Ämne: Frikyla/värme året runt med jordvärme

[kamelryttarn]

Har funderingar på att lägga ner 500m slang som är tänkt att bl.a. ge frikyla sommartid och stödvärme vintertid till en mindre lokal som idag är frostfri vintertid utan någon direkt tillförsel av värme, men sommartid kan närma sig 23-24 grader. Forhoppningen är att få upp tempen vintertid ett par grader och sommartid sänka det ca 4-5 grader.

Dessutom finns planer på att koppla "värmesidan" av ett kylaggregat mot slingan så sommartid kommer det tillföras en del energi till marken. Vad borde man kunna förvänta sig för temperaturer från kollektorslangen?

[Carl N]

Frikyla med jordvärme är ingen hit.
Det kan funka om man typ har en pool som värms sommartid eller så.
Annars kommer köldbäraren hålla 15-20 C på sommaren.

[Pen]

Frikyla med jordvärme är ingen hit.
Det kan funka om man typ har en pool som värms sommartid eller så.
Annars kommer köldbäraren hålla 15-20 C på sommaren.

Fast en sådan här toksommar skulle man snarare behöva installera poolkyla. Vi toppade på 32 grader i poolen utan vare sig värmning eller övertäckning idag.

[kamelryttarn]

Tack för svaren. 500m slang är införskaffad. Har en lämplig pump (Grundfos 3-fas med bronshus) och en tank att koppla det hela till. Det är ett långtidsprojekt men kommer uppdatera i tråden allteftersom saker å ting hamnar på plats. Vi får helt enkelt se hur mycket kyla å värme vi får ut.

Hur bör man förresten tänka kring PEM och syresättning av vattnet? Hur stor syresättning blir det och hur länge kan man förvänta sig att saker som inte är av rödmetall eller plast överlever.

[kamelryttarn]

Nu ligger slangen i backen, men jag funderar lite på tryck och flöde... Pumpen är en Grundfos UP 32-80 B 180 och den kommer monteras med sugsidan direkt i en 300 liters bufferttank och trycka mot 450-500m 40mm PEM-slang. Tanken är i princip högsta pumpen i systemet, och slangen ligger med svag lutning neråt. Har ingen aning och höjdskillnad mellan högsta punkt och lägsta punkten vilken är mitten på slangen.

När jag försöker ta fram beräknat tryckfall i slangen vid olika flöden och petar in uppgifterna i Grundfos product center känns det som att flödet bör landa någonstans i närheten av 1,8l/s och att det totala tryckfallet blir strax under 5 bar. Slangen är specad PN6,3 så jag antar att förtryck och trycket direkt efter pumpen inte bör överskrida 6,3bar.

Ett flöde på 1,5-1,8l/s i en slang med innerdiameter på 35,2mm (40mm minus 2x2,4) blir ungeför 1,5-1,8m/s i flödeshastighet. Kommer jag få problem med kavitering och vakum på sina ställen? Jag vill inte sänka flödet alltför mycket då jag misstänker att jag riskerar ett laminärt flöde i slangen till sist. Dessutom har pumpen ingen hastighetsreglering så om jag behöver sänka flödet måste jag väl antingen strypa den på trycksidan eller frekvensstyra motorn, eller tänker jag helt snett?

https://tools.pipelife.com/Colebrook?lang=sv

https://product-selection.grundfos.com/product-detail.product-detail.html?custid=GMA&productnumber=52062290&qcid=439121226

[Hastings]

Min lite hädiska tanke vore att 2x250 meter i parallell hade löst problemet. 

Varför är laminärt flöde dåligt- är du säker på att man får sämre värmeutbyte ? Om man räknar in att ofta ger högt flöde lågt värmedelta men det till priset av en tryckökning vid turbulens och behov av en större energislukande pump som måste räknas av i COP.

[Rickard]

OM jag förstår dig rätt så skall du bara ha någon form av fläktkonvektor som kyler på sommaren och värmer på vintern?
Låt denna "vattenaerotempers" beräknade flöde avgöra hur stort flöde du kör.
Enklast är väl att strypa in flödet så du får en lagom temperaturdifferens över batteriet, ligger du nära 0 i tempdiff så kör du onödigt stort flöde.
Stora delar av året kommer ju marktemp och temperaturen i lokalen att vara rätt lika och då finns ju ingen anledning att alls köra något flöde.
Men projektet är intressant, du borde kunna ladda marken med värme på sommaren och få en viss kyleffekt, och sedan värma på vintern, borde vara rätt enklet att hålla det frostfritt om du har bra kapacitet på aerotempern.

[kamelryttarn]

Tack för svaren och tipsen.

Jag bara antog att laminärt flöde var dåligt, men det kanske inte är någon större katastrof? Pumpen är ju rejäl men inte löjligt överdimensionerad. Fick tag på den på privatannons för en bra peng. Bättre anpassad ny dito hade gått loss på närmare 10kkr

Systemet kommer göra lite mer än förse aerotempers med kyla/värme, men i grova drag är det i huvudsak det som systemet har till uppgift.

