Ämne: "Strimla Elräkningen" LV konsept

[XLvarme]

Jag är innehavare av en liten firma som började arbeta med LV monoblock värmepumpar för några månader sen, och är inte alls nån expert inom det här.
Har 8 installationer tills nu och har testat och lärt en hel del. Har dock bred erfaring frän prototyp utveckling inom många olika branscher från tidligare.
Jag tycker att det finns stora möjligheter att förbättra effektivitet og icke minst göra LV-system som är snabbare och enklare att installera.
Allt av el, elektronik och mekanikk måste då va inuti värmepumpen på utsidan.
Har hittat en "snygg" Kina produsent som har allt integrerat,,, sirkulasjons-pump, elpatron, 3-väg shunt osv.
med enbart märkesvara prylar, och mycket bra TÜV papper med A++ rating.

Jag är 100% säker på att all framtid är luft, finns inga fysiska begränsningar att klara av COP 10 även vid minus 25.
Dock inte med dagens kompressor / förängare-teknik.
Hur lång tid det tar att komma dit, är dock en annan fråga,,,

Så har jag funderat lite på hur allt det här skulle gå till. (Ursäkta taskiga svenskan, jag är från Norge)

Tankar måste bli egen tillverkning i polypropylen för att kunna göra moduler med samma snabbkopplingar i olika storlekar.
Alla rörgrejor blir likadan,, 100% polypropylen (PPR) mycket billigare och snabbare att fusion-svetsa ihop än mapress koppar som jag använder i dag.

Vore trevligt med nån typ av kritik om vad ni inte gillar,,,
Kommer att uppdatera här, undervägs det nästa året, hur allt går till med dom första systemen, jag ska göra åt två kompisar som bygger nytt. 

Målet var att utveckla ett koncept för maximal minskning av elräkningen.
Baserat på ett prisvärt, modulärt och behov konfigurerbart värmesystem. Ett komplett "plug and play" rörsystem med markerade snabbkopplingar, som enkelt kan anpassas till längd och vinklar. Något som en behändig kille kan sätta ihop på relativt kort tid.

Hur man använder värmepumpens höga effektivitet vid lägre vattentemperatur och samtidigt låta värmepumpen utföra all högtemperatur vattenuppvärmning i ett värmesystem med tidsstyrd temperatursänkning. Lösningen ligger i en växelverkan mellan lågtemperatur, lågrespons golvvärme och högrespons, högtemperatur fläktkonvektorer.

Tidskontrollerad sänkning av temperaturen fungerar dåligt med värmepump och vattenburet golvvärme. Svarstiden är för lång och värmepumpen arbetar med sämre effektivitet / COP för att återhämta sig när det ska höja temperaturen igen. Så vinsten går förlorad.
Men en värmepump med vattenburen golv- / väggvärme är särskilt energieffektiv om värmesystemet har hög värmeväxling vid låg temperatur, dvs cirka 30 grader på vattnet från värmepumpen. Något som kan uppnås genom att placera rören i golvet mycket tätare, eller komplettera golvvärmen med väggvärme. Men låg temperatur på hela värmesystemet minskar möjligheten till stora besparingar vid uppvärmning av kranvatten. Något synd om man redan har en värmepump. För att lösa detta, behövs en 2-tank / 2-temperatur inställning.

Tanken är att 70-80% av uppvärmningen kommer att göras med lågtemperaturvatten, vilket är det område där en värmepump verkligen kan spara pengar. Samtidigt som anläggningen upprätthåller en relativt låg grundvärme, till exempel 18-19 grader när man inte är hemma. När man kommer hem, eller lite innan man kommer hem, med fjärrkontroll.  Kan temperaturen ökas snabbt med en väldimensionerad värmepump och en fläktkonvektor som använder hett vatten i tank 2. En ökning med 3-5 grader i det rummet man är i går på några minuter. Därefter sänker du fläkthastigheten och tillåter termostaten i fläkten att hålla temperaturen tills man lämnar rummet. På så sätt kan man undvika onödig energiförbrukning när man inte är hemma.

Här sparas det också i alla skeden av vattenuppvärmning. Med en korrekt dimensionerad högtemperaturtank behöver du inte längre någon varmvattenberedare. Och eftersom det inte finns några legionella problem kan man använda lägre vattentemperaturer. Dessutom kan man avlägsna lågtemperaturvatten från spiralen i tank 1 och använda den i kallt vattenkranen för duschen. Till exempel till diskmaskinen och tvättmaskinen, plus andra kranar där du aldrig behöver helt kallt vatten. Därefter används mycket mindre av det relativt dyrare 50 + C-vattnet i duschen. Således elimineras nästan all användning av el för direkte vattenuppvärmning.

