Ämne: Underdimensionerad cirkulationspump?

[Jon@$]

Hej, ny på forumet och ny kring det här med bergvärme… men har studerat detta forum en hel del inför införskaffande av bergvärme.

Har förstått det som att delta T på kylsidan, dvs på kollektorsidan ska vara 3 grader för optimal COP.

Utifrån det så får jag det till att cirkulationspumpen i exempelvis Nibe 1255-16 och Thermia Atlas 18 är underdimensionerade då de har ett max flöde på ca 0,7l/s vilket jag får till räcker till en effekt om knappt 9kW vid deltaT 3 grader.

Ett COP på 5 medför följande effekter och flödesbehov:
12,8kW och ett flödesbehov om 1,02l/s för dT3
14,4kW och ett flödesbehov om 1,15l/s för dT3

Ett flöde på 0,7l/s ger ett dT på 4,4 respektive 4,9 grader
- Vad ger ett dT på 5 eller 6 grader för COP?

Är det något jag missförstått kring flödet?
Varför används inte en cikulationspump med ett flöde på låt säga 1,4l/s, så att den dessutom inte behöver gå på 100%?
Dagens pumpar är väl varvtalsstyrda så de drar väl inte onödigt med ström när kapaciteten inte behövs?

[Lexus]

Man får nog tänka så att värmepumpen inte har COP 5 vid max effekt, även om den har 3° delta på kalla sidan.

Dessutom får man väga in hur många procent av drifttiden som är med en kyleffekt på över 9 kW. Frågan blir då om det är så många timmar att det blir payoff på en större och dyrare cirkpump?

[Roland]

Bortser man från köldbärarpumpens elförbrukning är det bra med så liten differens som möjligt på köldbäraren. Men det går inte att bortse från köldbärarpumpen. Mindre temperaturdifferens kräver högre flöde vilket ökar elförbrukningen. Har man en vanlig villavärmepump med en effekt på 5-8 kW blir optimum runt 3 graders differens om det är ett borrhål med 40 mm köldbärarslang.

För kraftigare pumpar och ett borrhål med 40 mm slang gäller inte den tumregeln utan optimum ligger vid en högre temperaturdifferens. 

Om det är en 10 kW pump och 400 meter slang (ca 200 meter borrhål) och man vill ha en köldbärardifferens på 3 grader blir flödet 0,62 L/s och tryckfallet 98 kPa. Den teoretiska pumpeffekten enbart för borrhålet blir 60 W.

Om deltaT i stället är 4,5 grader blir flödet 0,41 L/s och tryckfallet 30 kPa. Den teoretiska pumpeffekten blir 12 W. Att skillnaden blir så stor beror på att i det senare fallet blir det laminär strömning i slangen. Vinsten man gör genom lägre elförbrukning till köldbärarpumpen blir större än minskningen i COP genom högre temperaturdifferens.

Har pumpen en effekt på 12 kW eller mer lär det bli frågan om två borrhål med parallellkopplade slingor och då kan man nå lägre differens.

[Jon@$]

Det är det jag tycker är konstigt… att när man behöver mer än 12kW, så väljer man dessa pumpar (då både Nibe och Thermia dessutom har en modell upp till 12kW) och så orkar inte cirkulationspumpen i dessa större värmepumpar med det flöde som behövs rent energimässigt för effekten över 12kW som man köper pumpen för.

[Roland]

... så orkar inte cirkulationspumpen i dessa större värmepumpar med det flöde som behövs rent energimässigt för effekten över 12kW som man köper pumpen för.

Jag tycker det verkar föreligga en missuppfattning om hur det fungerar. Värmepumpen kan mycket väl ge högre effekt än 12 kW. Det är bara det att temperaturdifferensen på köldbäraren blir högre. En temperaturdifferens på 4-5 grader ger säkert högre COP än 3 graders differens om man inkluderar cirkulationspumparna när man beräknar COP. En differens på 3 grader ger turbulent strömning i slangen vilket betyder mycket högre tryckfall än om strömningen är laminär vilket den blir när flödet går under ca 0,45 L/s.   

[Jon@$]

Jag kan säkert ha missförstått … jag får dock inte ihop det… Även med 2 borrhål med 50mm-PEM eller till och med om man bortser helt från tryckförluster i kollektorn, så har CP bara en flödeskapacitet på max 0,7l/s, när behovet är runt 1,2l/s för dT3.

Är det så att det är det laminära flödet som är dimensionerande, dvs högre effekt uppnås genom större/högre dT? med ev lägre COP som följd?

Vid vilket flöde blir det turbulent flöde i en 50mm PEM?



 

[Lexus]

Cirkulationspumpens nominella flöde är 1,1 l/s.

[Roland]

Har slangen med 50 mm diameter 3 mm godstjocklek blir det turbulent strömning när flödet blir högre än 0,55-0,6 L/s. Det beror lite på temperatur och sprithalt.

Jag förstår inte fixeringen vid att deltaT ska vara 3 grader. Det är en tumregel för pumpar i det lägre effektområdet. Enligt mina mätningar spelar det ingen större roll vad det är för deltaT. Med den köldbärarpump som jag har i min värmepump blev det 1% sämre COP när jag ökade deltaT från 2,6 grader till 5,8 grader. 2,6 verkar vara optimum. Med köldbärarpumpen på maximal fart blev deltaT 2,4 grader och COP aningen lägre men det kan vara mätfel. 

[Jon@$]

Tack Roland!
Då är det dT3 som jag inte förstod…

Min installatör ojade sig över att det skulle bli ett dT5 istället för dT3 eftersom pumpen inte klarade mer flöde…

Han kanske inte är så van att installera dessa lite större pumpar och är van att dT ska vara 3.

Tack för hjälpen att bättre förstå detta!

[Roland]

Man bör också tänka på att det är inverterpumpar som brukar dimensioneras för 100% effekttäckning. Det innebär att de vintertid oftast går på 50-60% av full effekt. Det är inte många dagar en normal vinter som pumpen behöver ge full effekt. Den korta tiden kan man acceptera att det inte blir bästa tänkbara driftförhållanden.