Keruun ja LJ:n vaikutus MLP:n suorituskykyyn

[seppaant]

Kovien pakkasten aikaan esitettiin useasti kysymys mitä vaikuttaa lämpöpumpun suorituskykyyn

- Maasta tulevan ja maahan menevän liuoksen lämpötila
- Lämpötilaero keruun tulon ja paluun välillä
- Lämmönjakoon menevä ja sieltä palaava lämpötila
- Lämpötilaero lauhduttimen yli

Seuraavassa koeajon tuloksia, missä muutettiin maapiirin virtausta.
Mittaukset on tehty L-Ässän V-7.0 uudemman mallin pumpulla.
Samat lainalaisuudet ja luonnonlait ovat voimassa kaikilla pumpuilla riippumatta merkistä ja tyypistä (vaihtoventtiili/tulistus)

http://[URL=http://www.aijaa.com/v.php?i=5704433.jpg][IMG]http://i7.aijaa.com/b/00136/5704433.jpg[/IMG][/url]

Kokessa ajettiin seitsemällä eri virtauksella, 0,39 --> 0,12 l/s, eli virtaus oli pienimmillään 30% max. virtauksesta.

Seuraavassa yhteenveto tuloksista:

- Keruupiirin tulolämpötila vaihteli välillä +1,3 -- +2,0) Pienellä virtauksella tulo kasvoi johtuen keruunesteen pidemmästä viipymästä kaivossa.
- Menolämpötila putosi 4,3 C (-1,3 --> -5,6 C)
- Keruuliuoksen Dt kasvoi 4,2 C (2,8 --> 7,0 C)

- Antoteho putosi 0,8 kW (6,60 --> 5,80 kW) = 12%
- COP putosi 0,20 yksikköä (2,50 -->2,30) = 13%
Hyötysuhteen huono taso johtuu siitä, että kokeen aikana oli n. -20C pakkasta ja sen seurauksena
- Lauhduttimelle menevä vesi oli keskimäärin 43,3 C
- Lauhduttimelta lähtevä vesi oli keskimäärin 49,2 C

Johtopäätelmä:
Maapiirin pieni virtaus (= suuri Dt) huonontaa oleellisesti lämpöpumpun suorituskykyä

Kommentteja toivoo

ATS

[Matias]

Joo,eipä jää tulkinnanvaraa maapiirin Dt:n vaikutuksesta antotehoon ja COP arvoon.
Tuossa on myös nähtävissä maaliuoksen jäähtymisen vaikutus ekan käyntijakson viimeisten 15min aikana kun maapiirin meno-ja paluulämpö alkaa laskea reippaasti niin antoteho ja COP alkaa myös pienenemään,tosin loivemmin kuin Dt:n vaikutuksesta.Siis kun kiertopumppu on maksimiteholla.
En tiedä onko mahdollista mutta olisi mielenkiintoista nähdä miten liuoksen jäähtyminen vaikuttaa antotehoon ja mitä nuo lämpötila COP  arvot olisi siinä tilanteessa kun pumppu on käynyt  useita vuorokausia pysähtymättä ja maapiirin(kaivon) lämpötila ei enää laske ja antoteho+COP arvo on minimissään.Ettei vaan menisi samoihin mitä ILP:t
Sellainen ajatus kyllä noista käyristä myös tulee että lyhyet käyntijaksot varsinkin kovilla pakkasilla ei ehkä olekaan yhtään huonompi juttu :-/

[seppaant]

Alla Copeland Scroll laskentaohjelmalla laskettu käyrästö höyrystymislämpötilan vaikutuksesta hyötysuhteeseen eri lauhtumislämpötiloilla.

http://[URL=http://www.aijaa.com/v.php?i=5706669.jpg][IMG]http://i4.aijaa.com/b/00288/5706669.jpg[/IMG][/url]

On huomattava, että lämpötilat ovat kylmäaineen lämpötiloja
ei keruun eikä lämmönjaon lämpötiloja.

Koska suurimmassa osassa maalämpöpumppuja on Copeland Scroll ja kylmäaineena R407C ja muidenkin valmistajien kompressorit noudattavat samoja luonnonlakeja, vaikuttaa hyötysuhteeseen eri lämpöpumppujen välillä pääasiassa vain lämmönvaihtimien (höyrystin ja lauhdutin) mitoitus.

Lämmönvaihtimien pieni asteisuus olisi hyötysuhteen kannalta hyvä mutta se kasvattaa lämmönvaihtimien kokoa ja hintaa.
 
Tästä johtuen pumppuvalmistajien pitää taiteilla hinnan ja hyötysuhteen välillä. Saattaapi olla että jotkin valmistajat tekevät jonkin mallin tavallista suuremmilla lämmönvaihtimilla ja tämän mallin parmpaa hyötysuhdetta käytetään koko merkin mainostamisessa.

ATS

[pohdiskelija]

Tuolta löytyy datalehtiä lämpöässän aikaisemmin käyttämiin mäntäkompuroihin. Taulukoista näkee COP arvon lisäksi mm. kompuran otto- ja antotehot eri höyrystymis- ja lauhtumislämpötiloilla. Mielenkiintoista luettavaa. En löytänyt nopeasti etsiessä copelandin kompuroista yhtä tarkkoja tietoja. Kukahan jaksaisi etsiä.

Linkki tulee seuraavaan viestiin kun ei antanut tähän laittaa.

[pohdiskelija]

http://cc.danfoss.com/SW/ODSG/en/index.htm?click=i_{C513FD63-0BB0-4A11-996F-310A96DCF913}

[seppaant]

En löytänyt nopeasti etsiessä copelandin kompuroista yhtä tarkkoja tietoja. Kukahan jaksaisi etsiä.

Täältähän niitä löytyy, kunhan vain jaksaa etsiä

http://www.emersonclimate.eu/products.cfm?what=scroll&title2=Scroll_Compressors


ATS

[seppaant]

Mitä se tulistuslämpö oikeastaan on?

