Ämne: Avloppsåtervinning med vp

[Lexus]

Absolut, en cirkulationspump som pumpar 0,1 l/s genom en 40 mm kollektor har ju mer eller mindre inget tryckfall att övervinna.

Låt säga att det totala tryckfallet är 20 kPa, så förbrukar cirkpumpen 90 kWh/år

Värmepumpen gissar jag har en medeltemperatur högre än ett borrhål borrat med den summa pengar som frånluftsmodulen kostar.

På bifogade loggbilder ses en 160 m² villa i Österåkers kommun, med en Nibe 1215-5, med FLM samt 90 meter borra.

En Nibe 1110-5 ger 6,01 vid 0/35 med tillförd effekt om 1,27 kW. Vid 5/35 avgiven effekt 7,05 kW samt tillförd effekt 1,30 kW.

Mitt antagande är att FLM+90 meter borra lämnar högre temperatur än en 110 meters borra. låt säga att det är som medel 2° högre som medel. Det gör en nettoeffekt på 0,41 kW.

Med en förbrukning på 21 000 kWh/år till golvvärmen, så behöver värmepumpen gå 3 500 h/år vid ±0° in på köldbäraren, och 3 270 h/år med +2° på inkommande köldbärare.  En vinst med 300 kWh/år i förbrukad köpt el-energi, minus 90 kWh till cirkpumpen.

Genom att 90 metersborran endast har ett nettouttag på 6 500 kWh och 110 metersborran belastas med 17 000 kWh, så kanske temperaturskillnaden är ännu högre. Men det kanske Roland har en uppfattning om.

Loggbilderna är från en och samma värmepump. Loggbilden från 2008 är backventilen fullt öppen på grund av en liten bit PEM-rör.

[HBerggren]

Om det inte stämmer, var ligger i så fall felet i mitt resonemang? Tillför man värme till köldbäraren minskar man uttaget av värme från berget vilket leder till högre temperatur på köldbäraren. Det är där vinsten finns. Bortsett från den vinsten finns det ingen poäng i att ersätta gratis värme från berget med återvunnen värme från avlopp eller frånluft.

Som jag ser det är FTX ett mycket bättre alternativ än FLM om man ser till verkningsgraden för utnyttjandet av värmen i frånluften. Problemet med FLM är att man omvandlar värme vid en relativt hög temperatur, 20 grader, till lågvärdig värme runt noll grader vid värmeväxlingen med köldbäraren. Där uppstår en förlust av arbete. Sedan ska den värmen av värmepumpen omvandlas till högvärdig värme vid kanske 40 grader som värmer ett rum till 20 grader. I temperaturfallet radiatorvatten/inneluft finns ytterligare en förlust. Det är därför golvvärme, som klarar sig med lägre framledningstemperaturer, ger bättre COP. Det är mycket smartare att inte gå omvägen via köldbäraren utan i stället värmeväxla frånluften med tilluften i motström med 70-80% verkningsgrad eller vad det kan bli.

Därmed inte sagt att en FLM är förkastlig. Byter man till en ny kraftigare pump kan en FLM göra att man slipper borra ytterligare ett hål och det kanske blir en enklare installation än FTX. Gäller det däremot en ny installation skulle jag borra ytterligare några tiotal meter i stället för att installera en FLM. Sen ger väl FLM, jämfört med ett djupare borrhål, en bättre själslig tillfredsställelse hos husägaren. Man har varit miljömedveten och tagit allvarligt på detta med återvinning.

Känns som jag missar något helt, tycker just det jag citerade första gången var det som kändes radikalt och jag kopplade det då till FLM.

Det som fick mig att reagera var att du gjorde ett exempel att om vi säger att FLM skulle kyla ner luft motsvarande 1,5 kWh, det skulle ge dig 3 grader varmare köldbärare. Det skulle ge dig 7,5 % högre COP.

Om man tar siffrorna längst ner från Lexus inlägg.
6,01/1,27 = COP 4,73
7,05/1,30 = COP 5,42

5,42-4,73/5 = 0,138 COP per grad höjd KB.

