Ämne: Värmepump mot energilager - dålig ide´?

[brusper]

Alla har vi väl våra "hang-ups"; en av mina är att styra energiomsättningen optimalt i huset, något som jag antar drabbat en och annan på det här forumet. 

Jag mäter och styr det mesta i huset idag via en drös sensorer och några datorer (RaspberryPi:s av olika modeller) samt egenutvecklad och open source programvara. Så långt allt gott och väl - även om min fru av och till är beredd att dräpa mig...
Problemet som jag fokuserar på nu är att styra vår bergvärmepump bättre än vad jag gör idag och där har timdebitering av el och den stora variabiliteten i elpriset över dygnet (se bifogat skräckexempel från 2021-11-08) kommit in som en ny spelare - och en ny möjlighet. Jag kan styra när värmepumpen skall gå och när den skall stå still och låta indata från timpriset vara en styrparameter men jag ser också att om jag kunde "lagra" energi så skulle jag kunna optimera driften enormt mycket bättre.

Mina frågor är:
1. Är det meningsfullt att ens försöka använda en vattentank på t.ex 300-500liter för att använda den som ett värmelager under dygnet. T.ex köra upp den i temp under natten och låta den värma det cirkulerande vattnet under dagen/kvällen?
2. Om man skall ha någon som helst nytta av ett sådant värmelager så antar jag att man måste värma upp den till ganska hög temperatur - säg i spannet 60-70grader. Vad händer med COP om VP skall gå mot en sådan temp? Katastrof gissar jag? Min konfiguration framgår nedan.

Fysikern inom mig säger att det kanske skulle vara meningsfullt om man hade t.ex ett energilager av t.ex salt eller sand men då är vi nog inne på överkurs för ett vanligt hus.

Problemet är att jag är väl ganska ok på datorer och programvaror men fattar nada av hur VP egentligen funkar och vad som får den att gå optimalt. Har läst trådarna om arbetstankar och liknande men efter 29 sidor är jag bara förvirrad på en högre nivå än innan...

Edit: Jag inser ju att jag skulle kunna testa om trögheten i huset som sådant är tillräcklig genom att köra VP nattetid mot ett högt börvärde mellan kl 00 och 05:45 och mycket lågt börvärde resten av dygnet och läsa av hur rumstemperaturen varierar i olika delar av huset under dygnet. En sådan styrstrategi skulle troligen bli starkt beroende på husets energibehov (utetemperaturen) vs dess isolering. Knappast optimalt men skall såklart testas. Möjligen kan trögheten i golvvärmen vara en räddning... Samtidigt kan jag ju inte skjuta ut hur varmt vatten som helst i golvslingorna (max 40℃?) så troligen faller det på den begränsningen trots att jag enbart har "äkta" trägolv och ingen parkett.

Era kloka tankar skulle uppskattas. //bp

[DonPablo]

ju högre temperaturer en vp jobbar mot, desto sämre cop. För att det ska bli så billigt som möjligt att värma upp ett energilager, så bör det ske i en stor isolerad tank, minst en kubik eller mer, 300-500 liter räcker inte långt. Sen bör man inte värma det vattnet till högre än 40 grader, då lär det inte bli bra cop.

[Rickard]

Nu skjuter jag lite från höften, och är inte speciellt bra på matte...
Man brukar säga att man tappar ca 3% verkningsgrad för varje grad varmare vatten man gör, om man räknar med att du skall höja temperaturen med 10 grader i en 500 liters tank under natten så innebär det alltså ca 30% sämre COP
Om värmepumpen drar 2 kW när den går så ökar det alltså (grovt räknat) till 2.6 kW.
Du borde själv kunna hitta formler för hur lång tid det tar att värma 500 liter vatten med 10 grader, och hur mycket det då kostar om värmepumpen under tiden drar 2.6 kW istället för 2 kW. (I praktiken både tappar man uteffekt, och får högre förbrukning).
Kan du få ihop den beräkningen kan du rätt säkert ta reda på om det lönar sig eller ej så länge du räknar med kända elpriser - eller kanske rättar sagt, du kan räkna ut var brytpunkten går för när det lönar sig.
Du kanske t.o.m kan göra en "kurva" baserad på elpriset, som styr värmpumpen uppåt i temp beroende på hur dyr elen kommer att bli.

En fråga från mig (som inte oroar mig så mycket för tillfälligt höga elpriser) är om man får veta INNAN vad elpriset skall bli, för det är egentligen bara då man kan styra på ett vettigt sätt.
Visst, man kan väl anta att elpriset är högt på morgon och vid middagstid, men om man inte vet kan det nog rätt ofta bli negativ besparing om man lagrar energi.

Inlagringen i huset är nog troligen större än vad du kan få i en tank på 300-500 liter om du bara kan leka med några grader varmare vatten utan att det skall bli för dyrt.
Räkna också med lite sämre livslängd om värmepumpen arbetar med högre temp/tryck - livslängden är en rätt avgörande parameter när man räknar på ROI som en värmepump kan ge.

[Perfa76]

En fråga från mig (som inte oroar mig så mycket för tillfälligt höga elpriser) är om man får veta INNAN vad elpriset skall bli, för det är egentligen bara då man kan styra på ett vettigt sätt.

Svar ja, morgondagens elpris bestäms runt klockan 13-14 idag.

[Zyberdude]

Svar ja, morgondagens elpris bestäms runt klockan 13-14 idag.

https://www.nordpoolgroup.com/Market-data1/Dayahead/Area-Prices/SE/Hourly/?view=table

[brusper]

Tack till DonPablo och Rickard för klokskap.

