Ämne: Dags att ge Peltier element ett bättre rykte

[Rickard]

Men visst är väl det stora problemet här att den enormt lilla värme som rummet tillför till tankens nedre del aldrig kan ge någon COP att tala om, och det andra stora problemet är att du inte kan använda ett brinesystem, typ mark eller bergvärme eftersom peltarna inte kan höja temperaturen tillräckligt mycket för att det skall bli användbar värme med någon som helst COP.
Som jag ser det har du ett moment 22-problem på din hals, så länge du bara gör det varma vattnet varmare, och det kalla vattnet kallare i ett slutet system så har du inte någon COP alls, den enda chansen att få bra COP är ju att ställa tanken ute, och göra om nedre delen av tanken till en fläktförsedd "radiator" med en skaplig tillförd effekt.
Problem 3 blir då att det måste vara varmt ute, helst 20°C eller varmare för att tanken inte skall frysa.

Det enda vettiga jag kan se med denna typ av lösning är om du använder tanken som en förvärmare för den riktiga varmvattenberedaren, du skulle då kunna nyttja värmen i inkommande kommunvatten, och separera det vattnet i en kall del och en varm del, den kalla delen håller du på +1 till +2 grader, och använder för att spola på toaletten och liknande där vattnet kan vara iskallt utan att tappa sin funktion, det aningen varmare vattnet som ligger i övre delen av tanken för gå in i elberedaren och göra att den får lite varmare vatten in än tidigare.

Att vintertid låta rummet värma nedre delen av tanken gör att COP blir negativ, om man ser anordningen som en värmepump i alla fall.

[GDS-Jan]

Men visst är väl det stora problemet här att den enormt lilla värme som rummet tillför till tankens nedre del aldrig kan ge någon COP att tala om, och det andra stora problemet är att du inte kan använda ett brinesystem, typ mark eller bergvärme eftersom peltarna inte kan höja temperaturen tillräckligt mycket för att det skall bli användbar värme med någon som helst COP.

Du glömmer bort att luften kondenserar på tankens utsida.
Det är mer värme än bara konduktionen.

Det går alldeles utmärkt att värma botten i tanken med brine.
Peltarna kommer bara att pumpa mindre värme i det kallare vattnet och uteffekten sjunker.

Det stora problemet är att vatten fryser vid 0 °C och måste då vara glykolblandat i tanken.

Det är bara nu under testerna som rummet värmer tanken.
Jag har tänkt ta energin någonstans utifrån, luft eller mark.

[Rickard]

Enda anledningen till att det fungerar nu är att peltarna får värma vattnet successivt med liten deltaT under lång tid, vilket till sist ger en stor deltaT i tanken.
Det scenariot kommer du inte att kunna få i en värmepumpslösning med brine som skall värma peltarnas kalla sida.
Du kommer enligt mitt sätt att se på det hela antingen att få väldigt kall varm sida, eller väldigt låg, om alls någon, COP när du vill höja tempen från 0°C till +60°C
Men jag kan naturligtvis ha fel, även om jag inte tror det.

[GDS-Jan]

Enda anledningen till att det fungerar nu är att peltarna får värma vattnet successivt med liten deltaT under lång tid, vilket till sist ger en stor deltaT i tanken.
Det scenariot kommer du inte att kunna få i en värmepumpslösning med brine som skall värma peltarnas kalla sida.
Du kommer enligt mitt sätt att se på det hela antingen att få väldigt kall varm sida, eller väldigt låg, om alls någon, COP när du vill höja tempen från 0°C till +60°C
Men jag kan naturligtvis ha fel, även om jag inte tror det.

Ja, sanningen får vi se först när jag belastar slingan.

Men jag tror det kommer att fungera bra.

[BosseBus]

Kanske fattat fel men, om man nu värmer 5 liter vatten och får 9,5 i botten och 75 i toppen. Borde det inte bli totalt 32 om man blandar ihop det?
Om man nu utgår ifrån 20 °C vatten så har den totala tempen ökat med 12 °C
med inmatad effekt av 234W i 40 minuter(enligt sid 16)

Eller blir det inte så?

[Roland]

I mina ögon kan man aldrig få COP 3 genom att omvandla värme i ett slutet system som du gör.
Det du gör är väl bara att kyla den nedre delen av tanken, och värma den övre, du flyttar alltså energi från botten till toppen av tanken, den enda energi som tillförs är elenergi, och eventuellt lite energi från rummet som beredaren står i, när tanken blir kallare än vad rummets temperatur är.

Hur kan du komma fram till någon som helst COP utifrån detta?