4,73 *(5*2,5) = 5,34.
Så 2,5% högre COP per inkommande grad KB stämmer bra. 


"Tagit bort text här" Får ta reda på lite mer innan jag kan skriva vad jag menar.

---

Om man har KB in -1 och KB ut -4 före FLM.
Och KB 2 in och KB ut -1 med FLM, känns det inte som man vet vart energin tog i vägen?
Hade KB ut varit samma hade ju energin gått vidare via värmepumpen, tyckte detta blev ett intressant exempel.

Men som sagt, tror mer på vad jag trodde igår, precis som din och Lexus informationstexter. Måste vara någon tankevurpa jag gjort.

Tvärtom så är FLM eller motsvarande frånluftsmodul i andra fabrikat, en utmärkt produkt med kort payoff.

Frånluften återvinns dygnet runt, och då med en effekt på 1,0-1,8 kW beroende på årstid och villans storlek.

Avloppsvatten finns tillgänglig endast korta stunder och till en begränsad mängd, varför dessa två förluster inte gärna går att jämföra.

Bra skrivet Roland. 

Man kan även jämföra ett djupare borrhål för den summa som en frånluftsmodul kostar i jämförelse med en frånluftsfläkt och filter. Borra djupare för mellanskillnaden, och jämför med temperaturerna sett över hela året.

Gissar att sommarmånaderna blir varmvattenladdningarna betydligt mycket billigare, då köldbäraren ligger på en temperatur över ostört berg.

Vad tänker du om energin, hur mycket minskar elräkningen per timme när kompressorn går och hur mycket mer energi lämnar värmepumpen bara för KB:n blir varmare? Borde det inte vara mer än det jag skrev under Rolands citat?

En Nibe 1110-5 ger 6,01 vid 0/35 med tillförd effekt om 1,27 kW. Vid 5/35 avgiven effekt 7,05 kW samt tillförd effekt 1,30 kW.

Perfekt! Det är det här som gör att jag ifrågesätter FLM.
Hur mycket energi går det åt för att öka det flödet KB 5 grader?

Värmekapacitet KB 3,59

1110-5, KB  0,27 liter per sekund.

0,27 * 60 * 60 = 972 liter i timmen.

m * cp* Delta = kJ
kJ / 3600 = kWh

972 * 3,59 * 5 =17447,4 kJ
17447,4 / 3600 = 4,85 kW

Detta svaret återkommer lite till min begynnande fundering om FLM verkligen fungerar?

[Roland]

Detta svaret återkommer lite till min begynnande fundering om FLM verkligen fungerar?

Visst fungerar det. Det är kanske enklare att förstå hur det fungerar om man tänker sig pumpens värmeuttag från borrhålet och FLM-enhetens återvinning som separata processer och sedan summerar resultaten.

Pumpen enbart gör att borrhålets temperatur kommer att variera i förhållande till berget ostörda temperatur beroende på hur mycket pumpen går. 

Sen tänker vi oss fallet där vi inte har någon värmepump utan enbart en FLM som tillför en viss effekt till borrhålet, samma effekt hela tiden under året. Då kommer borrhålets temperatur att efter en tid bli i praktiken konstant några grader över bergets ursprungliga temperatur.

För att få reda på vad det blir för temperatur när FLM och värmepump samverkar är det bara att summera de separata temperatureffekterna för FLM och pump.

Summeringen förutsätter att effekterna är konstanta så i praktiken stämmer det inte perfekt. Pumpens värmeuttag gör att borrhålet blir kallare vilket gör att den effekt FLM-enheten tillför borrhålet kommer att öka något. Värmepumpens värmeuttag kommer att öka något då COP ökar. Husets värmebehov är ju konstant. Men bortsett från det kan man summera inverkan av delprocesserna. 

[Lexus]

Värmekapacitet KB 3,59

Vilken köldbärarvätska är det som har 3,59?

