Ämne: Frikyla med PEX-rör och värmeväxlare. Vilket frysskydd? (och andra frågor)

[Klejb]

Hej!

Håller på att installera frikyla i tre sovrum. Har läst många trådar i ämnet här på forumet och lärt mig mycket med några frågor återstår.

Bakgrund: Tog kontakt med en installatör som skulle hjälpa mig med frikylan. Han sålde 50m isolerad 20x2,8 10BAR PEX-slang (se bifogad bild på liknande slang) till mig som jag drog från pannrummet i källaren och upp till vinden, två våningar upp. Detta var möjligt då vi genomförde en större renovering och hade öppnat upp väggar och bjälklag. Valde senare att inte gå vidare med denna installatör pga att:

1. Han låg ca 50% högre i pris på konvektorer än vad jag själv kunde köpa dessa för.
2. Offerten byggde på att jag, trots en ganska hög arbetskostnad, ändå skulle göra allt grovjobb med att montera de infällda tak-kassetterna och dra rör.
3. Han sålde PEX-rör till mig som skulle cirkulera brinen i huset, vilket ju inte alls är tillåtet!  Att byta mot koppar nu är omöjligt utan att riva upp väggar och tak igen.

Kommer därför att göra installationen själv (bortsett från elen). Installerade ca 100 kvm golvvärme i huset med strålande resultat för två år sedan, så viss kunskap och självförtroende finns 

Bifogar en bild på hur jag har tänkt mig installationen.

Det är alltså tre sovrum som jag vill kyla (och ev ett fjärde om det visar sig att kylan i hålet räcker). Två av sovrummen är på markplan och kommer kylas med infällda konvektorer i taket (typ Eveco SK-ECM12?), matade från kattvinden ovanför. Det tredje sovrummet är på vindsvåningen och kommer kylas med en konvektor i väggen (typ CRC-IO 43?), matad från kattvinden bredvid. Borrhålet är 110 m djupt och bergvärmepumpen är en IVT Greenline C8 från 1998.

Eftersom jag inte vill leda ut spritblandninen via PEX-rör i huset (den brann rätt bra efter lite uppvärmning) så är jag tvungen att gå via en värmeväxlare och ha en separat krets för kylan. Jag tänker koppla in mig mellan hålet och inkommande köldbärare på pumpen. Det finns redan avstick med tre kranar som användes vid fyllningen av kollektorn. Se bifogad bild. Med hjälp av de tre kranarna så kan välja om brinen ska gå via värmeväxlaren eller inte, beroende på årstid.

Vad gäller styrningen av konvektorerna så kommer varje enskild konvektor ha en termostat som startar fläkten och öppnar sin ventil samt startar cirkulationspumpen via ett relä i pannrummet. Detta verkar vara standardlösningen eller har jag missat något?

Så för att sammanfatta....det här är vad jag undrar:

1. Finns det några åsikter på mina tankar ovan samt den bifogade skissen över systemet?

2. Eftersom kylkretsen bitvis går på ouppvärmd kattvind så måste den frysskyddas. Vilket fryskydd bör jag använda med hänsyn till brandrisken? Glykol? Koncentration?

3. Förslag på lämplig isolerad cirkulationspump till kylkretsen? Är det någon poäng med varvtalsstyrning som anpassar sig efter hur många konvektorer som är öppna?

4. Förslag på lämplig isolerad plattvärmeväxlare. Vill ju självklart kunna suga ut så mycket kyla ur brinen som möjligt men inte hindra flödet till värmepumpen allt för mycket.

5. Hur brukar man göra för att tvångsköra bergvärmepumpens cirkulationspump för att dra runt brinen i kollektorn? Kan elektrikern helt enkelt låta reläet som startar kylkretsens cirkpump även strömsätta värmepumpens cirkpump? Reläena blir alltså paralellkopplade och när minst ett är slutet, så går cirkpumpen i värmepumpen.

6. Efter den tidigare golvvärmeinstallationen så har jag en hel del 17x2 4BAR PEX-slang liggandes. Kan jag använda denna från "huvudledningen" ut till konvektorerna om jag isolerar den med flexslang och rörisolering likt den färdigköpta? Den tål mindre tryck men räcker 4BAR?

7. Jag tänker mig ett expansionskärl med övertrycksventil vid högsta punkten. Rätt tänkt? Vilket tryck på ventilen?


Tack på förhand! 