Useimmilla aineilla on kolme eri olomuotoa: kiinteä, neste ja kaasu.
Olomuodosta toiseen siirtyminen joko vaatii tai luovuttaa energiaa.
Energia voi olla joko paineen tai lämpötilan muodossa.
Olomuodon muutos tapahtuu vakiotilassa (paine ja lämpötila).
Kylmäaineet ovat yleensä useamman aineen seoksia jolloin olotilan muutos ei tapahdu vakio-olosuhteissa.
Esim R407C, kun olotilan muutos tapahtuu vakiopaineella muuttuu lämpötila (liukuma) n. 6C.
Tästä johtuu se, että optimi lämmönjaon lämpötilaero lauhduttimen yli on n. 6 C.
Höyrystimessä tämä optimilämpötilaero on vain n. 3 C. Tämä taas johtuu siitä että osa olotilan muutoksesta (höyrystymisestä) tapahtuu jo paisuntaventtiilissä.

Kaasuilla on kolme olomuotoa:
Kostea kaasu:
Kaasun seassa on nestepisaroita
Kuiva kylläinen kaasu:
Kaasussa ei ole enää nestepisaroita.
Tulistettu kaasu:
Kun kuivan kylläisen kaasun energiasisältöä nostetaan joko lämpötilaa tai painetta nostamalla siirtyy kaasu tulistettuun tilaan.
Kun kompressorilla nostetaan kylmäaineen painetta nousee fysiikan lakien mukaan myös lämpötila.
Lämpöpumppujen normaaleissa käyntiolosuhteissa on tämä tulistuksen määrä n.40-50C.

Nämä kylmäaineen olomuotojen muutokset tapahtuvat täsmälleen samalla tavalla oli kyseessä sitten tulistus- tai vaihtoventtiilikone. Ero on ainoastaan siinä miten energia otetaan lämmönjaon tai käyttöveden lämmitykseen.

Asian selvittämiseksi ei oikeastaan ole muuta keinoa kuin piirtää kiertoprosessi kylmäaineen p-h (paine- entalpia) diagrammiin.

http://[URL=http://www.aijaa.com/v.php?i=5718284.jpg][IMG]http://i9.aijaa.com/b/00126/5718284.jpg[/IMG][/url]

Punaisella on piirretty normaalin maalämpöpumpun kylmäaineen kiertoprosessi.
Keruuliuos sisään 0 C
Lämmönjako ulos 35 C
Tulistimelta ulos 70 C
Lämpötila-arvot eivät ole mitattuja arvoja mutta ne ovat kuitenkin lähellä normaalin lattialämmitystalon arvoja.

1 – 3  Höyrystin
3 – 4  Kompressori
4 – 5  Tulistin
5 – 7  Lauhdutin
7 – 1  Paisuntaventtiili

Kohta 1 Höyrystin
Paisuntaventtiilin jälkeen on kylmäaine osittain höyrystynyttä kosteaa kaasua ja sen lämpötila on pudonnut lahduttimen  +32 C:sta –8 C:een

Kohta 1-2 Höyrystin
Höyrystimessä keruulios luovuttaa lämpöä kylmäaineeseen höyrystäen tätä ja itse jäähtyen.

Kohta 2 Höyrystin
Tässä pisteessä kaikki kylmäaine on höyrystynyt ja saavutetaan kuivan kylläisen kaasun raja.

Kohta 2-3 Höyrystin
Kuivaa kylläistä kylmäainetta pitää vielä lämmittää muutama aste esim 5K. Kun kuivaa kylläistä kaasua lämmitetään joutuu se tulistetulle alueelle. Tällä varmistetaan, että kompressoriin ei menisi missään tapauksessa nestepisaroita.
Tämä riittävä tulistusate hoituu säätämällä paisuntaventtiilillä kylmäaineen virtaus sellaiseksi, että keruuliuoksesta tarjolla oleva energia kykenee höyrystämään ja tulistamaan koko kylmäainevirtauksen.
Tässä on huomattava, että pienempi keruulioksen virtaus kykenee höyrystämään pienemmän kylmäainevirtauksen ja tästä taas seuraa että höyrystimen ja koko lämpöpumpun teho pienenee.

Kohta 3-4 Kompressori
Kompressori lisää kylmäaineen energiaa. Tämä energia lisäyksen määrä saadaan kun moottorin sähkötehosta vähennetään moottorin ja kompressorin hyötysuhde.
Energian lisäys nostaa painetta ja paineen noususta seuraa lämpötilan nousu ja lämpötilan nousu taas tarkoittaa sitä että kylmäaineen tulistusaste nousee.

Kohta 4
Kompressorin jälkeen alkaa lämmön luovutus ja tässä kohtaa on kylmäaineen lämpötila 76 C ja tulistusaste 38 K.

Kohta 4-5 Tulistin
Tulistimessa (tulistuksenpoistolämmönvaihtimessa) jäähdytetään kaasu kuivan kylläisen kaasun rajakäyrälle ja  otetaan arvokkaampi lämpö talteen käyttöveden lämmitykseen. Tässä saadaan n. 70C vettä käyttöveden lämmitykseen.

Kohta 5-7 Lauhdutin

Lauhduttimessa kuiva kylläinen kaasu lauhdutetaan nesteeksi ja vielä tämä neste alijäähdytetään 4 K. Lauhtuminen vapauttaa sen kaasuun sitoutuneen energian korkeammassa lämpötilassa mikä kaasuun höyrystimessä syötettiin. Tämä energia syötetään lämmönjakoon, joko suoraan lattialaattaan tai varaajaan.

Kohta 7-1 Paisuntaventtiili
Paisuntaventtiilin jälkeen kylmäaine on jälleen höyrystimessä ja kierto alkaa uudelleen.

Tulistus- ja vaihtoventtiilikoneiden erot
Tulistuskoneissa
On lämmönjakopuolella kaksi lämmönvaihdinta. Ensimmäisessä ”tulistimessa” jäähdytetään tulistettu kaasu kuivan kylläisen kaasun rajakäyrälle ja saadaan käyttöveden käyttöön n. 70 C vettä.
Toisessa lämmönvaihtimessa ”lauhduttimessa” lauhdutetaan kuivaksi kylläiseksi kaasuksi jäähdytetty kaasu nesteeksi ja otetaan lauhtumislämpö lämmönjaon käyttöön.
Tässä saadaan samanaikaisesti kahta eri lämpötilatasoa olevaa vettä käyttöön, korkealaatuista käyttövettä ja ”bulkkitavaraa” lämmönjaon tarpeisiin. Koska toimitaan koko ajan samalla lauhtumispainealueella pysyy hyötysuhde myös koko ajan n. vakiona.