Vilken densitet har den?

[HBerggren]

Vilken köldbärarvätska är det som har 3,59?

Vilken densitet har den?

Ingen aning, hittade ingen siffra så jag tog 1/3 etanol och 2/3 vatten för att få en fingervisning att räkna med. 2,44 respektive 4,18. Så jag känner inte till densiteten mer än vad man får när man kollar densitet för vatten och ren etanol.
Om du har bättre siffor med känt ursprung får du gärna dela.

Visst fungerar det. Det är kanske enklare att förstå hur det fungerar om man tänker sig pumpens värmeuttag från borrhålet och FLM-enhetens återvinning som separata processer och sedan summerar resultaten.

Pumpen enbart gör att borrhålets temperatur kommer att variera i förhållande till berget ostörda temperatur beroende på hur mycket pumpen går. 

Sen tänker vi oss fallet där vi inte har någon värmepump utan enbart en FLM som tillför en viss effekt till borrhålet, samma effekt hela tiden under året. Då kommer borrhålets temperatur att efter en tid bli i praktiken konstant några grader över bergets ursprungliga temperatur.

För att få reda på vad det blir för temperatur när FLM och värmepump samverkar är det bara att summera de separata temperatureffekterna för FLM och pump.

Summeringen förutsätter att effekterna är konstanta så i praktiken stämmer det inte perfekt. Pumpens värmeuttag gör att borrhålet blir kallare vilket gör att den effekt FLM-enheten tillför borrhålet kommer att öka något. Värmepumpens värmeuttag kommer att öka något då COP ökar. Husets värmebehov är ju konstant. Men bortsett från det kan man summera inverkan av delprocesserna. 

Kanske var fel formulerat av mig att fundera om den fungerade rent kvalitativt. Det verkar som att 23% av urplockad energi av FLM går till direkt nytta, så fungerar gör det ju. Men det bleknar mot FTX, vätskeburen FTX (som inte tappar verkningsgrad med kallare utetemp), frånluftspump, förvärmning av inkommande kallvatten till varmvattenberedning etc.

(Om 4,85 kW tillförd energi ger 1 kW mer ut och 0,03 kW lägre elförbrukning). (Dvs plocka 1,5 kW frånluft gratis skulle ge 330 W mer uteffekt,-cirkulationspumpen (onödig tillförd extra energi)).
Men hur mycket energi som kommer tillbaka genom högre medeltemperatur i borrhålet är svårt att räkna på tycker jag. Känns som något för fälttester säsongsvis.

Har man ett borrhål med mycket omsättning så borde en FLM inte ge speciellt mycket mer än 23%? Höfta 25-30% genom att KB in blir varmare före värmepump och FLM?
I ett grundborrat och dåligt flödande borrhål med permafrost där borde ju FLM ge mer nytta, då blir det lite mer avgörande för att kunna använda borrhålet överhuvudtaget.


Hoppas någon ser kopplingen till avloppsåtervinningen av detta. Jag anser att FLM hämtar mer energi per år än avloppsåtervinning via KB. Skulle 23% vara den lägsta garanterade verkningsgraden så bleknar avloppsåtervinning ännu mer, det är vad jag försöker resonera fram med de mer kunniga på forumet.

[Lexus]

Ingen aning, hittade ingen siffra så jag tog 1/3 etanol och 2/3 vatten för att få en fingervisning att räkna med. 2,44 respektive 4,18. Så jag känner inte till densiteten mer än vad man får när man kollar densitet för vatten och ren etanol.
Om du har bättre siffor med känt ursprung får du gärna dela.

