväxlarytor eller större temperaturdifferans i samma växlare. Välj själv.
Större temperaturdifferanser ger lägre COP. Större ytor ger dyrare komponenter.
R407c är designad som ersättare till R22. Men inte fullt lika bra ur köldmediesynpunkt.

Bra info, dock från leverantör. Men å andra sidan levererar de också R407c.
 
http://www.410a.com/
http://www.honeywell.com/sites/sm/chemicals/refrigerants/eu/en/

[TomasF]

GLIDE

1. För att få ut viss effekt vid 20 C inomhustemp måste kondenseringen ske vid temperatur klart ÖVER 20 C. Speciellt
gäller detta om inerdelen ska vara tystgående (=litet luftflöde) och smal (=små överföringsytor).
2. En värmepump "lyfter" utetemperaturen via ångbildning-komprimering. Många pumpar har ganska konstant templyft oberoende av utetemp (dvs det som invertern styr med är inte komprimering utan gasmängd per sekund, massflödet).
3. R410a är visserligen ett blandat medie men det har nästan ingen "glide" dvs de två komponenterna kondenserar vid samma temp. R407 har tre komponenter som kondenserar vid olika temp, 7 graders skillnad.
4. Även om man oftast för in överhettad gas i kondensorn så överförs värmen vid fasövergång/kondensation (typ 80%), ej så mycket pga sänkningen av hetgastempen (20%).
5. Genom expansionventilen bör det gå ren vätska dvs all gas måste kondenserats.
6a. En R410a-pump som "lyfter" 35 grader har alltså kondensering på 35 C vid 0 utetemp. Funkar bra! Den får kondenseringen 27 C vid -8 C, och då börjar värmeväxlingen i innedelen försämras - lägre uteffekt och därmed lägre COP. Men fortfarande 7 graders skillnad mellan medierna.
6b. En R407-pump som "lyfter" 35 grader har kondensation i hela intervallet 28-35 grader vid 0 grader - funkar bra. Men vid -8 ligger kondenseringen i intervallet 20-27 gader vilket gör att värmeväxlingen till omgivande 20 grader luft nästan upphör. Snudd på att det är gas som lämnar kondensorn.

Vad 407-pumparna får göra är att höja kondenseringen 7 grader, och den höjs då i hela temperaturspannet. För att pumparna ska vara jämförbara vid kyla krävs allstå att 410-pumpen lyfter 35 grader, och 407-pumpen lyfter 42 grader. Inte bra för COP varken i kyla eller värme. 1-0 till R410a.

Noteras bör att 410-pumparna lyfter väldigt olika mycket, tex Panasonic lyfter ca 10 grader (10 K) mindre än Sanyo. Därmed kan P. få högre COP vid temperaturer ner till dess innedelens värmeväxling försämras, och då blir Sanyo bättre eftersom den försämras först vid 10 grader lägre utetmp.

VÄRMEVÄXLING
Ett medie med glide kan få bekyller med växlingen eftersom det mest svårkondenserade kanske inte ligger an mot växlarytorna när andra komponenter kondenserat på dessa och glider utmed dem. Detta ska dock gå att undvika med korrekt konstruerad växlare, vet ej hur det är i luftvärmepumpar.

     / mvh Tomas F.

[Rickard]

GLIDE

1. För att få ut viss effekt vid 20 C inomhustemp måste kondenseringen ske vid temperatur klart ÖVER 20 C. Speciellt
gäller detta om inerdelen ska vara tystgående (=litet luftflöde) och smal (=små överföringsytor).
2. En värmepump "lyfter" utetemperaturen via ångbildning-komprimering. Många pumpar har ganska konstant templyft oberoende av utetemp (dvs det som invertern styr med är inte komprimering utan gasmängd per sekund, massflödet).
3. R410a är visserligen ett blandat medie men det har nästan ingen "glide" dvs de två komponenterna kondenserar vid samma temp. R407 har tre komponenter som kondenserar vid olika temp, 7 graders skillnad.
4. Även om man oftast för in överhettad gas i kondensorn så överförs värmen vid fasövergång/kondensation (typ 80%), ej så mycket pga sänkningen av hetgastempen (20%).
5. Genom expansionventilen bör det gå ren vätska dvs all gas måste kondenserats.
6a. En R410a-pump som "lyfter" 35 grader har alltså kondensering på 35 C vid 0 utetemp. Funkar bra! Den får kondenseringen 27 C vid -8 C, och då börjar värmeväxlingen i innedelen försämras - lägre uteffekt och därmed lägre COP. Men fortfarande 7 graders skillnad mellan medierna.
6b. En R407-pump som "lyfter" 35 grader har kondensation i hela intervallet 28-35 grader vid 0 grader - funkar bra. Men vid -8 ligger kondenseringen i intervallet 20-27 gader vilket gör att värmeväxlingen till omgivande 20 grader luft nästan upphör. Snudd på att det är gas som lämnar kondensorn.