Jag har räknat lite på det hela och det är nog inte så upplyftande ändå:
Vatten har en specifik värmekapacitet på ~4,18kJ/kg*℃ (eller snarare Kelvin men det är ju samma sak när det gäller differenser) => 1,16 Wh/kg*℃

Om jag har ett vattenförråd på 500 liter och värmer det till 50℃ och räknar med att kunna ta ut värme ner till 40℃ alltså ett 𝛥t på 10℃ så
får jag ett totalt energiuttag på 1,16*500*10 = 5800Wh = 5,8kWh. Det spelar ingen roll om jag värmer från 30℃ till 40 eller 40 till 50; energiuttaget blir detsamma.

Om man skall gå på Nordpool:s data så verkar tiden från 22:00 till 06:00 vara jämförelsevis hyfsat bra priser men tiden 22-00 kan variera så säg att vi går på den säkra sidan och tror att vi har sex timmars lågpris under natten. Det innebär att vi måste tillföra tanken ~967W hela tiden under dessa timmar. Dessutom skall vi värma huset som vanligt. Det känns ju inte som något stort problem? En del av tiden på morgonkvisten får vi avsätta till att toppa upp varmvattenberedaren inför morgonens duschorgier så säg istället att vi har fem timmar på oss så landar vi på 1160W i tillförd effekt som VP måste klara förutom att värma huset under tiden. Verkar görbart.

Från kl 06:00 och fram till 00:00 (18h) skall vi alltså försörja huset med hjälp av totalt 5,8kWh => 322W tillgängligt per timme (termisk effekt, inte VP-effekt).

Det känns väldigt lite. Dessutom har jag räknat med 100% verkningsgrad i systemet.

Vad skulle kunna rädda projektet?
- Högre temperaturdifferens är en faktor. Jag vet inte vad en rimlig minsta framledningstemperatur kan vara men 30℃ känns i minsta laget - eller?
- Värm energilagret med VP till ~45℃ och sedan toppa med elpatron upp till, säg, 60℃. Elen kostar ändå bara 1/5 på natten av vad den kostar på dagen så det är ändå vinst.
- Större energilager. Jag har en VV-tank på 750 liter idag och energin skalar linjärt med volymen medan golvytan kan vara densamma för 500 respektive 750 liters tank.

Knäckfrågan är: Vilken framledningstemperatur behöver jag i huset? Jag har mätdata under flera år på backup så jag kan kolla där men vad är en killgissning för ett hus på 2*70m² på Västkusten?

[Zyberdude]

Mina temperaturer då kompressorn står still brukar vara 22-24 grader och i drift 29-32. Och golvvärme hade du så över 30 grader konstant i värmetillförsel låter mycket.

Du ska ju också tanka i golvet så mycket du vågar då det är billigt så klarar du förmiddagen utan laddning?

[25fOCUS]

Går inte att få ekonomi i det tänket, först så är det för lite tank. minst 2 m3 eller mer, sen en VP som kan ladda tanka/ar samtidigt som den värmer huset. Blir en stor då, minst 12kW som laddar minst 60 C som topp. Du har själv räknat ut vad du har för kW i tankarna sammantaget och det du har nu i tänk 500L kommer aldrig att räcka, Har 1500 L, VP 9 kW bergv.  laddade nattetid när nattaxa fanns och det tog från 22:00 till 6:00 vid - 15 ute att fylla till + 55 C i topp och ca 46 C i botten. Det räckte till ca kl 14:00  degen efter med GV 240 m2. Så det med tim eller effektpriser ska man nog ta med en nypa salt att det skulle mycket billigare. Det man kan tjäna på är långa gång och stopptider, hålet/en hinner återladda sig. Som info så laddar min VP 750 L från ca 30 C ( lägsta returen på GV ) till ca +55 C på 3,5 tim och sen står den still i ca 3 tim. Går att fortsätta hur läng som helst med detta, det finns alltid dom som kan och vet hur det är med verkningsgrad COP och allt vad det heter. Det är bara praktik, erfarenhet och ombyggnation som gäller

[brusper]

Tack Zyberdude och 25fOCUS.

Ja, det är nog bara att förpassa den här ide´n till runda arkivet 

Vad jag kan göra, och skall göra, är att köra VP:n så mycket det går nattetid och ladda golven och även ladda varmvattenberedaren under det billigare intervallet. Dagtid låter jag datorn sätta ner börvärdet typ 5-10 grader. Samtidigt kommer jag att logga temperaturen på olika ställen i huset för att följa upp effekterna av den nya styrningen.

Tack till alla för er input!

[Roland]

- Värm energilagret med VP till ~45℃ och sedan toppa med elpatron upp till, säg, 60℃. Elen kostar ändå bara 1/5 på natten av vad den kostar på dagen så det är ändå vinst.

Man måste lägga på energiskatten, rörlig nätavgift och moms på det och då blir det inte längre en 1/5 utan en helt annan faktor. För mig tillkommer ca 55 öre/kWh ovanpå elpriset.   

[25fOCUS]

Har du en VVB på sidan om för att få mer VV och den spetsar till tex 65-70 C så går det inte att ladda den från VP. VP har en mindre maxtemp och då kommer VVB att kallna ner. Att då ladda en VVB så måste det till en pump som snurrar runt VV i både VP och VVB. Detta är inget för en VP-innehavare utan dom som eldar så är det kanon med att ladda en VVB . Gör så själv, laddar VVB vart 3:e dygn och då blir VVB ca 85 C. + slinga i tanken som förvärmer.