[Klejb]

Kanske blev det för många frågor på en gång? Man behöver självklart inte ha svaret på alla för att svara. All hjälp är välkommen. Har fet-markerat de viktigaste frågorna.

[svenske kocken]

Jag svarar väl på 5 då. Och svaret är ja, med ett lite enklare ingrepp och ett arbetsströmsrelä  kör du både brinepump och "kylcikpump" parallellt.

[Hastings]

Vill inte vara neg, jo-ganska - du har ett antal problem med flöde och kyleffekt: 
a)kombinationen låga temperaturer och glykol är inte så lyckad då viskositeten ökar snabbt - använd så låg konc glykol som möjligt.

b) Eftersom du har använt PEX så är 20 mm ganska klent pga väggtjockleken som huvudstam. 

c)Ska du också köra över en värmeväxlare så kommer endera flödet att bli dåligt eller du får använda en stor( energislukande) pump i sekundärkretsen som med fördel kan varvtalstyras med antalet brukare . Att använda VPns pump i primärkretsen går men den är rätt stor (hög el förbrukning), se om den också kan varvtalstyras .

d)Vad det gäller växlare så måste du be någon räkna. Om du får för stor  delta T (differens) där och  då man dessutom kan komma upp i 10 C i hålet efter att ha kylt ett tag så blir fläktkonvektorerna väldigt ineffektiva om de tvingas arbetar med tex >15 C in  pga växlaren. en stor och effektiv växlare utan för stort tryckfall kan bli dyrt.

Mitt råd -ta inte här kostnaderna utan att vara säker på att du får ut  kyla i slutändan.  För 50-100 000kr  så får du en mycket bra inverter att kyla ovanvåningen med + pengar över till drift.   .... sed denna beräkning https://www.polarpumpen.se/blogg/vad-kostar-det-att-anvanda-luft-luftvarmepumpen-som-luftkonditionering/
Det blir lite bättre ekonomi om man värmer på vintern ochså

Eller "bite the bullet" - gå lös på väggen  och dra nya grövre rör i koppar, skippa  växlar och få ett enklare system till lägre pris som borde ge den kyla du vill ha.

[Pen]

Håller med Hastings. Det känns som att det är för många saker som komplicerar bilden.

Framförallt bör du räkna (eller låta räkna) på effektiviteten i systemet då det förlorar både p.g.a. värmeväxlare, klena ledningar och glykolinblandningen. Det senare tänkte jag inte på själv.

Sista frågan om expansion har ingen besvarat. Du kan väl sätta expansionskärlet var du vill - är det inte lämpligast i pannrummet? Jag utgår från att du kör ett slutet kärl.

Beträffande värmeväxlare så tycker jag att det också vore (använder vore för jag har inte det) några fördelar med att ha skilda system - speciellt för D.I.Y. Man slipper den eländiga påfyllningen och avluftningen och trycksättningen av hela brinesystemet när man bygger om sin frikyla (och det gör man om det kliar i fingrarna och inte har något annat att sysselsätta sig med). Man behöver heller inget separat expansionskärl eftersom man kan koppla in sig på värmebärarens. Dessa fördelar får du dock inte i ditt fall eftersom du måste trycka in glykol i frikylan.

[Pen]

Funderade även över alternativ till glykolen. Teoretiskt skulle man kanske kunna lägga kylslangarna nära undertaket och köra värme genom dem under vintern. Skippar man glykolen så finns inget hinder att koppla samma systemet med värmebäraren. Det är bara en ide och jag vet inte om det är rekommendabelt ens.

En baksida är att systemet kräver garanterad värmecirkulation under vintern. Pajar cirkulationen så fryser slangen. Det är viktigt att ett fel kan upptäckas i tid.

[Smurfen.]

Om slangarna är inbyggda i väggar klädda med gips kan man då inte isolera dom på tex vinden och då anse allt som brandskyddat. Visst brinner brine men det är rätt få liter det handlar om och man har ju oftast en plastbytta i pannrummet helt oskyddad då känns slangar inbyggda i nån typ av vägg väldigt mycket säkrare.