Jatkuu seuraavassa viestissä....

[seppaant]

Jatkoa edellisestä viestistä

Tulistus- ja vaihtoventtiilikoneiden erot
Tulistuskoneissa
On lämmönjakopuolella kaksi lämmönvaihdinta. Ensimmäisessä ”tulistimessa” jäähdytetään tulistettu kaasu kuivan kylläisen kaasun rajakäyrälle ja saadaan käyttöveden käyttöön n. 70 C vettä.
Toisessa lämmönvaihtimessa ”lauhduttimessa” lauhdutetaan kuivaksi kylläiseksi kaasuksi jäähdytetty kaasu nesteeksi ja otetaan lauhtumislämpö lämmönjaon käyttöön.
Tässä saadaan samanaikaisesti kahta eri lämpötilatasoa olevaa vettä käyttöön, korkealaatuista käyttövettä ja ”bulkkitavaraa” lämmönjaon tarpeisiin. Koska toimitaan koko ajan samalla lauhtumispainealueella pysyy hyötysuhde myös koko ajan n. vakiona.

Vaihtoventtiilikoneissa
On vain yksi lämmönvaihdin, ”lauhdutin”.
Kohtien 4-7 välinen energia otetaan talteen yhdessä lämmönvaihtimessa, tulistettu kaasu ensin jäähdytetään ja sen jälkeen lauhdutetaan nesteeksi ja vielä alijäähdytetään muutama K. Koska saatava lämpötila määräytyy lauhtumispaineen mukaan, menee tulistetun kaasun korkeampi lämpötila tavallaan hukkaan. Ei energia mihinkään katoa se vaan saadaan talteen matalampilämpöisenä (=huonompiarvoisena).
Käyttövettä tehtäessä pitää lauhtumispainetta nostaa jotta saataisiin riittävän lämmintä vettä ja tämä huonontaa oleellisesti hyötysuhdetta.

ATS

[Olli_O]

Seppaant:

Kiitos jälleen esityksestäsi. Tekemäsi selvitykset kertovat vahvasta ammattilaisuudestasi ja perusteellisuudestasi.
Luen niitä suurella mielenkiinnolla. Toivottavasti jatkat näin edelleenkin.

Yksi kysymys:

"Kohta 4
Kompressorin jälkeen alkaa lämmön luovutus ja tässä kohtaa on kylmäaineen lämpötila 76 C ja tulistusaste 38 K."

Mikäli olen ymmärtänyt oikein, tässä puhutaan ns. Kuumakaasusta?  Onko näin ?

Mietiskelyjäni herätti tuo 76 C. Joidenkin foorumilaisten graafeissa näkyy kuumakaasun lämpötilan
olevan jopa yli 100 C.

[seppaant]

"Kohta 4
Kompressorin jälkeen alkaa lämmön luovutus ja tässä kohtaa on kylmäaineen lämpötila 76 C ja tulistusaste 38 K."

Mikäli olen ymmärtänyt oikein, tässä puhutaan ns. Kuumakaasusta?  Onko näin ?

Mietiskelyjäni herätti tuo 76 C. Joidenkin foorumilaisten graafeissa näkyy kuumakaasun lämpötilan
olevan jopa yli 100 C.

Kuumakaasun lämpötila riippuu lahtumislämpötilasta.
Lauhtumislämpötilan ollessa lähempänä 60C ,esim tehtäessä vaihtoventtiilikoneella käyttövettä, on kuumakaasun lämpötila 100 -- 110 C.
Pitänee vielä piirtää kiertokaavioon tilanne missä lauhtumislämpötila on n.60C, niin nähdään selvemmin lauhtumislämpötilan vaikutus lämpöpumpun suoritusarvoihin.

ATS

[Matias]

Kiitoksia selkeästä informaatiosta.
Tässä aihealueessa taas tuntuu siltä että kun yhden asian ymmärtää niin herää vaan lisää kysymyksiä.....

Kohta 3-4 Kompressori
Kompressori lisää kylmäaineen energiaa. Tämä energia lisäyksen määrä saadaan kun moottorin sähkötehosta vähennetään moottorin ja kompressorin hyötysuhde.
Energian lisäys nostaa painetta ja paineen noususta seuraa lämpötilan nousu ja lämpötilan nousu taas tarkoittaa sitä että kylmäaineen tulistusaste nousee.  

Eli kompressorin moottorin kehittämä liike-energia jolla kaasun painetta nostetaan niin sekin sitten muuttuu lämmöksi,oli mielikuva että ainoastaan moottorin lämpöhäviöt saatais talteen nimellistehosta ja muu energia menisi kaasun paineen nostamiseen.
Eli pumpun antotehoon tuleekin kompressorin moottorin ottoteho suht kokonaan mukaan(?)

Lauhduttimen toiminnasta siinä tilanteessa kun tarvitaan korkeampaa lämpöä vedelle niin mikä se pointti on että hyötysuhde heikkenee?
Tuntuisi että +100 asteinen kuumakaasu kykenisi vaivatta nostamaan pienehkön (100-300l) käyttövesivaraajan lämmön kun lauhduttimen lämpötehoa on yleensä 8-10kw.

Käyttövettä tehtäessä pitää lauhtumispainetta nostaa jotta saataisiin riittävän lämmintä vettä ja tämä huonontaa oleellisesti hyötysuhdetta.

Miten tuo lauhtumispaineen nostaminen käytännössä tehdään?
Hatara ajatus olisi että käyttövesivaraajalta tulevan paluuveden lämpö olisi liian korkea ja lauhdutin ei jäähdy riittävästi ja paine ei laske sentakia?
Tai sitten kaasun lauhtuminen nesteeksi tarvitsisi korkeammassa lämpötilassa korkeamman paineen?
Missä kohtaa prosessia hyötysuhteen heikkeneminen varsinaisesti tapahtuu?
Esim. aleneeko jotenkin höyrystimen kyky sitoa lämpöä keruunesteestä?

