Ämne: Dags att ge Peltier element ett bättre rykte

[GDS-Jan]

Om du tar energin från samma vatten som du värmer så flyttar du bara energin, mängden energi ökar inte mer än den tillförda eleffekten.

Jag förstår vad du säger men jag flyttar ju energi.

Jag använder 1 enhet el + flyttar 2,5 enheter värme från nedre delen av tanken till den övre.

I min värld så borde det fungera förutom att i teorin så  fryser botten till slut?

Sedan alla tider har man strävat efter skiktning i acktankar men nu funkar det inte helt plötsligt?

[Rickard]

Tyvärr fryser nog inte bara botten på tanken, allt vatten i huset fryser nog också så småningom. 

[Rickard]

Däremot skulle man kunna bygga en väldigt effektiv bergvärmepump med inbyggda peltierelement i tanken.

Den konventionella värmepumpen arbetar enbart mot nedre delen av tanken vid temperaturer på max 35 grader, vilket ger en COP på typ 5.0.
I tanken sätter man en skiktplåt, typ som CTC har, och i skiktplåten sitter peltierelement som värmer övre delen av tanken genom att ta värme från nedre delen, och med COP 3.99 flytta värmen från 35 grader till 85 grader.
Större delen av året skulle det räcka att shunta ut vatten från nedre delen av tanken, och den övre behöver bara belastas av tappvarmvatten och husvärme vid riktigt kall väderlek.

Nackdelen med detta är att vi fortfarande måste dras med rörliga delar i kompressorn... men COP skulle bli rekordhög.

[GDS-Jan]

Däremot skulle man kunna bygga en väldigt effektiv bergvärmepump med inbyggda peltierelement i tanken.

Den konventionella värmepumpen arbetar enbart mot nedre delen av tanken vid temperaturer på max 35 grader, vilket ger en COP på typ 5.0.
I tanken sätter man en skiktplåt, typ som CTC har, och i skiktplåten sitter peltierelement som värmer övre delen av tanken genom att ta värme från nedre delen, och med COP 3.99 flytta värmen från 35 grader till 85 grader.
Större delen av året skulle det räcka att shunta ut vatten från nedre delen av tanken, och den övre behöver bara belastas av tappvarmvatten och husvärme vid riktigt kall väderlek.

Nackdelen med detta är att vi fortfarande måste dras med rörliga delar i kompressorn... men COP skulle bli rekordhög.

Visst funkar det.

Men det räcker med att värma botten på tanken med brine så den inte fryser.

(nu gör den inte det iallafall för då lär tanken vara en termos för att den inte skall suga värme ur rummet)

[Rickard]

OK, då värmer vi nedre delen med brine och/eller solvärme, och tar upp tempen med COP 3.99.
Frågan är hur många kvadratmeter peltierelement vi behöver för att göra detta med säg 6 kW uteffekt?
Vet du det?

[GDS-Jan]

OK, då värmer vi nedre delen med brine och/eller solvärme, och tar upp tempen med COP 3.99.
Frågan är hur många kvadratmeter peltierelement vi behöver för att göra detta?
Vet du det?

De jag har, TEC1-12730HT är 62x62mm.

För COP 3.99 behövs 100st.
För COP 3.2, 36st.

Ops, ovanstående var min uträkning för 8kw.

HT elementen klarar en core-temp på 225 ºC innan konstruktionen faller isär.

COP är näst intill konstat vid alla temperaturer och beror på delta mellan kalla och varma sidan.
Desto mindre delta, desto högre COP.

[Rickard]

OK, då skulle det räcka med en tank som var typ 70 cm i diameter.  Thumbsup
Årsmedel-COP med solfångarna inräknade skulle antagligen bli runt 6.0 i en sån anläggning, och det borde inte behöva kosta mer än en konventionell värmepump, däremot kommer man att behöva ha rejäl kollektor för att hålla vattnet över fryspunkten...
Kanske en liiiten kompressorvärmepump behövs ändå...

En inverterstyrd DX-värmepump som håller botten av tanken på plusgrader?

[GDS-Jan]

OK, då skulle det räcka med en tank som var typ 70 cm i diameter.  Thumbsup
Årsmedel-COP med solfångarna inräknade skulle antagligen bli runt 6.0 i en sån anläggning, och det borde inte behöva kosta mer än en konventionell värmepump, däremot kommer man att behöva ha rejäl kollektor för att hålla vattnet över fryspunkten...
Kanske en liiiten kompressorvärmepump behövs ändå...

En inverterstyrd DX-värmepump som håller botten av tanken på plusgrader?

Det är väl själva den mekaniska konstruktionen som är knepig?
36st element med kylflänsar, vattentätt i en tank, som klarar 2,5bar?

I mina peltier-element sitter 127st "pellets" seriekopplade i en sandwich konstruktion mellan 2 keramiska skivor.

Om man pratar med kineserna så borde de kunna leverera mycket större skivor med fler pellets i?

Kanske redan serie och parallellkopplade i rätt konfigurationer?

[bopakoster]

Du menar att nedre halvan i princip skall vara oisolerad?

Det går inte eftersom i mitt exempel så är nedre delen fortfarande över rumstemp så värme skulle stråla ut i rummet.

Nej inte i starten, men om tiden får gå så kommer tunnan att tömmas på värme och botten bli kallare än utsidan, inte förrän då fungerar maskinen som en kontinuerlig värmepump, hämtar värme från källaren och levererar till rummen med raditorerna.

