Ämne: Uppgradering av vvx i en gammal vp

[karlmb]

OK, lite isoleringsjobb med äkta Armaflex är gjort:

Utöver detta så har jag isolerat nästan hela hetgasledningen vilket även förde det goda med sig att den slutade vibrera i mitt tycke lite oroande mkt, med ökad massa fick den en lägre egenfrekvens uppenbarligen, + större delen av suggaslednignen och alla tempgivare i kylkretsen.
Innanför isoleringen har jag monterat en vevhusvärmare med termostatkänselkropp för att säkra att kompressoroljan alltid håller 10 K högre temp än förångaren (enligt rek från kompressortillverkaren), känns lite bättre än att köra kb-pumpen för att kyla den som jag gjort via samma termostat tills nu, vilket dessutom inte skulle fungera med +20 °C kb som det blir på sommaren...i kombination med kanske +15 °C i källaren och kompressorn..

Sedan har jag då försökt hitta rätt fyllnadsmängd.
Jag började ju med en fyllning på känsla, 1 kg propan, och det visade sig inte vara så långt från optimalt tror jag.
Men, som den nybörjare man är så kunde jag som ni läst inte låta bli att fylla lite till varpå telefonen ringde och det blev snabbt alldeles för högt hetgastryck..
Sedan tappade jag ur och körde ett tag med för lite fyllning även om det inte bubblade i synglaset.
Sedan lite mer fyllning i omgångar tills jag idag kom ner i de nivåer på underkylning som Multchannel provat fram med denna kondensor/förångare, dock med en modern scroll från Sanyo men med troligen enkel TXV:
http://multichannelv1.dana1.se/data/images/nya%20pdf/heat%20pump%20unit%20ec59-40%20r-290%20propane.pdf

Heat Pump Unit
EC59-40
With
Sanyo Scroll compressor
Refrigerant
Propane R-290
Testing condition
Heating capacity: 11.0 to 14.1 kW
Cooling capacity: 7.0 to 11.0 kW
Heating COP: 2.67 to 4.98
Cooling COP: 1.66 to 3.88
Temperature Warm fluid: Outlet 35° to 55°C
Temperature Brine: Outlet 0° to -6°C
Warm Fluid: (Water) Temp. diff: (inlet/outlet) 5°K
Brine: (Propylene Glycol 39%) Temp. diff: (inlet/outlet) 3°K
Pressure drop Warm Fluid (condenser): 4.0 to 5.5 kPa
Pressure drop Brine (evaporator): 11,5 to 19.0 kPa

Som synes anger man 4.98 i COP (EN14511-2:2004[E]) vid en punkt mkt nära 35/3, vilket är rätt nära vad jag kan köra med nu just när isen gått upp i sjön innan solen satt lite rotation på vattnet, den första halvtimmen, innan jag börjar få omkring en grad kallare inkommande brine.
4,98 är anmärkningsvärt högt, eller vad säger ni?, och om man inte glömt att redovisa cp-ström i power input (det anges inte vilka cp man kört med och konceptet saluförs utan cp för att man ska kunna välja det som passar bäst för ens anläggning, vilket jag tycker är smart egentligen), så har jag alltså en bit kvar, har fått COP ca 3,45 idag:

kl 20:16 händer ngt intressant, plötsligt minskar underkylningen, och jag undrade först varför, effekten och COP sjunker också, till jag såg att det är inkommande kb som tappar en grad i temp, tydligne tar det ca 30 minuter att pumpa runt mina 700m brine, eller så är det ngn slags nedkylning på sjöbotten som tar såpass tid, fram till dess är det konstant ca 3,5  °C på kb-in:

Man kanske skulle ta och ställa ner vilotiden på min flytande kondensering via tidrelä till 2 timmar från nuvarande 3 för att minska gångtiden och undvika detta.

I den aktuella punkten anger man 5 grader överhettning och jag har kört med 2 eftersom jag har elektronisk expventil, samt 19 K underkylning, ngt som kommer av den inbygda överhettnings/underkylnings-vvx tror jag för inte är väl så stor underkylning vanligt(?), jag har nu fyllt i såpass mkt propan att jag nått ca 14 °C på vätskeledningen (suggas i loggarna, ska döpa om den sedan..). 14  °C motsvarar 23 K lägre än kondenseringstempen som borde vara 37  °C om man räknar med 2 grader högre än utgående vb, vilket Multichannel haft.
Om jag mäter trycket på HP får jag det till ca 13,5 bar absolut, vilket väl motsvarar 37  °C också. (Får kolla det)
Jag har alltså mindre överhettning och ngt större underkylning, slutade fylla på propan när jag såg att hetgasen började stiga 2-3 grader, den är fortfarande under 70 °C vid dessa förhållanden, vilket borde vara positivt jfrt med MC:s tester.
Något som kan påverka negativt är dock att  på kalla sidan ligger på ca 4,5 K när MC anger 3 K och på varma sidan har jag 7,5 K, MC har 5.
Innan dagens ändring av fyllnadsmängd såg det ut så här i Coolpack (endast 18 K underkylning och 11kW ut från kondensorn, nu är det över 12) men redan då borde jag haft närmare 3,7 i värme-COP utan cp, så ngt stämmer inte här, hmmmm..:
Bifogas.