[Jussi5]

Hienoa perustutkimusta  kiitokset Seppaant !

Tuohon ketjun alkupäähän viitaten;

1. Mielestäni johtopäätelmä on oikein ja selkeästi nähtävissä.

2. Eiköhän tuo toimisi vähän matkaa myös toiseen suuntaan maavirtausta lisäämällä, ts. järeämpi liuospumppu ja pienempi delta T parantaisi hitusen COP:ia. Vai alkaako höyrystin leikkaamaan ?

3.Matiaksen ajatus jäähtyvän kaivon Copista on hyvä. Ehkä testisarjana kun kaivo on noin hyvä

4.Onko tuo postauksen #2  ”COP höyrystymislämmön funktiona” mitoituskäyrästö nimenomaan samalle kompuralle jolla ajoit testin, vai joku yleisempi mitoituskäppyrä ?

Jos luen tuloksiasi oikein, 115 min, lauhtumislämpö keskimäärin 45 C, COP 2,5. Olisi vielä järkevä tai alakanttiin. Jälkimmäisestä kuvasta lasken taas samoilla arvoilla teoreettisesti COP 3,35,  mikä olisi järkevä tai yläkanttiin. Pääsetko itse vastaavaan tulokseen ? Vai onko jälkimmäinen käyrästö jostain muusta Copesta. Ehkä mitoituskäyrältä laskettuja  arvoja ei vain pidä verrata hetkellisiin, tuo 115 min kohtahan oli epävakaa.

Kiertoprosessiin viitaten

Hieno esitys.  Kun tuohon vasempaan ylänurkkaan piirrät vielä alijäähdytyksen, niin kaikki karhunpennut taputtavat tassujaan (KIV) ilmastoiduissa pesissään.

[seppaant]

Seuraavassa on aiemmin esitettyyn kuvaan lisätty kylmäaineen kiertokaavio tehtäessä vaihtoventtiilikoneella 55C käyttövettä.

http://[URL=http://www.aijaa.com/v.php?i=5721290.jpg][IMG]http://i9.aijaa.com/b/00126/5721290.jpg[/IMG][/url]

Verrattuna lähtölämpötiloja 35C ja 55C näkee kaaviosta

-Kuumakaasun lämpötola nousee 76 --> 105 C.
-Kompressoriteho kasvaa 1,89-->2,59 kW
-Antoteho laskee 7,80 --> 7,14 kW
-COP laskee  4,13 --> 2,75

ATS

[pohdiskelija]

Mitäs jos tuohon edelliseen lisäisi imukaasun tulistimen eli alijäähdyttäisi tuota yli 50 asteista kylmäainetta lämmittämällä sillä imukaasua. Paljonko COP paranisi? Mietityttää vielä kuinka kuumaa imukaasu saa olla eli onko 50 astetta liikaa kompuralle. Entäs nouseeko kuumaakaasun lämpötila suoraan suhteessa imukaasun lämpötilaan eli nouseeko se edelleen esim 80 astetta 130 asteeseen. Alkaisi nimittäin olla jo tulistutehoakin tarjolla noilla lämpötiloilla. Tässä tulikin jo paljon kysymyksia mutta jos näihin saisi vastauksen niin kiitän kovasti.

[seppaant]

Vastauksia

Eli kompressorin moottorin kehittämä liike-energia jolla kaasun painetta nostetaan niin sekin sitten muuttuu lämmöksi,oli mielikuva että ainoastaan moottorin lämpöhäviöt saatais talteen nimellistehosta ja muu energia menisi kaasun paineen nostamiseen.
Eli pumpun antotehoon tuleekin kompressorin moottorin ottoteho suht kokonaan mukaan(?)
Minä sanoisin näin, että kompressorin koko akseliteho menee kylmäaineeseen nostaen painetta ja lämpötilaa. Koska kompressori on hermeettinen paketti niin sinne samaan soppaan menee myös suurin osa sähkömoottorin häviötehosta.

Lauhduttimen toiminnasta siinä tilanteessa kun tarvitaan korkeampaa lämpöä vedelle niin mikä se pointti on että hyötysuhde heikkenee?
Tämä selvinnee jälkimmäisestä kiertokaaviosta.

Tuntuisi että +100 asteinen kuumakaasu kykenisi vaivatta nostamaan pienehkön (100-300l) käyttövesivaraajan lämmön kun lauhduttimen lämpötehoa on yleensä 8-10kw.
Tulistetun kaasun osuus esimerkkitapauksessa koko antotehosta on
Lauhtumislämpötilalla 38C n. 17% = 1,33 kW
Lauhtumislämpötilalla 58C n. 27% = 1,92 kW

Tulistinpumpussa käyttövesi esilämmitetään esimerkin tapauksessa varaajassa lauhtumislämmöllä  35C:een ja loppu 20C lämmitetään tulistimessa. Näillä parametreilla saadaan tunnissa 57 litraa 55C vettä. Mutta samaan aikaan voidaan taloa lämmittää 3,9 kW:n teholla.

Vaihtoventtiilikoneessa tehdään lämmitä vettä koko antoteholla
55C lämmintä vettä saadaan 122 litraa tunnissa, mutta taloa ei voi samanaikaisesti lämmittää.
Todellisuudessa määrä on jokin verran pienempi johtuen siitä, että laskin tehot käyttäen kummassakin tapauksessa samaa kylmäainevirtausta. Todellisuudessa vaihtoventtiilitapauksessa virtaus ja antoteho ovat pienempiä.

Lämpöpumpun suoraan tekemä käyttöveden määrä ei yleensä riitä vaan riittävyys varmistetaan sopivan kokoisella varaajalla kummassakin pumpputyypissä.
Miten tuo lauhtumispaineen nostaminen käytännössä tehdään?
Hatara ajatus olisi että käyttövesivaraajalta tulevan paluuveden lämpö olisi liian korkea ja lauhdutin ei jäähdy riittävästi ja paine ei laske sentakia?
Tai sitten kaasun lauhtuminen nesteeksi tarvitsisi korkeammassa lämpötilassa korkeamman paineen?
 Paineen nosto aloitetaan kuristamalla kylmäaineen  virtausta paisuntaventtiilissä. Tämän jälkeen prosessi hakee uuden tasapainotilanteen paluuveden lämpötilan ja kylmäainevirtauksen kanssa.


