Ämne: Energiomvandlingsförluster

[Marva]

Hej, Jag är tacksam om någon förstår den här uppgiften och kan hjälpa mig att komma i gång. I uppgiften står det:

Använd denna formel: Köpt energi = Husets energibehov/verkningsgrad

Vi vet hur mycket köpt energi ett hus behöver totalt inklusive distributions- och reglerförluster. Men för att energin skall komma in i huset behövs någon apparat som ofta har förluster, och i detta fall är det fjärrvärme som har förluster i värmeväxlare med en verkningsgrad på n=098. Använd denna verkningsgrad och beräkna energiomvandlingsförlusterna för uppvärmning, ventilation och tappvarmvatten under ett år. Observera att verkningsgraden avser hur mycket av bruttoenergin som blir nyttig och i detta fall är ju inte bruttoenergi känd, det går alltså inte att multiplicera rakt av med nettoenergin utan formeln måste stuvas om. Kontrollera beräkningen genom att multiplicera bruttoenergin med verkningsgraden som ju ska ge nettoenergin.

Data som vi har:
KÖPT ENERGI
Uppvärmning netto=4750 kWh/år
Ventilation netto=3620 kWh/år
Tappvarmvatten netto=2940 kWh/år
Summa köpt nettoenergi= 11310 kWh/år
Summa köpt bruttoenergi= okänd

Distributionsförluster=860 kWh/år
Reglerförluster=480 kWh/år

[Carl N]

Verkningsgraden för växlaren ser skum ut, är det inte 0,98 som menas?
Vi får anta att den är samma för värme och varmvatten?
Jag är inte 100 på hur man menar i uppgiften, tyvärr är den inte helt självklar, men som jag tolkar det borde formeln bli:

Summa köpt bruttoenergi = (Summa köpt nettoenergi + Distributionsförluster + Reglerförluster)/Verkningsgrad.

[Roland]

Min tolkning är att distributions- och reglerförlusterna är inkluderade i 11310 kWh. Då bör beräkningen av förlusterna för uppvärmning bli 4750 x (1/0,98 -1) = 97 kWh osv.

Det är förmodligen uppställningen ovan som orden "det går alltså inte att multiplicera rakt av med nettoenergin utan formeln måste stuvas om" syftar på. Det går inte att få ett exakt svar genom räkna förlusterna från nettoenergin: 0,02 x 4750 = 95 kWh.

Det är en konstigt formulerad uppgift. Det står först uppvärmning netto 4750 kWh/år. Raden under är Ventilation netto 3620 kWh/år. För mig är uppvärmning lika med värmeläckaget genom klimatskalet plus uppvärmningsbehovet för ventilationsluften. Det borde ha stått värmeläckage eller värmeförluster i stället för uppvärmning. Om uppgiftsförfattaren nu menar det jag tror hen gör.

 

[Marva]

Oj det ska vara verkningsgraden 0,98

Jag förstår inte vad i formeln som representerar energiomvandlingsförlusterna för uppvärmning, ventilation och tappvarmvatten?
För det är ju den man ska räkna fram.

I tidigare uppgifter har de antagit att uppvärmningen är summan av energibehovet för transmissionsförluster, ofrivillig ventilation och vädring.

[Roland]

Om vi betecknar verkningsgraden med n så blir formeln

Nettoenergi = Bruttoenergi x n

Vi ska beräkna förlusterna som är:
Förluster = Bruttoenergi - Nettoenergi

Men då vi inte känner bruttoenergin utan enbart nettoenergin måste vi beräkna den enligt formeln

Bruttoenergi = Nettoenergi/n

som är en omstuvad version av den översta formeln

Därav följer, om vi hoppar över två led, att

Förluster = Nettoenergi x (1/n -1)

Det är uttrycket (1/n - 1) som representerar omvandlingsförlusterna.

Vi testar nu resultatet enligt sista meningen i uppgiften. Bruttoenergin för uppvärmning är nettoenergi + förluster dvs 4750 + 97 = 4847 kWh. Multiplicerar vi med verkningsgraden 0,98 blir resultatet 4750,06. Resultatet blir lite över 4750 beroende på att 97 är avrundat till heltal.