Ska titta närmare på dagens mätningar och uppdatera Coolpack...återkommer...

[xxargs]

Du har säkert redan observerat detta redan, men för andra som leker med coolpack, tänk på att coopack bara skriver kyl-COP då den inte räknar med inmatad energi som 'nyttig' energi utan ett 'avfallsproblem' när man generar kyla...

värme-COP är kyl-COP + 1

[karlmb]

Tänk på att coopack bara skriver kyl-COP då den inte räknar med inmatad energi som 'nyttig' energi utan ett 'avfallsproblem' när man generar kyla

värme-COP är kyl-COP + 1

Jadå, det har jag kläm på.
Coolpack ligger iaf närmare mina resultat än vad MC gör...
Kan verkligen en modern Scroll vara såhär mkt bättre än en hederlig 2-cyl kolvkomressor?
Vilken isentropisk verkningsgrad kan man ansätta för en kolvkompressor modell större egentligen, 0.47?
Är det Scroll som ligger på 0,7 eller varifrån kommer dessa siffror?

I datablad för 2014 för kompressorn MT064 och R22 så anges:

COP 3.51 vid 35/5 och 11,1 K överhettning o 8,3 k underkylning.
Så mina nuvarande 3,45 vid 37/1 kanske inte är så illa ändå.

Optimal suggasöverhettning anges till 8 K i instruktionsbladet för samma kompressor...hmm kanske inte ska köra med 2 K då...
Jag får prova detta..

[karlmb]

Nej, med nuvarande fyllning sticker hetgasen typ 5 grader men framför allt går kompressorn ett par hundra watt tyngre samtidigt som man får hunting på upp till +- 2 K med all överhettning över 2,5 grader..
Märkligt, trodde hunting mest kom av för låg överhettning, inte tvärtom?

Jag får tappa av lite soppa imorgon och sätta samma överhettning som MC haft dvs 6 grader, de borde väl ha testat ut noga vad som funkar bäst med deras kondensor/evaporator.
Sedan är det tydligt med Coolpack att effektiviteten stiger ju högre underkylning man kan få till, precis vad jag kom fram till när jag sakta fyllde upp med konstant överhettning (2K).
Men mer konstigt är att Coolpack också indikerar att en ÖH på 10-12K är effektivare än 6K? Hur kan det komma sig?
Mkt praktiskt med elektronisk expansionsventil då den sköter sig helt själv, man ser bara hur den stänger lite mer ju mer man fyller på gas.

Och varför skriver Danfoss/Maneurop att 8 grader är optimal överhettning för MT064 kompressorn?
Dels kan man ju pressa ner ÖH med elektronisk expventil som jag ville (skulle det då inte vara optimalt..?), dels borde väl 5 grader ge större effektivitet än 8 (givet att man har en tillräckligt bra expansionsreglering som inte tillåter vätska att nå kompressorn)?
Lägre temp in i kompressorn leder ju till lägre hetgas ut och mindre pumpförluster pga det, eller?

[xxargs]

0.47 isentrop för en kolvkompressor låter väldigt lågt - inte ens kylsskåpskompressor är så lågt och då lider dom väldigt av sin lilla storlek (mycket motorförluster) - men å andra sidan är 0.7 i isentrop väldigt högt och för 10 KW maskin i kapacitet så är nog en rimligare nivå kring 0.65 eller så


Databladet gäller för R22 - du arbetar med Propan, dessa har inte exakt samma egenskaper och kör man propan så är lite extra överhettning bra då propan inte värmer sig speciellt mycket vid kompression i jämförelse med R22.

tänk på att R22 har något effektivare COP än propan såvida du inte kör med suggasvärmeväxlare med kondensatet. R22 _är_ svårslaget när det gäller den teoretiska COP och det finns orsak till gnölet med R22:s förbud inom kylbranchen

Dessutom med lite mer överhettning så minskar man risken för att propanet skall kondensera vid kompression eller att den vill lösa sig i oljefilmen när den är nära sin kondensationspunkt i samband med kompression.