Missä kohtaa prosessia hyötysuhteen heikkeneminen varsinaisesti tapahtuu?
Korkeampaa painetta vasten työskennellessä kompressoriteho kasvaa ja kokonaisantoteho kuitenkin pienenee ja näidenhän suhde on hyötysuhde. tämä selvinnee parhaiten jälkimmäisestä kiertokaaviokuvasta.
Esim. aleneeko jotenkin höyrystimen kyky sitoa lämpöä keruunesteestä?
Itse asiassa höyrystin toimii optimaalisemmin. Mutta koska energiaa höyrystimestä poisvievää kylmäainevirtausta on kuristettu paisuntaventtiilillä, niin höyrystimen teho myös pienenee.


Tuohon ketjun alkupäähän viitaten;

1. Mielestäni johtopäätelmä on oikein ja selkeästi nähtävissä.

2. Eiköhän tuo toimisi vähän matkaa myös toiseen suuntaan maavirtausta lisäämällä, ts. järeämpi liuospumppu ja pienempi delta T parantaisi hitusen COP:ia. Vai alkaako höyrystin leikkaamaan ?
Toimii varmaankin mutta jossain vaiheessa liuospumpun ottama lisäteho kasvaa suuremmaksi kuin saatu hyöty.



3.Matiaksen ajatus jäähtyvän kaivon Copista on hyvä. Ehkä testisarjana kun kaivo on noin hyvä

4.Onko tuo postauksen #2  ”COP höyrystymislämmön funktiona” mitoituskäyrästö nimenomaan samalle kompuralle jolla ajoit testin, vai joku yleisempi mitoituskäppyrä ?
On samalle kompressorille CopelandScroll ZH21 K4E, joka on esim. käytössä nimellisteholtaan         7 kW:n L-Ässä V-7.0 lämpöpumpussa.
Arvot on laskettu CopelandScroll laskentaohjelmalla ja mikäli tulkitsin ohjelmaa oikein on kyseessä kylmäaineprosessin arvoja.


Jos luen tuloksiasi oikein, 115 min, lauhtumislämpö keskimäärin 45 C, COP 2,5. Olisi vielä järkevä tai alakanttiin. Jälkimmäisestä kuvasta lasken taas samoilla arvoilla teoreettisesti COP 3,35,  mikä olisi järkevä tai yläkanttiin. Pääsetko itse vastaavaan tulokseen ? Vai onko jälkimmäinen käyrästö jostain muusta Copesta. Ehkä mitoituskäyrältä laskettuja  arvoja ei vain pidä verrata hetkellisiin, tuo 115 min kohtahan oli epävakaa.
Minun mittaamat arvot ovat todellisesta käytössä olevasta lämpöpumpusta ja hyötysuhteeseen olen ottanut härvelin ottaman kaiken sähkötehon. Laskentaohjelmassa käytettäneen ottotehona todennäköisesti vain kompressorin sähkötehoa.
Joten nämä kaksi käyrästöä ovat eri tilanteista eikä niitä voi verrata keskenään.

Jatkuu...

[seppaant]

Jos luen tuloksiasi oikein, 115 min, lauhtumislämpö keskimäärin 45 C, COP 2,5. Olisi vielä järkevä tai alakanttiin. Jälkimmäisestä kuvasta lasken taas samoilla arvoilla teoreettisesti COP 3,35,  mikä olisi järkevä tai yläkanttiin. Pääsetko itse vastaavaan tulokseen ? Vai onko jälkimmäinen käyrästö jostain muusta Copesta. Ehkä mitoituskäyrältä laskettuja  arvoja ei vain pidä verrata hetkellisiin, tuo 115 min kohtahan oli epävakaa.
Minun mittaamat arvot ovat todellisesta käytössä olevasta lämpöpumpusta ja hyötysuhteeseen olen ottanut härvelin ottaman kaiken sähkötehon. Laskentaohjelmassa käytettäneen ottotehona todennäköisesti vain kompressorin sähkötehoa.
Joten nämä kaksi käyrästöä ovat eri tilanteista eikä niitä voi verrata keskenään.
Minulla on lämpötiloina keruuliuoksen ja lämmönjaon lämpötilat kun taas laskentaohjelmassa lämpötilat ovat mitä todennäköisimmin kylmäaineen lämpötiloja.

Näitä tuloksia ei auta tulkita numerotarkasti vaan pitää lähinnä katsoa muutoksen suuruutta kun jotain parametria muutetaan.
 

 

Kun tuohon vasempaan ylänurkkaan piirrät vielä alijäähdytyksen, niin kaikki karhunpennut taputtavat tassujaan (KIV) ilmastoiduissa pesissään.
Tämäkin olisi mielenkiintoinen kohde analysoitavaksi.

Olipa hyviä kysymyksiä.
Toivottavasti en seonnut sanoissani vastauksia sorvatessa

ATS

[niperox]

Seuraavassa on aiemmin esitettyyn kuvaan lisätty kylmäaineen kiertokaavio tehtäessä vaihtoventtiilikoneella 55C käyttövettä.

http://[URL=http://www.aijaa.com/v.php?i=5721290.jpg][IMG]http://i9.aijaa.com/b/00126/5721290.jpg[/IMG][/url]

Verrattuna lähtölämpötiloja 35C ja 55C näkee kaaviosta

-Kuumakaasun lämpötola nousee 76 --> 105 C.
-Kompressoriteho kasvaa 1,89-->2,59 kW
-Antoteho laskee 7,80 --> 7,14 kW
-COP laskee  4,13 --> 2,75

ATS

Hetkinen  
 kuumakaasu 105° vaihtoventtiilikoneesa ??

