Ämne: Tjänsteutveckling

[bopakoster]

@ GDS-Jan

Du skrev att din tank är 25 cm hög. Stämmer det?
25 cm är ju ganska litet.

Sen är det ju svårt att bestämma temperaturen på vattnet (värmelagrinsmaterialet) på olika ställen i en så liten tank skulle jag tro.

En förutsättning är ju att temperaturen kan antas vara konstant i hela tanken/systemet.  Det visar man genom att räkna ut Biot numret (Biot number) och sen kollar man hur stor att den är.

Annars blir det ju mer komplex, då skulle värmeförlusterna genom tankens yta inom en viss tid vara olika stor på olika ställen osv. ...

Din modell har tydligen ett antal antaganden som förenklar verkligheten för mycket för att den ska kunna beskriva GDS-Jans  tank, som ju finns IRL. T.ex att temperaturen är lika i hela tanken är en kraftig förenkling.
Verkligheten är alltid komplexare än beräkningsmodeller!

[Ewald]

Din modell har tydligen ett antal antaganden som förenklar verkligheten för mycket för att den ska kunna beskriva GDS-Jans  tank, som ju finns IRL. T.ex att temperaturen är lika i hela tanken är en kraftig förenkling.
Verkligheten är alltid komplexare än beräkningsmodeller!

Jag kommer att skriva lite mer om beräkningsmodellen senare.

Man kan aldrig räkna exakt, men programmet kan vara en bra hjälp för att göra bedömningar.

Jag har upplevt liknande diskussioner kring U-värdes beräkningar.

[bopakoster]

Finita elementmodeller kan hantera komplexa former, temperaturgradienter, krafter, spänningar etc. Nuförtiden borde såna finnas tillgängliga för gemene man?  Har själv varit off duty för länge nu för att hänga med riktigt..

[Ewald]

@ bopakoster

En praktisk och enkel förklaring

I mitt exempel är ju förutsättningen att tankens temperatur kan anses som konstant.

Tanken är i regel isolerad.  Dvs att värmen bromsas vid "systemgränsen". Man kan ju räkna ut värmemotståndet av t.ex. isoleringen eller till och med U-värdet på tankens vägg.

Det värmelagrande mediet har i regel ett mycket större värmeledningstal än t.ex. isoleringen. Vatten har ett värmeledningstal på 0,6 W/mK. Värmetransport i mediet sker fortare än värmetransporten ut från systemet/tanken.

Dessutom kommer det troligtvis att finnas konvektion på grund av skillnader i densiteten inne i vattnet.

I programet antar man att temperaturen i mediet är konstant genom att visa det med det såkallade Biot talet.

Värmeförlusterna respektive den nya temperaturen efter en viss tid beräknas sen med hjälp av en ekvation.

Jag tänkte använda programet för att t.ex. kolla på vad som händer när man lagrar solenergi i stora, välisolerade tankar. Här beror det väl också hur tanken värms upp osv.

Jag kan också prova vad som händer om värmen inte lagras i vatten utan i t.ex. lera eller jord eller berg. Bara behöver man materialdata som densitet, specifisk värmekapacitet och värmeledningstal.

Tor jag hittar även en möjlighet att räkna på lösningen som sobris rekommenderar respektive bygger. 

I verkligheten är ju värmetransporten väldigt komplex. Jag upplevte diskussioner mellan tyskar som hamnade i storbråk. Orsaken var den yttre värmeöverföringskoefficienten i samband med U-värdesberäkningar som enligt standard antas vara 0,04 m²K/W .... det är också ett standardiserat värde, men verkligheten hur värme avges/överförs från en yta är mycket mer komplicerad.

Jag tror dock att detta program ger ett relativ nogrannt resultat.
Sen kan man ju alltid bygga ett system man har räknat på och sen gå ut och mäta vad som händer i praktiken. Förutsättningen är dock att man just har de förhållanden man har antagit och att man inte mäter fel.

[bopakoster]

Dankerevielmaal!
Så GDS-Jan exempel är inte beräkningsbart i din modell. Och ditt program är säkert bra för det du skriver om.
För att räkna på hans (och andras) skiktade tank så kanske du kan dela tanken i två  exempeloch räkna med ingen omrörning utan enbart värmeöverföring med lämpligt värmeledningstal i gränsytan?
/bo

[Ewald]

@ bopakoster

Exakt, när man vill räkna exakt på värmeöverföringen i systemet/ i mediet med olika temperaturer inom mediet blir det mer mycket komplex. Man måste dela upp tanken i många bitar och räkna.