Propankylkrets mår bra rent COP-mässigt av suggasöverhettning genom att kyla kondensatet innan den expanderar och också därigenom säkrar tillräcklig hög suggastemperatur innan kompression av ovanstående skäl.

Varför det fungerar bra med suggasvärmeväxlare med kondensat med propan men inte med tex R134a och R22 beror på att propan har relativt hög värmekapacitet som gör gasen sval vid kompressionon men också negativt om kondensatet är varmt när den går in i expansionsventilen och därför vinner på att kylas av tex. suggasen. - omvänd extrem åt andra hållet är tex kylkrets med ammoniak med låg värmekapacitet där man istället bör kyla gasen medans den komprimeras och man bör hålla suggasen så låg som möjligt i temperatur.   

---

När det gäller isentropisk verkningrad så är det mycket kopplat till kompressorns storlek generellt. Normalt är kolvkompressor effektivare än en scroll vid samma kapacitet när kompressorerna är i liten storlek, men är scroll-kompressorn i lite större i storlek så blir det större kvot mellan pumpad volym gentemot inre läckage och kolvkompressorns fördel minskar och idag  är det billigare att tillverka en sådan än motsvarande kolvkompressor i samma storlek när kompressorerna är i lite större storlek

En luring i uträkning här att propan har bättre COP vid högre överhettning beror på att gasen har mer värmeenergi i sig när det sugs in i kompressorn än när den är kall pga. låg överhettning och den verkan blir större ju högre termisk kapacitet gasen har... - dvs. vinsten inom vissa driftfall är högre med lite mer överhettad gas än vad som kostar i extra motorkraft i kompressionen för att det pumpar vid något lägre sugtryck än när det arbetar med låg sugasöverhettning och lite högre sugtryck... och mycket beror på att gasen sedan vid kompression inte expanderar sig så mycket av upphettning vid kompression som tex. med R22. 

skall man räkna noga så skall man räkna entalpier och entropi som visar var och hur värmeflödet går i kylmaskinen.

[karlmb]

Mmm, om man kollar på loggarna nu så har jag kortare stabila körningar (har ställt ner startfördröjningen från 3 timmar till ca 1) och medelCOP på ca 3,17.
Sista påfyllningen så fyllde jag tills hetgasen började stiga med en inställning av ÖH på 6 grader har jag för mig.
Grejen är att ÖH pendlade då som alltid med högre ÖH åtminsotne 1,5 K ofta mer, hunting som jag ser det.
Men så snart man minskar ÖH så blir den kanonstabil, kanske pendlar sakta sakta +-0,2 K bara vid som nu 3 K ÖH.
Och, COP stiger! Från kanske 3,2 i en punkt till 3.35 eller så.
Har provat flera ggr med olika underkylning, allt från 2 K till 25K,  och det blir alltid samma resultat, bäst COP vid mkt låg ÖH.
Denna kondensor-evaporator är ju sammanbyggd och har en inbyggd hetgas/vätske vvx, så den borde vara optimal då för propan.
Jag kan bara inte reproducera detta med minimal ÖH i Coolpack, där vill den ha kanske 6 K, med maximal underkylning. Men jag kanske inte matat in rätt, ska kolla närmare på det inom kort.
Jag tror att största anledningen till inte så bra COP som man kan se i testerna från Multichannel beror på att jag har lite för låga flöden, höga  , kalla sidan kommer att bli svår att minska från  :dt:4 men varma sidan kan jag dels dra om rören lite för, dels skaffa en större cp som dessutom kan bli en lågenergi.
2 K lägre kondensationstemp borde göra gott.
Jag vill upp till över COP 4 iaf vid 0/35!

[xxargs]

hmm. om du har inbyggd suggasvärmeväxlare med kondensatet så skall du har en viss ganska stor överhettning på suggasen som kommer ut - det som är intressanta är vilken suggasöverhettning du har _innan_ suggasvärmeväxlaren då all ej uppkokad kondensat som går in suggasvärmeväxlaren är en förlustaffär som inte bidrar till kylkretsen effektivitet utan ger samma verkan som varm kondensat direkt i expansionsventilen. Dvs. kondensatet skall gått igenom suggasvärmeväxlaren innan den når expansionsventilen! 