Itselläni kyllä 55° käyttövettä tehdessä ei kuumakaasu nouse yli 85°
Vaihtoventtiilikoneessa tuo laudutin olisikin paremminkin pisteiden  7-4 välissä

Eikä lämmitysvettä tehdessäkään,(osuus 85%) kuumakaasu ole koskaan noussut lähellekkään 76°  8-)

[seppaant]

Hetkinen  
kuumakaasu 105° vaihtoventtiilikoneesa ??

Itselläni kyllä 55° käyttövettä tehdessä ei kuumakaasu nouse yli 85°
Vaihtoventtiilikoneessa tuo laudutin olisikin paremminkin pisteiden  7-4 välissä

Eikä lämmitysvettä tehdessäkään,(osuus 85%) kuumakaasu ole koskaan noussut lähellekkään 76°  

Vaihtoventtiilikoneissa lauhdutin on pisteiden 4 -- 7 välissä juuri niin kuin olin tuolla tekstissä aiemmin maininnut.

Kuumakaasun lämpötilaan ei vaikuta lämpöpumpun tyyppi, tulistinkone / vaihtoventtiilikone
Kuumakaasun lämpötilaan vaikuttaa lauhtumispaineen (-lämpötilan) lisäksi kompressorin sisäinen hyötysuhde.

Mikä kompressori sinun pumpussa on?

ATS

[seppaant]

Kuumakaasun lämpötila

Laittakaapahan tilastotietoa:

-Kuumakaasun lämpötila
-Lauhduttimelta lähtevän veden lämpötila
-Lämpöpumppu, merkki ja tyyppi
-Kompressori, merkki ja tyyppi, jos on tiedossa

ATS

[eko]

Itselläni kyllä 55° käyttövettä tehdessä ei kuumakaasu nouse yli 85°
.......
Eikä lämmitysvettä tehdessäkään,(osuus 85%) kuumakaasu ole koskaan noussut lähellekkään 76°  8-)

meilla ao. C9 (2009) pumppu:
- LKV tuotto syklin lopussa (REGO638n mukaan) (as 49+-8C) kuumakaasu 87-89C , LP paluu 54C, LP meno 61C.
- LL meenosyklissa ei ole (viela) tullut seurattua.

Luulisi tyhmempi, etta syklin alkupaassa COP sen verran parempi (LP paluu silloin 16C alempi), etta keskiarvoisesti LKV-tuottoa ei pitaisi pelkan loppupisteen mukaan tuijottaa  

[juja]

Kuumakaasun lämpötila

Laittakaapahan tilastotietoa:

-Kuumakaasun lämpötila
-Lauhduttimelta lähtevän veden lämpötila
-Lämpöpumppu, merkki ja tyyppi
-Kompressori, merkki ja tyyppi, jos on tiedossa

ATS

- GT6 71,4°C
- GT8 37,1°C
- Carrier  30NQ E9
- Copeland Scroll ZR40

GT6 101,9°C ja GT8 54,9° käyttövettä tehtäessä.

[Matias]

-Kuumakaasun lämpötila  98,9(tulistinvaihtimen jälkeen 76,5)
-Lauhduttimelta lähtevän veden lämpötila  42,8
-Lämpöpumppu, merkki ja tyyppi Ekowell EPT400
-Kompressori, merkki ja tyyppi Copeland CRLQ-0350-TDF-551

[seppaant]

pohdiskelija
   Mitäs jos tuohon edelliseen lisäisi imukaasun tulistimen eli alijäähdyttäisi tuota yli 50 asteista kylmäainetta lämmittämällä sillä imukaasua. Paljonko COP paranisi? Mietityttää vielä kuinka kuumaa imukaasu saa olla eli onko 50 astetta liikaa kompuralle. Entäs nouseeko kuumaakaasun lämpötila suoraan suhteessa imukaasun lämpötilaan eli nouseeko se edelleen esim 80 astetta 130 asteeseen. Alkaisi nimittäin olla jo tulistutehoakin tarjolla noilla lämpötiloilla. Tässä tulikin jo paljon kysymyksia mutta jos näihin saisi vastauksen niin kiitän kovasti.  

Itse kysymykseen en vastaa mutta L_Ässän V-malleissa on ainakin jo olemassa lauhteen alijäähdytyksellä toimiva imukaasun esilämmitin.

Seuraavassa L-Ässä V-7.0 putkistokaavio ja tältä päivältä erään käyntitilanteen lämpötilat.

http://[URL=http://www.aijaa.com/v.php?i=5737004.jpg][IMG]http://i9.aijaa.com/b/00737/5737004.jpg[/IMG][/url]

ATS

[kkuukkeli]

Harmi muuten kun nuo seppaant:n hienot kuvat taitavat kadota ajan kanssa bittiavaruuteen. Ei taida aijaa.comissa olla kovin pitkä tuo säilytysaika? Ainakin osa seppaant:n vanhemmista kuvista on jo kadonnut.

[_zadah_]

Tein aikanaan tuonne sisar foorumille laskurin, jolla voi laskea erilaisten olosuhteiden vaikutusta COPpiin, laskuri sopii myös maalämpöpumpulle, kunhan syöttää höyrystymislämpötilan manuaalisesti, eli maapiirin tulo - 5 astetta

http://lampopumput.info/foorumi/index.php?topic=6311.0

[sam68]

ATS: Miten pumppusi käyttäytyy jos jätät kuumakaasuenergiaa vain n. 7 asteen lpt erolla yläosaan?

[Jussi5]

Zadah;

Oivallinen laskuri.  