Tror även konceptet som sobris har kan vara komplex att räkna på.

[bopakoster]

Men eftersom värmeöverföringen i mantelytan är direkt proportionell mot tempdiffen så borde du kunna använda medeltemperaturen (integrerat över temperaturvariationen botten till topp) I GDS-Jans fall så är medeltempen (27+70)/2 om hans skiktning är perfekt och placerad på halva höjden

[GDS-Jan]

Min tank är ju inte annorlunda på något sätt utan bara metoden jag använder för att skikta den.
Skulle jag inte ha värmepumpen mitt i tanken så skulle det inte bli någon skiktning på 25cm höjd.

En ackumulatortank har väl sällan samma temp rakt igenom utan är oftast varmare i toppen och kallare i botten?

[bopakoster]

Håller du med om att det går att sätta temp lika med medeltemp för att beräkna värmeförlusten genom skalet?

[GDS-Jan]

Håller du med om att det går att sätta temp lika med medeltemp för att beräkna värmeförlusten genom skalet?

Ja, så måste det ju bli eftersom värmeförlusten är högre från toppen där tempen är högre och lägre från botten eftersom skillnaden är liten mot omgivningen.

Medeltempen borde ju bli mitt i tanken.

[bopakoster]

Ursäkta Ewald, Nu glider jag lite över till GDS-Jans försök. Du startar med en temp lika i hela tanken. Du tillför energi genom peltarna (UxIxTid). Arbetet att fördela varmt o kallt utförs av den energin. Om du nu stänger av peltarna, antar att värmeförlusten är noll tills vidare, har du då höjt medeltempen i vattnet?... dvs kommer arbetet att flytta om vattnet till kallt o varmt att övergå till högre medeltemp? Energin kan ju inte bara "gå upp i rök".....

[GDS-Jan]

Ursäkta Ewald, Nu glider jag lite över till GDS-Jans försök. Du startar med en temp lika i hela tanken. Du tillför energi genom peltarna (UxIxTid). Arbetet att fördela varmt o kallt utförs av den energin. Om du nu stänger av peltarna, antar att värmeförlusten är noll tills vidare, har du då höjt medeltempen i vattnet?... dvs kommer arbetet att flytta om vattnet till kallt o varmt att övergå till högre medeltemp? Energin kan ju inte bara "gå upp i rök".....

Den höjer medeltemp i vattnet för att den värmer mer än den kyler.
Kylan är värmepumpsjobbet medans värmen är den samma + driveffekten.

Vad jag ville säga var att när jag slår av peltarna så blandar sig inte vattnet eftersom det inte finns något som rör om i tanken.

[Ewald]

Ja, så måste det ju bli eftersom värmeförlusten är högre från toppen där tempen är högre och lägre från botten eftersom skillnaden är liten mot omgivningen.

Medeltempen borde ju bli mitt i tanken.

Ja, men sådant kan programmet ju inte räkna på. Temperaturen måste vara densamma i hela tanken.

Sen är frågan hos dig hur bra skiktningen fungerar i praktiken.

[Ewald]

Ursäkta Ewald, Nu glider jag lite över till GDS-Jans försök. Du startar med en temp lika i hela tanken. Du tillför energi genom peltarna (UxIxTid). Arbetet att fördela varmt o kallt utförs av den energin. Om du nu stänger av peltarna, antar att värmeförlusten är noll tills vidare, har du då höjt medeltempen i vattnet?... dvs kommer arbetet att flytta om vattnet till kallt o varmt att övergå till högre medeltemp? Energin kan ju inte bara "gå upp i rök".....

Men programmet förutsätter att man inte tillför eller tar ut någon energi under perioden man tittar på.

Man kan räkna ut värmeförluster från en tank helt enkelt.

Självklart kan värme inte skapas från ingeting eller helt plötsligen försvinnas.  Termodynamikens första lag!

[bopakoster]

Ja, men sådant kan programmet ju inte räkna på. Temperaturen måste vara densamma i hela tanken.

Sen är frågan hos dig hur bra skiktningen fungerar i praktiken.

Det är ju det jag säger, räkna ut en medeltemperatur du har ju temperaturfördelningen given, du får väl beräkna den själv först och använda i programmet sen!