För vatten med 25% etanol (vikt) är specifik värmekapacitet vid +2° 4,28 kJ/kg och densiteten är 970 kg/m³

[Pumpens]

Tittade också på avloppsåtervinning förut och insåg nog att det är i större sammanhang det är värt att göra, inte för ett enskilt hus med en familj. Men då var det mera att förvärma kallvattnet. Då tror jag att det är bättre om man värmeväxlar duschvattnet direkt när man duschar mot kallvattnet, då går det åt mindre värme. Vet att det finns en slang man kan köpa eller en duschbrunn. Slangen blir då smidig att ansluta om man har duschkabin/badkar. Brunnen blir knepigare då man måste bila upp golvet. Den dagen jag renoverar mina badrum så kommer jag använda mig utav en brunn med inbygd värmeväxlare. Hur effektiva dessa är vet jag inte, men håller man någorlunda rent så borde det växla lite värme åtminstone.

[HBerggren]

För vatten med 25% etanol (vikt) är specifik värmekapacitet vid +2° 4,28 kJ/kg och densiteten är 970 kg/m³

Tack!

5,78 kW skulle det i så fall bli att höja inkommande KB 5 grader med en flöde 0,27 liter per sekund.
Då ser det ännu värre ut. Tycker det hela känns märkligt.

Ingen som eftermonterad FLM och har bra koll på sin årsförbrukning och KB-temperatur?

[Lexus]

Jag vet inte vad du tycker är märkligt, då ingen här har påstått att någon återvinningsmodul höjer köldbäraren 5° med ett flöde på 0,27 l/s.

På föregående sida skrev jag "Frånluften återvinns dygnet runt, och då med en effekt på 1,0-1,8 kW beroende på årstid och villans storlek." och på den här sidan skrev jag
"Mitt antagande är att FLM+90 meter borra lämnar högre temperatur än en 110 meters borra. låt säga att det är som medel 2° högre som medel. Det gör en nettoeffekt på 0,41 kW."

Temperaturökningen är även räknad på lagrad energi från ventilationsmodulen d.v.s. den energi som skickas till berget när värmepumpen inte är aktiv.

Det framgår även i det här antagandet att temperaturökningen blir 2° högre i jämförelse med att det borrats 20 meter extra "Genom att 90 metersborran endast har ett nettouttag på 6 500 kWh och 110 metersborran belastas med 17 000 kWh, så kanske temperaturskillnaden är ännu högre."

Om du tittar på loggbilderna som har DS18S20-givare med kylpasta och armaflex, så kan du se att inkommande köldbärare är 5° i mitten av februari samt 11° runt midsommar. Man kan ju anta att temperaturen är ytterligare någon grad i slutet av sommaren.

[HBerggren]

Jag vet inte vad du tycker är märkligt, då ingen här har påstått att någon återvinningsmodul höjer köldbäraren 5° med ett flöde på 0,27 l/s.

Jag kanske borde räknat färdigt för att kunna förmedla rätt sak.

Det är verkningsgrad jag ifrågasätter.
Allt jag vill se är att återvunna energin kommer tillbaka i rimlig mängd för att betala inköp och kännas som ett bra val framför andra återvinningslösningar.

5 grader varmare KB ger 1 kW mer uteffekt i direkt nytta, den datan du visade. Där kommer den informationen ifrån.
Räknar man vidare och delar det 5,78 så blir det 0,17 kW högre uteffekt per grad högre KB.

Om det återvinns 1,5 kW, hur mycket ökar då KB i temperatur?

0,27 liter per sekund.

0,27 * 60 * 60 = 972 liter i timmen.

kJ / 3600 = kWh
3600 * kWh = kJ

1,5 kW = 5400 kJ

m * cp * Delta = kJ

kJ / (cp * m) = Delta

972 * 4,28 / 5400 = 1,30

1,30 grader varmare KB ger 1,5 kW återvunnen energi i detta sammanhanget.

Om KB blir 1,3 grader varmare ger värmepumpen 0,17 * 1,3 = 0,22 kW mer uteffekt.
Men det är inte hela sanningen eftersom medeltemperaturen i borrhålet ökar.

På föregående sida skrev jag "Frånluften återvinns dygnet runt, och då med en effekt på 1,0-1,8 kW beroende på årstid och villans storlek." och på den här sidan skrev jag
"Mitt antagande är att FLM+90 meter borra lämnar högre temperatur än en 110 meters borra. låt säga att det är som medel 2° högre som medel. Det gör en nettoeffekt på 0,41 kW."