Zadah ja Seppaant;

Olin juuri hahmottelemassa Seppaant:in työn pohjalta  ”köyhän miehen cop-määritystä” eli yhdestä pumpusta COP mittauksista luettujen lämpötilojen ja virtaama tietojen perusteella tehtyä taulukkoa, jolla voisi samanlaisen pumpun COP:in määrittää lämpömittarilla kotona. Kun nyt Zadah jo tehnyt yleispätevän toimivan laskentaohjelman, voisiko ohjelmasta  ja Seppaant:in  työstä viritellä jotain tyyliin Cop kotona lämpömittarilla  ts. ohjelmaan syötettäviin lämpötilamittauksiin ja virtaustietoihin  perustuvan menetelmän. Hätäisesti miettien voisi toimia;  

- lisäämällä massavirrat, esim siten että höyrystin - ja lauhdutinpiirien virtaukset annetaan parametri arvoina, itse kukin selvittäköön ne sitten virtausmittarilla tai pumppujen datasta  
- lisäämällä syötettävät ja kotona putkista mitattavat 4 lämpötila arvoa, höyrystin tai maapiiri in-out ja lauhdutin in-out.
- tulistuspumpulle ; parametrina tulistusvirtaaman osuus 0-30%   ja mitattavat tulistus in-out lämpötilat.
- jos vielä hifistellään, alijäähdytinpiirin in-out,  en tiedä miten kylmäainevirtauksen pystyisi kotioloissa määrittämään? Karhu KIV tapauksessa tehoa luvataan 1-2 kW iv-esilämmitykseen
- jotain muuta

Mitäs sanotte, voisiko toimia likimääräisellä tarkkuudella? Pitäisi tietysti kerran pari verifioida ”oikeaa” COP mittausta vastaan ja pikkuisen ohjeistaa käyttäjiä jäähdyttämään varaajaa, eristämään antureita, vakioimaan mittaustilannetta jne.

[mnk]

Kuumakaasun lämpötila

Laittakaapahan tilastotietoa:

-Kuumakaasun lämpötila
-Lauhduttimelta lähtevän veden lämpötila
-Lämpöpumppu, merkki ja tyyppi
-Kompressori, merkki ja tyyppi, jos on tiedossa

ATS

nyt:
- ulkona noin -11 C
- Pumpulta lähtee 49,1 C pattereille
- Paluu pumpulle  40,2C  
- Kompressorin kuumakaasun lämpö 75,3C  
- Kaivolta saa +0,5C
- Kaivolle menee -2,6C  

- patteripiirin kiertovesipumpun nopeus 3
- koneen sisäinen pumppu 3:lla
- lattiapiirin pumppu  3:lla
- kaivopiirin pumppu 3:lla

IVT 11kw    ht+    vm.  10/2005

Mitsun kompurasta   printin sivu  185 ->
http://www.ebpg.bam.de/de/ebpg_medien/001_studyf_07-11_part4.pdf

[_zadah_]

Zadah;

Oivallinen laskuri.  

Zadah ja Seppaant;

Olin juuri hahmottelemassa Seppaant:in työn pohjalta  ”köyhän miehen cop-määritystä” eli yhdestä pumpusta COP mittauksista luettujen lämpötilojen ja virtaama tietojen perusteella tehtyä taulukkoa, jolla voisi samanlaisen pumpun COP:in määrittää lämpömittarilla kotona. Kun nyt Zadah jo tehnyt yleispätevän toimivan laskentaohjelman, voisiko ohjelmasta  ja Seppaant:in  työstä viritellä jotain tyyliin Cop kotona lämpömittarilla  ts. ohjelmaan syötettäviin lämpötilamittauksiin ja virtaustietoihin  perustuvan menetelmän. Hätäisesti miettien voisi toimia;  

- lisäämällä massavirrat, esim siten että höyrystin - ja lauhdutinpiirien virtaukset annetaan parametri arvoina, itse kukin selvittäköön ne sitten virtausmittarilla tai pumppujen datasta  
- lisäämällä syötettävät ja kotona putkista mitattavat 4 lämpötila arvoa, höyrystin tai maapiiri in-out ja lauhdutin in-out.
- tulistuspumpulle ; parametrina tulistusvirtaaman osuus 0-30%   ja mitattavat tulistus in-out lämpötilat.
- jos vielä hifistellään, alijäähdytinpiirin in-out,  en tiedä miten kylmäainevirtauksen pystyisi kotioloissa määrittämään? Karhu KIV tapauksessa tehoa luvataan 1-2 kW iv-esilämmitykseen
- jotain muuta

Mitäs sanotte, voisiko toimia likimääräisellä tarkkuudella? Pitäisi tietysti kerran pari verifioida ”oikeaa” COP mittausta vastaan ja pikkuisen ohjeistaa käyttäjiä jäähdyttämään varaajaa, eristämään antureita, vakioimaan mittaustilannetta jne.

Aina voi hifistellä... Tuohon höyrystinpuoleen sen verran kommenttia, että helpointa on mitata suoraan höyrystymislämpötila paisuntaventtiilin jälkeen ja syöttää se laskuriin... Tulistumis energian ja alijäähdytys enrgian tarkka mittaaminen on vaikeata, sillä pitäisi oikeasti tietää k.o piirien virtausnopeudet.

[seppaant]

Nyt tälläinen kuva.

Kuvassa on esitetty hyötysuhde kaivosta tulevan keruuliuoksen lämpötilan funktiona muutamilla lauhduttimesta lähtevän lämmitysveden lämpötiloilla.

Mittaukset on tehty heinäkuu 2009 ja helmikuu 2010 välisenä aikana.
Kaikissa mittauksissa on lämpöpumpun säädöt olleet samossa arvoissa.

On huomattava, että tulokset pätevät vain tälle lämpöpumpulle tässä käyttöympäristössä ja tällä mittausjärjestelmällä.
Tuloksissa ei kannata tuijottaa puhtaita numeroarvoja vaan muutoksen suuruutta.

Keskimääräisesti voidaan sanoa:
- Keruuliuoksen 1 C lämpeneminen parantaa hyötysuhdetta 0,053 yksikköä.
- Lauhduttimelta lähtevän veden 1 C lämpeneminen huonontaa hyötysuhdetta 0,045 yksikköä.

http://[URL=http://www.aijaa.com/v.php?i=5787869.jpg][IMG]http://i9.aijaa.com/b/00486/5787869.jpg[/IMG][/url]

ATS

[Starppa]

Kiitoksia seppaant. Nyt sain ne luvut mitä tuolla muualla kyselin.

Onkohan nuo kompressori lämmöt minkälaisia, niin voisi hieman hahmoitella tuohon omaan vaihtoventtiili vehkeeseen?

[seppaant]

Nyt tälläinen kuva
Mittausarvot ovat vuorokausikeskiarvoja.