[Klejb]

Tack för bra svar...även om det inte var så upplyftande läsning 

Har lite följdfrågor och kommentarer:


-Finns det något icke brandfarligt alternativ till Glykol som inte blir trögflytande i så fall? Bor i Linköping så det blir ju inte smällkallt här men -20 hade vi i vintras i alla fall.

-KB-pumpen drar 160W i högsta hastigheten, enligt elmätaren. Känns inte så farligt i kylsammanhang.

-Surt att höra att PEX-slangen, förutom att vara farlig/otillåten, också är underdimensionerad. Är inte helt imponerad av installatören som sagt. Att riva upp och göra om är tyvärr inte ett alternativ. Det är helt enkelt inte värt allt jobb med att göra om tak och väggar igen. Får höra mig för om lämplig värmeväxlare och se om det går att kompensera genom lägga extra pengar på överdimensionerad variant med så lite förluster som möjligt. Skulle också kunna kompensera med större och dyrare konvektorer. Tror fortfarande att jag skulle kunna hamna under de där 50-100k kronorna. Frågan är hur mycket kyla det blir. En variant är att börja med ett rum och se hur det fungerar och vilka temperaturer jag får innan jag går vidare. Blir det helt värdelöst så får man väl riva ner allt och sälja delarna på blocket.

-Att brandisolera slangen på vinden borde inte vara så svårt. Resten av slangen ligger bakom gips så det ska väl rätt mycket till innan en brand smälter hål på dom. Frågan är om det är tillräckligt? Troligtvis i praktiken men kanske inte regelmässigt?

-Skulle absolut kunna ha ett slutet kärl i källaren men det kändes som enklare med ett i plast på vinden? Är det någon nackdel med det?

- Skulle den 17x2 4BAR PEX-slang från golvvärmen, som jag har liggandes duga för ändamålet?

[Hastings]

Vad det gäller glykol så välj etylenglykol.( se viskositetstabellerna i slutet)  Titta på 0-10 C och 40% iblandning det borde väl inte bli kallare än -20 på vinden?. Viskositeten vid +5 till +15 Cär inte så besvärande om du inte ökar blandningen.
https://www.skogforsk.se/contentassets/e95112ea9f034237a695176fa91f6f21/glykolrapport_skyddad2002-02-14.pdf

vad det gäller alternativ och en genomgång av glykoler så titta u kap 5 i denna;
http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/208945/208945.pdf

[Pen]

Jag tycker (återigen) att nästa steg för go/nogo är att räkna lite. Du måste börja i någon ända och eftersom det är slangen som är given från början (den vill du inte byta) så är det på den du måste börja beräkningen för att se om den är en svår flaskhals eller ej.

Jag tycker att ett bra mål är att se om du kan uppfylla konvektortillverkarens specade flöde (eller hur nära du kan komma). Då har du i varje fall uppfyllt en förutsättning. Du kommer däremot aldrig att uppnå den nominella effekten eftersom allting är specat som ett 7/12 system (7 grader in, 12 grader ut).

De indata du behöver är konvektorernas specade flöden och tryckfall samt flödesmotstånd/tryckfall i slangarna och värmeväxlaren. Konvektorns data hittar du i datablad och tryckfall i PEX slangar hittar du som nomogram på nätet  (ECM12 har t.ex. 422 l/h och 9.8 kPa). För värmeväxlare så får du först ansätta en med rimligt pris, storlek och nominell totaleffekt och sedan i nästa steg pröva dig fram till större. Men vänta med prövningen.

Med dessa data i bagaget kan du räkna ut det totala tryckfallet i systemet. Du ska också kontrollera att flödeshastigheten inte överstiger den maximala (tror att det är 2.5 m/s för PEX). Håller sig tryckfallet inom 60 till max 100kPa så har du ett system som du kan driva med en rätt ordinär cirkulationspump (t.ex. Wilo). Då kan du gå till nästa steg som är att dimensionera värmeväxlaren.

För värmeväxlaren kan du sedan ladda ner gratisprogram från SVEP för att laborera med olika alternativ och se hur mycket du tappar på sekudärsidan. Men innan du går vidare måste föregående steg vara avklarat.

[Pen]

Ang din följdfråga på placeringen av expansionskärlet så är det väl egentligen tre icke oberoende frågeställningar:

1. Öppet eller slutet kärl.
2. Nivåkärl (plastkärlet du har på din bild) eller expansionskärl.
3. Placeringen.