Samtidigt förenklar vårt koncept kontrollen över hela värmesystemet, vilket ger dig onödig komplexitet och kostnader. Lågtemperaturvattnet kan med fördel köras i ett fördelningssystem som är helt öppet utan krämregleringsventiler eller termostater. Anläggningen är initialt balanserad genom att gradvis kväva de rum som blir för heta med kulventiler på en enkel manifoldfördelare. Och tillåter värmepumpen att styra temperaturen hos anläggningen med flytande kondensation efter utetemperatur. Detta kan också korrigeras med termostaten i fläktkonvektoren om det behövs. När man kommer hem reglera man den önskade temperaturen för tillfället, med en fläktkonvektor i det rummet man är i. Vid låg hastighet är de nästan tysta, trots att de värms bra. Ungefär som det görs i många hundratusentals hus, med luft / luft värmepumpar.

En förutsättning för att detta koncept ska fungera perfekt och helt utan att använda elpatron ner till ca. minus 10-15 grader, är det att värmepumpen har tillräckligt med kraft. Inte som det har varit vanligt i branschen med att nästan alltid underdimensionera värmepumparna.

Det är som att ha för liten motor i bilen, med en trailer uppförsbacke. Det var ett bra råd när prisskillnaden mellan en 8 kW och 13 kW pump var kr. 30 000 eller mer.
Nu kostar en 13 kW under kr. 50 000, - sådan faller argumentet bort. Dessutom finns det ingen nackdel med att ha en väldimensionerad pump kontra en som är underdimensionerad.

Hälsningar Jan

[Roland]

Jag är 100% säker på att all framtid är luft, finns inga fysiska begränsningar att klara av COP 10 även vid minus 25.

Jo, Carnotcykeln. Det lär bli svårt att värma ett hus till +20 med lägre framledningstemperatur än 25 grader. Är det då -25 ute kan COP teoretiskt inte bli högre än (273+25/(25 +25) = 5,96. 

[XLvarme]

Jag är inte fysiker Roland :-)
Men kommer ihåg att jag läste en artikkel nånstans om forskning utöver begränsningarna i Carnot cycle.
Om det är tillräckligt för COP 10 på minus 25 kann jag inte komma ihåg, men det är va jag minns.

Carnot cycle är sannolika giltig på macro nivå, men dog inte absolut för micro / molekyl nivå,,,

The Carnot cycle imposes a fundamental upper limit to the efficiency of a macroscopic motor operating between two thermal baths1. However, this bound needs to be reinterpreted at microscopic scales, where molecular bio-motors2 and some artificial micro-engines3,4,5 operate. As described by stochastic thermodynamics6,7, energy transfers in microscopic systems are random and thermal fluctuations induce transient decreases of entropy, allowing for possible violations of the Carnot limit8. Here we report an experimental realization of a Carnot engine with a single optically trapped Brownian particle as the working substance. We present an exhaustive study of the energetics of the engine and analyse the fluctuations of the finite-time efficiency, showing that the Carnot bound can be surpassed for a small number of non-equilibrium cycles. As its macroscopic counterpart, the energetics of our Carnot device exhibits basic properties that one would expect to observe in any microscopic energy transducer operating with baths at different temperatures9,10,11. Our results characterize the sources of irreversibility in the engine and the statistical properties of the efficiency—an insight that could inspire new strategies in the design of efficient nano-motors.

[Roland]

...  As described by stochastic thermodynamics6,7, energy transfers in microscopic systems are random and thermal fluctuations induce transient decreases of entropy, allowing for possible violations of the Carnot limit8.....

... We present an exhaustive study of the energetics of the engine and analyse the fluctuations of the finite-time efficiency, showing that the Carnot bound can be surpassed for a small number of non-equilibrium cycles.

Det är svårt att tolka citaten ovan på annat sätt än att det handlar om tillfälliga fluktuationer. Får man högre verkningsgrad än Carnotcykeln i några arbetscykler får man också ett antal med lägre verkningsgrad. Det blir variationer runt Carnotcykelns verkningsgrad men i snitt når man inte över den.