[GDS-Jan]

Jag drar redan all luft från källaren till min FLVP.
Det får man inte göra.

Jag vet snart inte vilket ben jag skall stå på 

[Paxmax]

Anledningen till deras dåliga rykte beror på ett EER värde eller kyl-COP på mindre än 1...

Ryktet är inte helt oförtjänt!! Visst går det att kyla med COP på över 1 man bara under fårhållande med väldigt låg Peltier används av tillverkningskostnadskäl eller praktiska skäl som väldigt snabb respons på och hålla  saker värmda/kylda på exakt temp. ex.vis laserdioder i kritiska applikationer.

Vi gör samma övning.. 4 element seriekopplade... förstås inte deltaT på 0 ºC, säg 50 ºC vatten och 20 ºC i rummet ger ett deltaT på 30 ºC i slutet på körningen

Ok nu kommer problemen och hopa sig. Skall man värma vatten måste den värmande kroppen vara varmare än vattnet. Ju varmare desto mer värme kan överföras per sekund. Detta blir väldigt kritiskt i en passiv-värmare -där vattnet måste självcirkulera pga densitetsskillnad. Har man låg tempskillnad = låg cirkulation = låg värmeöverföring per sekund. Måste man ha extra pump = simpliciteten försvinner, inköpskostnad ökar, COP blir sämre pga driftskostnad och visst underhållsbehov.

Till hårda data då, data ur databladen är vad dom är, utlästa under optimala förhållanden, på båda sidor, i verkligheten försvinner en del i form av övergångsförlusten mellan peltieryta > kylpasta > materialtjocklek > medium! (detta sker PÅ BÅDA sidorna)
Om jag läser ur databladen med 16V spänningsaggregat fördelat på 4 peltar, vid Thotside 50ºC = 6A in
Ok... 6A in hur många W kan den pumpa då? Vi följer kurvan 6A in i nedre grafen medans vattnet blir varmare och... OJ! den kan inte ens skapa 30ºC tempskillnad för att ens kunna värma vattnet 30 grader varmare än omgivningsluften! Vad händer då? Jo, faktum är att COP sjunker under 1 (för vattenuppvärmningens del) OOPS! dvs, värmen i vattnet börjar läcka ut i kalla sidans kylfläns.
Lägg nu till att du måste ha kylfläns och fläktar på kalla sidan för att hålla den PÅ RUMSTEMP, blir kalla sidan varm så pumpar du mindre värme = ditt COP sjunker.
I dessa kalkyler har vi inte ens ponerat på COP förlusterna i fläktar och COP förlusterna i olika tempövergångar mellan peltier och media. Altså kommer kylflänsen i vattnet vara kallare än 50ºC och kylflänsen i luften kommer vara varmare än luften varpå pumpad effekt är mkt lägre än man uppskattar och "COP" sjunker mot 1 riktigt fort.

Det man lätt glömmer bort är att peltiern är två skivor av temperaturledande material som sedan har en massa metallkuber mellan skivorna som också leder värme/kyla = den vill inte vara kall på ena och varm på andra sidan. Så fort strömmen sjunker eller avtar helt så slår värmen/kylan igenom peltiern som vattnet var i en dåligt isolerad behållare.

Peltier har man aldrig för effektiviteten bara för att det av en eller annan orsak är ett krav. Enkel och praktisk = rungande ja! men alla andra befintliga lösningar är effektivare.

[Paxmax]

...Om man pratar med kineserna så borde de kunna leverera mycket större skivor med fler pellets i?...

Det är redan problem med mekaniska spänningar i större peltiers. Ena sidan kallare än andra = krympning vs utvidgning = mekanisk spänning på vanliga mjuklödningar som förbinder kuberna med kopparledningsbanorna på aluminiumoxid-plattorna. Tror även att lodet som används inte är det vassaste beträffande hållfasthet -det måste iaf väta på vismut-tellurid vilket kanske sätter vissa gränser.

[Roland]

Här har du fel eftersom pelter också är en VP med COP>1 och inte direktel.

Problemet är att värmning av köldbäraren kan betraktas som en värmepump med COP ca 0,14 då värmning av köldbäraren minskar uttaget av gratisvärme från marken eller berget. I det här fallet seriekopplas ett peltierelement med COP < 4 med en värmepump med COP 0,14. Produkten blir < 1.

[Roland]

I tanken sätter man en skiktplåt, typ som CTC har, och i skiktplåten sitter peltierelement som värmer övre delen av tanken genom att ta värme från nedre delen, och med COP 3.99 flytta värmen från 35 grader till 85 grader.

Det går inte att få COP 3,99 vid 50 graders temperaturdifferens. Max COP vid 50 graders differens är ungefär 1,4 enligt databladen.

[Rickard]

Jag får inte heller GDSjans COP-siffror att stämma när jag snabbkollar, men jag räknar med att han lagt ned tid och energi på detta, och att han har rätt, eller att värdet bygger på någon form av missförstånd.
En förklaring till siffrorna skulle vara bra.

Kan du förklara bättre vad du menar med att COP på köldbäraren bara är 0.14, och vad du relaterar till när du skriver "värmning av köldbäraren", köldbäraren kommer ju att kylas i tanken, och värmas av marken precis om i vilken värmepumpsanläggning som helst.
Dock, i och med att denna typ av lösning kräver att tanken eller peltierelementen aldrig får tillåtas frysa så krävs det nog en enorm kollektor.