Jag får för mig att din preferens är ett slutet nivåkärl med övertrycksventil placerat på vinden. Det finns väl ett antal praktiska problem med detta (avledning från övertrycksventil, observationsmöjlighet, påfyllning mm). Kanske är det också en viss risk. Mitt plastkärl började läcka i gängan när jag trycksatte det så jag fick byta. Med placeringen på vind så kan du ju välja ett rätt lågt tryck, men frågan är hur du gör vid påfyllning för att inte riskera övertryck.

Normalt brukar man rekommendera att man sätter expansionskärl på returen och då underförstått nära cirkulationspumpen. Detta för att kunna garantera att det dynamiska trycket är tillräckligt högt på sugsidan av pumpen. Understiger man det så kan pumpen börja kavitera med skador (och oljud) som följd.

Summa summarum är det enklast att sätta kärlet i pannrummet på returen - mest för att man brukar göra så. Gör man annorlunda bör man tänka igenom ett antal fall och även kontrollräkna att man garanterar tillräckligt högt dynamiskt tryck på sugsidan.

[Pen]

Tänkte också svara på kopplet på brinesidan.

Om du använder påfyllningskopplet för omledning till värmeväxlaren så finns det ju inte längre något påfyllnadskoppel. Kanske kan du fylla på via nivåkärlet, men om du efter din installation skulle behöva lufta genom att köra runt brinen via hink så går det inte längre. Jag tycker således att du bör behålla påfyllningskopplet.

Värmeväxlaren skulle jag dimensionera för fullt flöde från VP. Om man isolerar den väl så kan den väl i princip alltid vara inkopplad. Men ett koppel med tre serviceventiler är bra om den skulle gå sönder så att man snabbt kan få värmesystemet att fungera igen. Och så slipper man förlusterna helt på vintern.

[Rdx]

Jag har frikyla med combi-pex (pex ett metallager) och en värmeväxlare. Jag har en separat slinga till kylan men har det ändå anslutet till den vanliga radiatorsystemet.

På det sättet slipper jag ett extra expansionskärl och på vintersäsongen slår jag om en trevägsventil så att det går värme till konvektorn, så ingen frysrisk.

Tror det finns en skiss någonstans bland mina inlägg på hur det är kopplat.

[Klejb]

@Pen
Stort tack för dina utförliga och förklarande svar! Nu vet jag var jag skall börja räknandet. Jag skall sätta mig ner och räkna så fort jag får tid. Återkommer med vad jag kommer fram till.

Angående expansionskärlet så har du övertygat mig om att ett slutet kärl i källaren är bäst. Det var mest att det sitter ett plastkärl på brine-slingans högsta punkt som gjorde att jag tänkte att det var bästa sättet.

Angående påfyllnadskopplet. Ja det låter ju helt klart dumt att bygga bort möjligheten till påfyllnad/luftning. Samtidigt är det skönt att kunna koppla i lugn och ro utan att göra inverkan på det gående systemet. Får väl helt enkelt göra ett nytt påfyllningskoppel direkt efter det det gamla. Ett avstick behöver jag ju oavsett och det vore skönt att slippa kapa i de fulla rören. Borde väl fungera?

@Ridax
Intressant! Vad har du för dimension på dina combi-pex och vad har du för effekt på dina konvektorer?
Vad har du valt för värmeväxlare och har du någon uppfattning om delta-T mellan de två slingorna? Och framförallt...får du ut kyla så det räcker?

[Pen]

Angående påfyllnadskopplet. Ja det låter ju helt klart dumt att bygga bort möjligheten till påfyllnad/luftning. Samtidigt är det skönt att kunna koppla i lugn och ro utan att göra inverkan på det gående systemet. Får väl helt enkelt göra ett nytt påfyllningskoppel direkt efter det det gamla. Ett avstick behöver jag ju oavsett och det vore skönt att slippa kapa i de fulla rören. Borde väl fungera?

Ah, du menar att du sätter ett nytt påfyllnadskoppel på avstickaren? Ja, det var ju en bra ide för att slippa kapa befintliga rör. Det borde ju gå bra om avsticken har samma dimension som huvudrören. Det är troligt att du har ett smutsfilter i det befintliga kopplet, så det vore bra om det nya kopplet också har det (eftersom du bypassar det gamla). Det går att köpa färdigbyggda koppel.