[XLvarme]

Ja Roland,,,
Man kann säkerligen tolka det på olika sätt.
Men de skriver faktisk:  "this bound needs to be reinterpreted at microscopic scales"
Det är vel poenget med eksperimentet, att Carnot cycle inte behöver att va gällande på mikroskopisk nivå.

Det är många avsnitt i fysiken som troligen får skrivas om i framtiden.
Mycket av kvantfysiken hänger inte ihop och det fattas en helhetlig förklaring på en mängd olika fenomen.

Oavsett har det ingen betydning här, och för mina ideer runt ämnet LV varmepumper. 

[Rickard]

Jag vill på intet sätt vara någon glädjedödare, men dina tankar var nog det som startade företagen Nibe, IVT och CTC i Sverige för tiotals år sedan.
Handen på hjärtat har jag svårt att se hur du skulle kunna revolutionera marknaden med en "nytt koncept" som ingen annan övervägt och testat.

[Roland]

Jag tror inte heller på idén men det tar för lång tid att utförligt förklara varför. I korthet är det så att det går snabbt att värma upp 60 kg luft i ett rum några grader men sen börjar svalare inventarier och byggnad att äta upp den värmen. Rätt snart är det några ton material som tillförs värme.

Höjs luftens temperatur så minskar värmeavgivningen från golvet. Höjs inte framledningstemperaturen till golvvärmen samtidigt kommer värmeavgivningen från golvet att minska. Det blir betydligt mer än bara spetsvärmen som konvektorerna får stå för. 

[purjo__]

Sen är de ju oftast så att även om man hittar på ett koncept för att förbättra verkningsgraden på systemet så blir det kanske så komplicerat och dyrt att vinsten uteblir. En alltför komplicerad lösning tenderar snarare att bli dyrare eftersom ingen klarar av att ställa in den optimalt och se till att den fortsätter att gå optimalt under hela livslängden.

[XLvarme]

Att koncepten funkar är inte alls frågan.
Jag har alltid punkt-värmet luften precis där jag har arbetat, i alla typ lokaler, med el, olja eller gas fläktar. Samma grej har jag alltid gjort hemma med elfläktar.
Och har testat lite under vinteren i mina näringslokaler, med en 18 kW värmepump och två styck stora fläktkonvektor. Där jag har reglerat temperaturen manuellt för att simulera en dual temperatur värmeanläggning. Beroende av antal timmar och en del andra parameter så vart det en besparing från 20 - 50 % i ström. Jämfört med att ha samma temp, 20 grader hela dygnet.
Det interessante blir jo sen brytningspunkten, för när det är lönsamt och inte, och vilka tank storlekar som behövs i förhållande til duschning och fläktvärme, i dom enstaka tillfällen.
Är man hemma hela dan så blir det troligen inte lönsamt att använda dual temperatur för värmen.

Det med tankar hade blivit svårt om inte jag skulle ha egen tillverkning. Kommer att göra helt lika moduler i 12mm polypropylen med lika snabbkopplingar i storlek: 100 - 150 - 200 - 300 liter. Med spiraler i korrugert rostfritt stål (samma som används i dom tankar vi har i dag). Målet är att kunna sälja två stk 200 liter nånstans emellan 10 och 14 tusen med färdiga snabbkopplingar. Jämfört med 18 K för den 500 liter multi-tekniktank med 3 spiraler från Kina, som vi använder i dag.

Det är ingen revolutionerande ide Richard, men möjligen ett sätt att spara mer på strömmen, och utnytta värmepumpen bättre.
Det här är första steget, kommer säkerligen många nye ideer dom nästa två åren för att förbättra konceptet.

Jag vet Roland, att värmeavgivningen från golvet kommer att minska.
Frågan är om det blir nödvändigt att kompensera för det eller inte.
Skall installera en anläggning hemma för att testa hela nästa vinter.

Purjo,, min ide är att försöka att göra en billigare och enklare högeffektiv värme anläggning, som ska va mycket enkel att installera själva.

Jag kommer oavsett att uppdatera här med jämna mellanrum, så får vi se hur kartan ritas undervägs,,,,,

Har nån av er kollat på PPR rör och fittings,
Är dominerande utanför västvärlden, men troligt för billigt att va interessant för rörmokare här hemma,,,
En entum albu kostar mindre än 1 dollar til slutkunde. 32 mm rör 1 dollar pr meter.
Och hur snabbt det går att kapa och svetsa i hop.