[karlmb]

MC har satt ÖH till 6 grader i alla sina körningar och det stör mig lite, jag får bättre COP om jag minskar till 2-3 K.
Ja, man kan ju inte mäta den verkliga ÖH, utan bara det som kommer ut efter SGHXen.
Coolpack är lite oklar här också, när man anger ÖH och har SGHX, vilket värde ska man mata in som ÖH?

Dvs. kondensatet skall gått igenom suggasvärmeväxlaren innan den når expansionsventilen! 

Självklart, jag mäter underkylningen med givaren "suggas" ca 10 cm innan expansionsventilen.
Hmm, jag såg ngt om "onyttig öh" i coolpack, är det vad jag har iom sghx?

[xxargs]

 "onyttig öh"     avser den värmen som fångas upp i ledningen mellan evaporatorn och kompressorns insug och dess uppvärmning som _inte_ kommer ifrån suggasvärmeväxlarens uppvärmning - det den gör är att tunna ut gasen massa-mässigt så att mängden sugen gas per tid blir lägre,  men i propangasens fall så drar den också in mer värme eftersom det nog kan ses som förlängning av evaporatorn sas.

coolpack har fokus på kyla och sådant minskar kylkapaciteten, men kanske inte har samma nackdelar när det gäller värmeproduktion (har dock inte räknat på detta)

suggasöverhettningen som man anger uppe till vänster avser överhettningen innan gasen i fråga går in i suggasvärmeväxlaren (om den är aktiverad)

[karlmb]

OK. Har uppdaterat Coolpack nu efter en körning där jag noterade både COP o effekt + alla temp o tryck vid en viss tidpunkt.
Fattar inte vad "Utilazation of discharge gas superheat for heating of water" betyder men satte den lågt...verkar inte påverka.
Som synes ska denna process ge COP på 4,238, men jag har mätt upp 3.4, rätt stor skillnad, ngt som inte stämmer här.

[Roland]

Det måste vara samma sak som Thermias HGW, det varma köldmediet från kompressorn används för att värma varmvatten innan det går in i kondensorn.

[karlmb]

OK, det misstänkte jag också, men jag får ett felmeddelande om jag sätter "temperature increase" eller "volume flow" till 0, men den räknar iafs ändå.
Så jag har satt flödet till 0,01 m3/h just nu, det lustiga är att man sätta 5 m3 också, det påverkar inte COP..
Coolpack tycker jag borde ha 4,238 i värme-COP medan ett datablad på kompressorna talar om en värmecop på 3,13 med R22 vid -10 °C i förångningastemp, 10 K ööverhettning, 45 °Ckondenseringstemp med 0 K underkylning. Alltså ifos med lite annat köldmedium än R290 Propan, men vid mkt lägre temp på kalla sidan och mkt högre på varma + större ÖH o mkt mindre underkylning (jag har ca 22 i underkylning)
Hmmm

Edit: Ahh, ser nu iaf en teoretisk förklaring iaf!
Coolpack får ju i cycle analysis fram att avgiven effekt i kondensorn ska vara 19,72 kW, den är i verkligheten mellan 12 o 13 kW så därav skillnaden i COP.
Hmm, finns det något annat än för lågt vb-flöde som kan påverka detta?
MC anger att man kör med 0,66 l/s, jag har endast 24-25l/min, dvs 0,41 som bäst. Det avspeglar sig också på  , MC får 5K, jag över 7 på varma sidan.

Edit igen...., nej kompressorn ska ju då dra över 4kw, i verkligheten drar den ca 3,1 kW så avgiven effekt sjunker till 18,27...Dock rejält mer än mina 12-13kW, och COP stiger till 5,879...se bif uppdatering

[karlmb]

OK, har ansatt 12.5 kW ut från kondensorn nu och en effektförbrukning på 3,1 kW, vilket ju stämmer med mina mätningar.
Då får jag ett värme-cop på över 4 ändå + en isentropisk verkningsgrad på 0.525 (rimligt?) och en Carnot-verkningsgrad på 0,493 (rimligt?), fattar inte vad som är fel?

[Damme]

jag funderar- kan det vara mätfel? väldigt lite fel på flöde / temp när man mäter effekt på uppvärmd vätska gör stor skillnad.

[lödläckan]

"subcooler" är inte samma som suggasväxlare. subcoolern här är bara en förlängning av kondensorn då den inte har något eget värmebärarflöde.lika med hetgasväxlaren som inte hellre har något eget värmebärarflöde utan är en förlängning av kondensorn. kan det vara så att expansionsventilen är fullt öppen när det är 2K överhettning och det är den inbyggda dysan som sköter flödet och därför inte blir någon hunting.