Vad 407-pumparna får göra är att höja kondenseringen 7 grader, och den höjs då i hela temperaturspannet. För att pumparna ska vara jämförbara vid kyla krävs allstå att 410-pumpen lyfter 35 grader, och 407-pumpen lyfter 42 grader. Inte bra för COP varken i kyla eller värme. 1-0 till R410a.

Noteras bör att 410-pumparna lyfter väldigt olika mycket, tex Panasonic lyfter ca 10 grader (10 K) mindre än Sanyo. Därmed kan P. få högre COP vid temperaturer ner till dess innedelens värmeväxling försämras, och då blir Sanyo bättre eftersom den försämras först vid 10 grader lägre utetmp.

VÄRMEVÄXLING
Ett medie med glide kan få bekyller med växlingen eftersom det mest svårkondenserade kanske inte ligger an mot växlarytorna när andra komponenter kondenserat på dessa och glider utmed dem. Detta ska dock gå att undvika med korrekt konstruerad växlare, vet ej hur det är i luftvärmepumpar.

     / mvh Tomas F.

Med tanke på vad du beskriver angående hur mycket olika de olika tillverkarna lyfter tempen borde man väl kunna styra detta med en elektronisk expansionsventil och en lyfthöjd som varierar beroende på utetemp.
Även jag har noterat att sanyos värmepumpar har väldigt flack kurva, inte så hög COP vid +grader uten, men en riktigt bra COP ändå ned till -15 grader.
Faktiskt verkar de ge bäst uteffekt och COP vid -15 grader av alla pumpar jag sett mätdata på. (jämförbara storlekar i övrigt)

[TomasF]

Hej
man gör detta (lyftet ÄR inte konstant men det är en bra apprixomation).
Skillnaden 410-407 vid kyla påverkas ej vad jag kan komma på, kondensationen måste vara fullständig annars förlorar man COP och fullständig kondensation kräver högre initial kondenseringstemp (dew point) hos 407.
   /mvh Tomas F.

[Zelda]

Rickard Sanyo har elektronisk exp. ventil.  Har haft det sedan Clovern kom.
Men dem andra har nog börjat med det ochså nu för tiden, likaså DC kompressor.

[PerJ]

Hej,

Glideköldmedier ställer till det för många kyltekniker beroende på att invanda sätt att tänka inte direkt stämmer för R407c. I de flesta beräkningsprogram och även i dagligt tal pratar kylteknikern oftast i temperatur när de istället menar tryck. Det fungerar bra för de flesta köldmedier där tryck och temperatur har ett bestämmt förhållande till varandra. För R407c sä är temperaturen vid ett visst tryck beroende på hur stor del av köldmediet som är i gas respektive i vätskefas i den punkt man mäter på i kondensorn respektive i förångaren. Vart efter köldmediet kokar i förångaren och övergår till gas så stiger temperaturen. I kondensorn så sjunker temperaturen vart efter köldmediet övergår till vätskefas.

I min sammanställning där jag jämför de olika köldmedierna som Rikard hänvisar till så har jag för R407c använd medeltemperaturen, (medel av dew och bubble point)  som värde för kondenseringtemperatur och förångningstemperatur.

Tester som jag gjorde 1994 med R407c i plattvärmeväxlarkondensorer gav resultatet att R22 och R407c gav ungefär samma kondensering i en bestämd växlare om man använde genomsnittstemperaturen för R407c när man jämförde med R22.

Det största problemet jag ser med R407c är när det gäller förångare för uteluftvärmepumpar. Partiellt i förångaren får man 3-5 graders lägre temperatur än för köldmedier utan glide vilket gör att påfrostningen kan öka med igenisiningsproblem som följd.

När det gäller värmeöverföring så är det ganska små skillnader mellan de olika köldmedierna. Givetvis så kräver R134a en annan design på köldmediesidan än R410a eftersom volymflöde och tryckfall skiljer. Men den värmeöverförande ytan blir ungefär den samma. Speciellt på förångare som ska ta värmen ur luft, på dessa bestämms storleken av förångaren mest av luftsidans dåliga värmeövergångstal.