Jag kommer ha tryckgivare direkt före och efter pumpen för att kunna se så jag inte har orimliga eller extremt felaktiga tryck någonstans.

[kamelryttarn]

Det ser ut som att systemet kommer monteras ihop ganska snart, men jag hade uppskattat lite input gällande vilket flöde jag kan förvänta mig.

Jag har använt mig av följande två sidor:

https://tools.pipelife.com/Colebrook?lang=sv

https://product-selection.grundfos.com/product-detail.product-detail.html?custid=GMA&productnumber=52062290&qcid=465785360

Jag har angivit innerdiametern till 35.2mm (sidan kräver punkt istället för kommatecken), råhetstal 0.01 i enlighet med deras egna rekommendationer och längden till 500m. Med drygt en halvliter per sekund får man ett beräknat tryckfall på ungefär 0.6 bar men hur använder jag infon i grundfos verktyg för att se ungefär vilket flöde man kan förvänta sig?

[kamelryttarn]

Systemet är nu driftsatt och verkar fungera riktigt bra. Det blev inga tryckgivare så jag har dålig koll på trycket på pumpens sug resp trycksida. Det tog några timmar för det att trycka ur all luft ur systemet och lite är säkert kvar ett tag till men vi har cirkulation i slangen i alla fall.

Fanns det ingen som visste hur det blir med diffundering (?) av syre till systemet? Pumpen är som sagt av rödmetall men tanken den går mot är i någon slags järnmaterial.

[Pen]

Ska man räkna på diffusionen så måste man nog vara väldigt kunnig. Det är många parametrar inblandade eftersom syret är helt eller delvis löst på båda sidor. Jag tillhör inte kategorin kunniga på detta område, men en absolut övre gräns borde du kunna räkna fram. Antag att syrets ångtryck är 1 bar i jorden och 0 bar inne i slangen. Värre än så borde det i alla fall inte kunna bli (ganska långt ifrån snarare). Leta upp permeabiliteten för syre genom PEM på nätet. Mantelytan på din PEM slang räknar du enkelt ut. Sedan är det relativt enkelt att få fram läckaget i kg O2 per år. Kolla i en formel för rostprocessen hur många kg syre som åtgår för att förstöra ett kg järn så får du fram en övre gräns för mängden järn som kan "rostas" per år.

Jag funderade på ett enklare fall för några år sedan (korrosion av kraftkablar) och det märkliga var att medan plaster jämförelsevis läcker som såll för vattenånga så är de tämligen täta vad avser syre. Det kanske beror på att vattenmolekylen är så pass mycket mindre än syremolekylen gissar jag.

[Roland]

Jag vill inte sänka flödet alltför mycket då jag misstänker att jag riskerar ett laminärt flöde i slangen till sist.

Det spelar ingen roll om det är laminär eller turbulent strömning i slangen. Det är bara ca 5 % av totala värmeöverföringsmotståndet vid bergvärme som ligger på slangens insida vid turbulent strömning, vid jordvärme säkert mindre. Laminärströmning ger troligen bara några procents försämring.

Men det finns ett annat problem med jordvärme och frikyla. I och med att slangen är varmare än marken sker det en fuktvandring bort från slangen. Det blir luftfyllda porer i marken runt slangen som isolerar.

Vad gäller PEM-slang och järn fungerar det inte ihop i längden. Thermia använde i markvärmens barndom på 70-talet värmeväxlare av icke rostfritt stål. De korroderade sönder rätt snabbt.

[kamelryttarn]

Tack för informativa svar. När det gäller isolering av slangen är det nog ett mindre bekymmer då nästan hälften av slangen ligger i en knappt 3m djup, konstgjord damm. Men det är definitivt värt att ha med i beräkningarna och faktiskt inget jag tänkte på innan du nämnde det.

Det känns som att det största bekymret faktiskt är syret. Vi kommer nog kunna köra anläggningen i några år men till slut kommer det nog rosta sönder någonstans. Undrar var den svagaste punkten finns...

[kamelryttarn]

Nu har vattnet cirkulerat i någon knapp månad och det verkar fungera som tänkt hittils. Det börjar strax bli dags att börja ansluta kamflänsslingorna och en fundering där är expansionskärl. Slingorna kommer innehålla ganska liten mängd vatten så jag tänkte att man kanske kunde ta ett vanligt 22mm kopparrör monterat vertikalt på en T-koppling direkt innan cirkpumpen och försluta det så tätt som går upptill med en manometer. Finns det risk att luftpelaren ersätts av vatten till slut eftersom högsta punkten INTE är kopparröret utan någon annan del av slingan?

[Rickard]

Har svårt att tro att det skulle kunna finnas nåt ställe i din koppling som är bättre på att fånga luft än stigarröret upp till manometern.
Om det skulle fyllas med vatten så fungerar ju expansionen ändå så länge du har lite luft i systemet, men värmeväxlingen blir lite lidande...