Det här är en intressant tråd med tanke på att vi nyligen har haft en rätt intensiv diskussion om kvaliteten på skolutbildningen jämfört med hur den var förr. Jag tror vi är överens om att elevernas kunskaper på något sätt är en funktion av lärarnas kompetens. Med tanke på att två dignitärer på Värmepumpsforum har haft problem att förstå uppgiften torde man kunna konstatera att den inte är bra formulerad. Det dunkelt sagda är det dunkelt tänkta som Tegnér formulerade det. Är uppgifter av den här typen representativa för skolan av idag är jag glad över att jag har skoltiden ett halvt sekel bakom mig.

Det finns en del i uppgiften att haka upp sig på om man är på det humöret förutom uppvärmningen som egentligen verkar vara transmissionsförlusterna plus mer eller mindre av distributionsförlusterna.

Rubriken för sifferuppgifterna är KÖPT ENERGI. På tredje raden står Tappvarmvatten netto 2940 kWh/år. Tappvarmvatten netto är för mig den värmemängd som tas ut med varmvattnet. Den inkluderar inte beredarens förluster som jag ser det. I ett verkligt fall bör det tillkomma så där 500 kWh/år.  Då blir det rätt konstigt att använda begrepp som köpt energi netto. Köpt energi som begrepp blir relevant först när man räknar med bruttobeloppen. Så länge man syftar på nettovärdena tycker jag man bör skriva t.ex. Värmebehov tappvarmvatten netto xxx kWh. 

Jag frågar mig också vad som åsyftas med Reglerförluster 480 kWh/år. Först tänkte jag att det var reglercentralens elförbrukning men det är ju kWh fjärrvärme allt handlar om så det finns inga kWh el med i uppgiften. Då blir reglerförlusterna rätt obegripliga. Jag kan inte inse vad det kan vara för något. Förluster i t.ex en shuntventil borde rimligen räknas till distributionsförlusterna.

Om nu poängen med uppgiften är att man ska kunna ta fram uttrycket Förluster = Nettoenergi x (1/n -1) utan att bli distraherad av ovidkommande information borde man ha kunnat konstruerat en betydligt vettigare uppgift med en terminologi som inte leder fel.

Jag måste säga att Marva har gett en intressant inblick i dagens skola.   

[Carl N]

Jo, du har nog tolkat uppgiften rätt Roland.
När jag ser ditt svar så inser jag frågeställningen i första tråden.
Jag vill minnas att man brukade kunna få dunkelt formulerade uppgifter ibland i skolan, ofta var man tvungen att se nått liknande exempel (typ din lösning) för att förstå vad som var uppgiften.
Min gissning är att distributionsförluster och reglerförluster är de förluster inne i huset typ rör som går via ouppvärmd utrymmen samt övertemp i huset på grund av tröghet i regleringen. 

[Marva]

Tack för svaren. Nu förstår jag också uppgiften bättre när Roland förklarade.

Som jag har förstått i skolan så är distributionsförlusterna förluster från värme- varmvatten, VVC-ledningar, pumpar, rör, kanaler mm.
Och om temperaturregleringen medför en större temperatur än den önskade så leder detta till reglerförluster. Orsakerna kan vara dålig temperaturspridning i huset, dåligt injusterade system, dåliga termostater och tröga värmesystem som golvvärme.

[Roland]

Distributionsförlusterna har jag inga problem med utan det är reglerförlusterna som verkar konstiga. De är 480 kWh/år, 5,7% av totala värmebehovet. Som tumregel brukar man räkna med att en grad högre inomhustemperatur ökar värmebehovet 5 %. Med 480 kWh/år i reglerförluster har man då ca 1,4 grader för hög temperatur inomhus under hela den tid på året huset behöver värmas. Det känns inte realistiskt. I och för sig spelar det ingen roll att värdet är orimligt, att det bara är något påhittat. Poängen är att man ska inse att man inte ska använda regler- och distributionsförlusterna i beräkningen.

Men uppgiften efterlämnar ett konstigt intryckt. Det finns ingen logik i uppställningen under rubriken Köpt energi.

Rättat fel.