Rördimensioner skiljer sig pga olika volymflöde och tryck. Här finns en liten fördel med tex R410a pga av det höga trycket som gör att man kan tillåta lite högre tryckfall i kPa som ger en mindre ändring i tryckfallet räknat i mättnadstemperatur (grader), Vilket ger lite bättre COP (Några enstaka procent)

Vad jag vill säga är att värmepumpars COP har mer med värmeväxlar och systemkonstruktion att göra än av köldmedieval.

R410a är ett bra köldmedium, men man kan bygga likvärdiga anläggningar med andra köldmedier. För brukaren är det viktigare med vilken prestanda anläggningen har än vad det är för köldmedium i den.

PerJ

[Rickard]

Tack Per, jag tror på dig, det innebär att den troliga anledningen till alla nya R410a-värmepumpar är det faktum att de kräver en mindre kompressor, klenare ledningar och är lite enklare att konstruera för både kyla och värme på ett bra/enkelt/billigt sätt.

Inget som egentligen säger att man inte kan bygga en lika bra värmepump med R407c eller nåt annat köldmedium om det är en VÄRMEPUMP man avser bygga.

I dagsläget är det ju faktiskt KYLMASKINER som säljs med ett köldmedium som bättre klarar kraven för värmepumpsdrift om jag fattat allt rätt.

[Mike]

Det känns lite som att du Rickard inte gillar luft-luftpumpar och är skeptisk till de stora energibesparingar med dessa (med R410) som många av oss faktiskt gör långt ned på temperaturskalan.
Jag är jättenöjd coh det fungerar alldeles ypperligt bra till en väldigt låg investeringskostnad.

[Rickard]

Jag ogillar inte luft/luft-värmepumpar, utan till det faktum att R410a görs till nån typ av frälsare när man inte ser nån större skillnad på de två (R407c och R410a) kölmedierna i datatabeller och diagram.

Den skepsis jag eventuellt har emot luft/luft-värmepumpar generellt har mer att göra med att de inte kan värma hela huset (i normalfallet) och inte bidrar till tappvarmvattenuppvärmningen.

På sikt tror jag därför att det är bättre med luft/vatten, berg eller markvärmepump. Detta om man har vattenburet system sedan tidigare.

Till hus med direktverkande el har jag alltid sagt att luft/luft-värmepump i princip alltid är den bästa lösningen.

[Dogbert]

Jag håller med Richard vad gäller värmespridningen. 10 element gör det jobbet bättre än en varm punkt i huset. Jag skulle ha föredragit en L/V-pump, om de inte varit så orimligt prissatta (enligt min mening).

Jag har också själv undrat över teoretiska beräkningar av cop för R407C och R410A som indikerat att den förre skulle vara bättre, som jag sett tidigare. Nu är det just teoretiska beräkningar där man idealiserat en del för att med rimlig ansträngning kunna räkna fram något.

Det finns dock analyser som pekar på att R410A är att föredra. T ex denna http://symp15.nist.gov/pdf/p62.pdf. Detta gäller förvisso för kyla. Men även här verkar man ha förenklat en del.

[PerJ]

Tittade snabbt igenom rapporten som hänvisas till ovan.

De har gjort en teoretisk beräkning med RefProp som är ett beräkningsprogram för köldmedier och kylcykler. Sen har de kört några olika köldmedieblandningar i en rigg för att se vad som händer i verkligheten.

Den teoretiska beräkningen ger att R410a har ett COP som är ca 10 % bättre än R407c. När de sedan kört de olika gasblandningarna i en rigg så får man bättre prestanda i deras rigg med R407c än med R410a, alltså tvärtom, även om skillnaden mellan R407c och R410a är liten.

Fortfarande menar jag att det finns större faktorer som påverkar anläggningens COP än vad köldmedievalet gör.

PerJ

[Sfinx]

Jag ogillar inte luft/luft-värmepumpar, utan till det faktum att R410a görs till nån typ av frälsare när man inte ser nån större skillnad på de två (R407c och R410a) kölmedierna i datatabeller och diagram.

Den skepsis jag eventuellt har emot luft/luft-värmepumpar generellt har mer att göra med att de inte kan värma hela huset (i normalfallet) och inte bidrar till tappvarmvattenuppvärmningen.

På sikt tror jag därför att det är bättre med luft/vatten, berg eller markvärmepump. Detta om man har vattenburet system sedan tidigare.

Till hus med direktverkande el har jag alltid sagt att luft/luft-värmepump i princip alltid är den bästa lösningen.

Hej Richard. Tack för ett kanonkul forum!

Glöm inte frånluftsvärmepumpar om man har vattenburet system.
Många hus byggda de senaste 20 åren har frånluftsvärmepump och vattenburen värme.
De ger tappvarmvatten och riktigt bra besparing.  Att kvaliten på de tidigare modellerna var kass är en annan sak.