Temperaturökningen är även räknad på lagrad energi från ventilationsmodulen d.v.s. den energi som skickas till berget när värmepumpen inte är aktiv.

Det framgår även i det här antagandet att temperaturökningen blir 2° högre i jämförelse med att det borrats 20 meter extra "Genom att 90 metersborran endast har ett nettouttag på 6 500 kWh och 110 metersborran belastas med 17 000 kWh, så kanske temperaturskillnaden är ännu högre."

Om du tittar på loggbilderna som har DS18S20-givare med kylpasta och armaflex, så kan du se att inkommande köldbärare är 5° i mitten av februari samt 11° runt midsommar. Man kan ju anta att temperaturen är ytterligare någon grad i slutet av sommaren.

I ditt fall/det loggade fallet, hur stor temperaturskillnad antar man det är? Vad hade KB in antagits vara om återvinning FLM saknades?

4-5 grader skulle jag nog kunna gissa utan att veta var i landet det ligger.

Om KB blir 4 grader varmare ger kompressorn 0,17 * 4 = 0,68 kW mer uteffekt.
Om KB blir 5 grader varmare ger kompressorn 0,17 * 5 = 0,85 kW mer uteffekt.

Hur mycket blir det per år?
Jag antar 3600 kompressortimmar.

Vid 4 grader ger det 3600 * 0,68 = 2448 kW i besparing per år.
Vid 5 grader ger det 3600 * 0,85 = 3060 kW i besparing per år.

Sen kommer avdraget, pumpeffekt minus årets alla timmar. Jag antar 15 och 30 W.
8760 * 0,015 = 131,4 kW
8760 * 0,03   = 262,8 kW

2448 - 263 = 2185 kW
2448 - 113 = 2335 kW
3060 - 263 = 2797 kW
3060 - 113 = 2947 kW

Om det skulle gå återvinna 1,5 kW årets alla dagar:
8760 * 1,5 = 13140 kW

Jag vet inte riktigt vad man beräknar en FTX till i besparing per år.
Har för mig 180 dagar med 80% verkningsgrad.

180 * 24 * 0,8 * 1,5 = 5184 kW. (Tycker det verkar mycket).
120 * 24 * 0,6 * 1,5 = 2592 kW.

Finns säkert massa fel i detta, men det börjar se mer ut som FLM gör ekonomisk nytta även för mig. Det lilla som kommer rätt betalar sig rätt bra även om årsverkningsgraden är låg.

Håller med om att FLM är bra på rädda grunda borrhål, få upp temperaturen så omsättningen inte slutar är helt avgörande.
Även en trygghet i att räkna snyggt på ett lagom långt borrhål för maximera besparingen, FLM ser ut att vara väldigt lämpligt tillbehör. Borrar man 100 meter extra får man ju inga 4-5 grader extra.

Verkningsgraden på FTX, har du en bättre siffra på årsbesparing per år? Roterande växlare.

---

Återkoppling till avloppsåtervinning:
Om FLM hämtar 13000 kW. Om allt tidigare i inlägget stämmer så borde det betyda att 22% av upptagen energi återvinns. (13000/2800).
Om en familj spolar ut 5000 kW i avloppet så antar jag att verkningsgraden är 50% på avloppsvärmeväxlaren i längden. Då plockar man upp 2500 kW per år som 22% av dessa ger besparing på elräkningen.

En FLM kan man montera för 20000 kr, en avloppsåtervinning borde vara från samma siffra eller högre?
Om en avloppsåtervinning kostar 30000 kr och 22% av 2500 kW ger en besparing på 550 kW per år. Är elkostnaden 3 kr per kW är betalningen 1650 kr per år. Återbetalningstid på 18,2 år. Plus underhållskostnader.

Ifrågasätt gärna mina antaganden, så jag och andra lär sig något mer.