Jag har inget problem att kunna räkna fram COP för systemet även om det är slutet. Startar man med vatten av 20 grader och värmer en del av det till en temperatur som ligger högre än 20 grader, låt oss säga 30 grader, så har det varma vattnet tillförts ett visst antal kWh värme. För detta krävs att värmepumpen, peltierelement eller en vanlig VP, tillförs ett antal kWh el. COP blir antalet kWh värme/antalet kWh tillförd el. Det som komplicerar det är att den varma delen av vattnet inte har samma temperatur. Det blir också ett medel-COP för uppvärmningen från 20 grader till 30 grader vilket gör att det inte går att jämföra värdena med det COP för en värmepump som vi vanligen rör oss med.

Men jag tror inte heller att peltarna kommer ge ett intressant COP under temperaturförhållanden som är rimliga vid värmning av hus. Jag kan heller inte förstå att det finns data som gör att det går att räkna fram COP. Jans 900 W begriper jag t.ex inte varifrån de kommer. Ett problem är att tråden har blivit så oöverskådlig med bitar av information på olika ställen att det inte känns mödan värt att försöka få en helhetsbild.

[GDS-Jan]

Så här ser det ut, tid i minuter och temp, mätt i toppen på tanken.
Hela tanken var 7,6 °C vid tiden 0min.

När det var 80 °C i toppen så var det 60 °C i mitten vid peltarna och 5 °C i botten.

Tanken är 5l, och tillförd effekt 340w.

Varsegod och räkna.

[Roland]

Lite svårt att räkna på det, temperaturfördelningen i burken som funktion av höjden är inte känd. Den är av avgörande betydelse för vad COP blir.

Inte heller är det känt hur mycket värme som har tillförts från omgivningen. Det verkar på sista bilden som om hela burken var isolerad men gäller det även sista redovisade värdena? 

[bopakoster]

OK, gör ett överslag:
Du tillförde energi: 340W i 0,5h dvs 0,17kWh
Antar att uppnådd medeltemp är c:a 40 °C startat från 8 °C ger  :dt:32 °C
Ökat energiinnehåll i 5l vatten blir 4,18x5x32/3600=0,19kWh

Det är okänt vad som tillförts i botten resp avgått från toppen

Om vi istället gissar på 60 °C medeltemp dvs 52 °C så ökade energiinnehållet till  0,30kWh

[Roland]

Det är ungefär vad jag också kommer fram till om tillförd och avgiven värme till omgivningen försummas.

Tillförd energi: 31 minuter x 60 s/min X 340 W = 632 kJ.

Antar man att medeltemperaturen i övre halvan av burken är 70 grader har vattnet där tillförts: 4,2 kJ/kg*K x 2,5 kg x (70-8) K = 651 kJ.

Antar man att temperaturen i nedre halvan av burken är 5 grader har vattnet där avgett 4,2 x 2,5 (7,6-5) = 27 kJ.

Eftersom 27 + 632 = 659, vilket är rätt nära 651, verkar antagandena inte alltför tokiga.

Utifrån dessa grova antaganden får jag COP till  (632 +27)/632 = 1,043.

[Fattiglapp]

Men du tänker ändå inte bygga en nu? Vid serietillverkning kanske du kan spara lite här och där, en stor del av kostnaden är till exempel kylflänsar, fläktar och kylning. Borde gå att istället kyla direkt mot beredaren, åtminstone den kalla sidan.

En slinga i den kalla sidan som cirkulerar till ett akvarium med all yttre elektronik kanske?

[bopakoster]

mätningen är tyvärr otillräcklig för att tillförlitligt beräkna ett  COP.

Man måste minst veta tillförd eller bortförd energi genom skalet för att komma fram till något bättre.

Som du redan skrivit flera gånger: Isolera övre halvan och skapa ett känt flöde genom slingan och ett ställe att avge energi GDS-Jan så du kan mäta avgiven effekt mha det delta T som du får!

[Roland]

Men burken var väl isolerad? Jag utgick från sista publicerade bilden med handdukar över burken. Då tycker jag man kan försumma värmetillförsel och -avgivning jämfört med de 340 W som matas in i burken. Jag har svårt att tänka mig att värmeläckaget är mer än några tiotal W. 

[Fattiglapp]

Har du ingen vanlig doppvärmare liggandes att göra en referensmätning med under samma förutsättningar? Det kunde vara smått intressant.

[GDS-Jan]

Det är 18milj faktorer som spelar in helt plötsligt.
Mäter man på sin VVB hemma så duger det alldeles utmärkt att den blir 80 °C i toppen och 50  °C i botten.

Just nu är jag inte intresserad av något.
Jag måste bryta ihop och komma igen.