PPR rör grejor säls till stora industri anläggningar i Europa, men inte til bolig marknaden.
Kolla youtube videon under,,,,

Kommentar på et amerikanskt rörmokare forum:
Är du så jävla intresserat av dom PPR grejorna kann du väl hellre flytta til Asien, och få lönen halverat direkt.

[Ralleballe]

Visst vore det smart att använda lågtempererat vatten istället för varmvatten på vissa ställen, men det kräver ju att hela huset har tre olika tappvattenrör. Hur många hus har det?

Jag har idag slingberedare och har aldrig värmt tappvarmvatten med elpatronen, VP klarar de 55 grader jag behöver.

Jag hade gärna sett fler tvätt- och diskmaskiner med varm+kallvattenanslutningar. Billigare att värma vatten med VP än el i dessa maskiner.

[energimekanikk]

Nu har produktionen av tankar för mitt koncept äntligen börjat.
Mina planer på att göra monterings paket för luft / vatten monoblock-värmepump för kunder som vill installera själva har kommit ett steg längre ,,
Den första var övergången till PP-rör och fittings, "bättre" än metall och mycket lägre kostnader. Dessutom mycket lättare och snabbare att arbeta med. Fusionssvetsning av rör och rördelar är så enkelt att jag kunde lära min mamma på 80 att göra det på en halvtimme. Alla med ett minimum av färdigheter kommer att kunna sätta ihop detta själv utan problem.
Nu är produktion av mina förkonfigurerade PP (polypropylen) ackumulatortankar äntligen på gång,,,,
Med valfri version och storlek / volym. Från en enkel 2-rörs volymförstoring på 125 liter till helt konfigurerade tankar med cirkulationspumpar, förvärmning-slingar, vattenpåfyllnings-krets, övertrycksventil, tryckmätare och expansions-luftficka, från 125 till 1000 liter. Som 185 liters tanken på bilden nedan.
Med en tank som denna kan du enkelt installera vattenburen värme själv. Med en luft / vatten-värmepump och en fläktkonvektor eller två har du ett system du kan bygga på när ekonomin tillåter det.
De två rören som går ut längst upp till höger är tur/retur värmepumpen, de två till vänster är tur/retur värmesystemet. Ingången / utgången uppe och nede i mitten är för förvärmning av kranvatten.

[purjo__]

Hur mycket billigare blir en sån där tank jämfört med en traditionell? För en gör-det-självare är ju kanske inte tanken med tillbehör den stora kostnaden?

[Rickard]

Är benägen att hålla med Purjo.
Vilken tryckklass får du till på en sådan tank?
Känns som att det skulle bli vekt på nåt sätt, inte rören, men du svetsar väl tankarnas sidor/hörn också?
Värt att tänka på när man talar om pris är att det sällan är råvarukostnaden som styr priset ut till kund, utan:
Marknadsföring, återförsäljare, kostnader för intäkternas förvärvande och skatter som gör att utpriset till kund ofta blir 4-8 gånger högre än de rena råvarukostnaderna.
Och de kostnaderna är svåra att komma ifrån, speciellt om ditt företag blir framgångsrikt och då måste bygga ut och anställa personal. 

[Daniel Sjöblom]

Tycker det ser rätt intressant ut. Av nån anledning är vi i Sverige livrädda för plast även om det är ett mycket bra material, speciellt när det kommer till lågtempsystem.

Och personligen tycker jag du är på rätt spår, för att höja COP måste framledningstemperaturerna på värmen ner annars går det inte helt enkelt. Gäller såväl bergvärme som luft/vatten.

När det gäller varmvatten så tror jag en lösning med förvärmning lågtemp / eftervärmning högtemp ger chans till större total COP än om man hela tiden studsvärmer tanken från 47 till 55 som idag. I realiteten värmer man kallt vatten med mycket låg COP då fram/retur till växlaren oftast ligger kring 40 och uppåt, även om man faktiskt skickar in runt 7 gradigt vatten från kallvattenanslutningen.

Värmepumparna idag är på papperet avancerade men egentligen förvånansvärt simpla och rudimentära, plats för innovationer finns det gott om imho.

[Rickard]

Missförstå mig rätt, även jag tycker att det ser intressant ut, jag bara ifrågasätter om det kommer att bli så mycket billigare an ståltankar.
Sen har vi ju hela frågan om plast i samhället idag, men det kanske är en annan fråga.