[Lexus]

I ditt fall/det loggade fallet, hur stor temperaturskillnad antar man det är? Vad hade KB in antagits vara om återvinning FLM saknades?

4-5 grader skulle jag nog kunna gissa utan att veta var i landet det ligger.

Jag skrev "På bifogade loggbilder ses en 160 m² villa i Österåkers kommun, med en Nibe 1215-5, med FLM samt 90 meter borra."

Österåkers kommun är ett par mil nord/ost Stockholm.

[Roland]

    Vid 4 grader ger det 3600 * 0,68 = 2448 kW i besparing per år.
    Vid 5 grader ger det 3600 * 0,85 = 3060 kW i besparing per år.

Jag är inte med på beräkningsmetoden. 0,68 och 0,85 är kW värme från pumpen liksom 2448 och 3060 är kWh värme. Senare i beräkningen blir beloppen helt plötsligt kWh el. Så kan man inte räkna. Det hade varit mera korrekt att först dividera med COP för att få besparingen i kWh el.

Jag tycker att även med den korrektionen verkar kalkylen tveksam. Högre köldbärartemperatur gör att pumpens effekt ökar, så långt är vi överens. Men samtidigt ökar kompressorns elförbrukning i och med att massflödet av köldmedium genom kompressorn ökar. Det måste man ta hänsyn till.

Det är enklare att räkna med tumreglerna. En grad högre köldbärartemperatur minskar elförbrukningen till kompressorn för samma producerade värmemängd med ca 2,5% om man har radiatorer och ca 3% om man har golvvärme.

Om det skulle gå återvinna 1,5 kW årets alla dagar:
8760 * 1,5 = 13140 kW
 

Att kalla det för att återvinna är att ta i. Det är värme som tillförs berget och därmed höjer borrhålets temperatur. Man har bara glädje av den temperaturhöjningen de timmar pumpen går.

[GBE]

Hej, jag byggde mitt hus 1978. Experimenterade då med en del -gör -det -själv konstruktioner i värmesystemet. En av de mer lyckade var en avloppsvärmeväxlare i duschrummet. Endast avloppet från duschen växlades mot inkommande kallvatten till denna. En lödd kopparkonstruktion monterat vågrätt i golvet. Verkningsgrad okänd men uppskattad till minst 70 %. Har fungerat över 40 år utan problem.. Tyvärr ingen ritning eller foto inom räckhåll .
OBS. Hade direktverkande el på den tiden!

[Lexus]

Jättebra initiativ för att spara energi.

Vid en varmvattentemperatur i beredaren på 50° och kallvattentemperatur på 10°, så blandas det 0,15 l/s från beredaren och 0,05 l/s från kallvatten för att få 40° duschvatten.

Återvinner man 70% av tillförd energi, så blir kallvattentemperaturen 29°. Det ger en blandning på 0,105 l/s från beredaren och kallvatten 0,095 l/s. Det innebär att varmvattenförbrukningen från beredaren har sjunkit med 0,045 l/s eller 1,25 kWh för en dusch på 6 minuter.


Om det är 2 personer som duschar varje dag (14 duschningar i veckan), så blir förtjänsten 913 kWh/år eller med värmepump 304 kWh/år.

Ovanstående gäller för värmepump med en temperatur i beredaren på 50°, Faller temperaturen ner till 45°, så blir förtjänsten ännu lägre då en större andel varmt vatten hämtas direkt från beredaren, och då inte det återvunna energin blandas in i kallvattenledningen som matas till värmepumpens beredare. Antar att värmeväxlingen sker endast i badrummet d.v.s. det uppvärmda kallvattnet skickas direkt till duschblandaren.

Naturligtvis blir förtjänsten betydligt högre för de med direktverkande el, då temperaturen i beredaren kan hållas på en hög temperatur.

[GBE]

Tack för denna utförliga genomgång. Jag har nog tjänat in några (skattefria) kronor genom åren!!
MVH/ Göran B