Kuvassa esitetään mitenkä patterilämmitystalossa hyötysuhde huononee ulkolämpötilan laskiessa. Itse asiassa se huononeminen johtuu menoveden lämpötilan noususta.
Voi teitä onnellisia lattialämittäjiä

Lisäksi kuvassa on esitetty lämpöpumpun käyntiajan (%) vuorokausikeskiarvoja.
Käyrän mukaan -26 C pakkasessa pumppu kävisi koko ajan. Täällä etelässä pakkanen vain käväisi pari kertaa noissa lukemissa.

Hyötysuhdekäyrässä oleva taitekohta johtuu siitä, että +10 C ylöspäin pumppu tekee pääasiassa lämmintä vettä ja käy kuumana ylävaraajan ohjaamana.

+5 -- +10 C pumppu käy sekakäyntiä käynnistyy ja pysähtyy vaihtelevasti sekä ala- että ylävaraajan ohjaamana.

Ulkolämpötilan ollessa alle + 5 C käy pumppu puhtaasti alavaraajan ja käyrän ohjaamana. Patteritalossa oikeastaan vain käyrän ohjaamana. Lämmin vesi tulee "sivutuotteena"

Näistä käyristä pitäisi epäilijöillekin (ja ns. asentajille) selvitä miksi hyötysuhteen kannalta on tärkeää pitää menovesi ja tulistinkoneissa alavaraaja mahdollisimman kylmänä.




http://[URL=http://www.aijaa.com/v.php?i=5799670.jpg][IMG]http://i6.aijaa.com/b/00408/5799670.jpg[/IMG][/url]

ATS

[Roori]

Tuli kanssa kokeiltua noita exelin käppyräkykyjä (enempikin omia)  ja laitettua sen laskemaan lämmitysjärjestelmän COP 1.5.09-31.1.20 ajalta ulkolämpötilan suhteessa.
Lämpötila on vuorokauden alimman ja ylimmän keskiarvo ja COP-pisteet koko lämmitysjärjestelmän (sis pumput sun muut vermeet) COP/vrk. Pistelukumäärällisesti COP näyttäis menevän vähän yli kolmen mutta energiapainotettuna varmaankin alle 3. Joku hyppy tohon väliin tuli kun trimmasin antureita...ei ole valitettavasti totuuden mukainen.
Aika selkee "linja" tuohon kumminkin syntyy 2.6-3.5. Patteritalo siis kyseessä, siitä johtuneen alhaiset COP:t

Ja ED tuli kaupanpäällistä:
Ei ainakaan lopu tehot, riittää vaikka pieneen laajennukseen, mutta eipä tuosta pienestä ED:stä nyt haittaakaan ole, ei siis "pätkäkäy" kuitenkaan kun varaaja kumminkin 700L ja vastaa tarpeesen nopeammin.

[seppaant]

Ja lisää käppyröitä

Tässä kuvassa on esitetty hyötysuhde pattereille menevän ja lauhduttimelta lähtevän veden lämpötilan funktiona.

- Mittaukset on tehty patteritalossa lämmityskaudella lokakuun alun -09 ja helmikuun lopun -10 välisenä aikana
- Lämpöpumppu L-Ässä V-7.0
- Tulokset pätevät vain tässä kohteessa, tällä lämpöpumpulla ja tällä mittausjärjestelmällä.
- Käyrät eivät ole välttämättä samamitallisia, koska pattereille menevän veden käyrä perustuu vuorokausikeskiarvoihin ja lauhduttimelta lähtevä hetkellisarvoihin.
- Tuloksia tarkasteltaessa ei tule tuijotta puhtaita numeroarvoja vaan lähinnä muutoksien suuruutta.
- Tuloksissa on huomattava, että mittausjaksolla on kaivosta tuleva liuos jäähtynyt keskimäärin n. 3C. Tämä huonontaa "kuuman pään" hyötysuhteita n. 0,15 yksikköä.

http://[URL=http://www.aijaa.com/v.php?i=5807472.jpg][IMG]http://i5.aijaa.com/b/00989/5807472.jpg[/IMG][/url]

ATS

[_zadah_]

Seppaanin mittaukset ovat täysin linjassa omien vastaavien kanssa. Itsellä tällähetkellä maapiirin tulo n -1 - 1,5 astetta ja COP n 3,0 menoveden ollessa n32-35 astetta.

[Jussi5]

Hienoa ja täsmällistä dataa taas Seppaant, ja hyvää vertailu dataa Roorilta, kiitokset molemmille.

Tuossa Seppaaant reply #31 kuvassa pistää silmään tuo COP käyrän jyrkkä lasku kesän käyttöveden tuotannossa. Lasku on selviö, mutta noin jyrkästi. Eikö lämpenevän kaivon pitäisi auttaa enemmän?

Mielenkiintoista on se että reply #32  Roorin kuvassa ei näy samaa ilmiötä. Mikä pumppu ja 700l varaaja on kyseessä ? Voisiko Roorin selvästi parempi kesäCOP selittyä ison varaajan kerrostumisella ja ehkä järkevästi asennetuilla kierukoilla. Vastaavasti tuon reply 22 kuvan mukaan v-mallin rakenne on integroitujen tapaan sangen epäedullinen, ikään kuin tarkoituksella heikennettäisiin jo valmiiksi pienen varaajan vähäinen kerrostuminen ja COP vetämällä putket katon läpi, tai kuten tässä, vielä tulistusputket varaajan alaosan läpi.

[justus01]

Hyviä Cop-kuvaajia. Mielenkiinnolla odotan milloin saadaan nähdä ensimmäiset lattialämmitystalojen ja vaihtoventtiilikoneiden Cop-kuvaajat. Eivät taida Cop:it mennä alle kolmen muuta kuin käyttövettä lämmittäessä. Periaatteessa loppukesästä saattaa lämpimällä maapiirillä (+10..15c) päästä käyttöveden teossakin hyvin lähelle kolmea.

[Mualämpö]

Täällä on lattialämmitystä 200m2 ja koneena IVT C7 , mistä tuo cop lasketaan?

[seppaant]

Raksaaja kirjoitti

Mielenkiinnolla odotan milloin saadaan nähdä ensimmäiset lattialämmitystalojen ja vaihtoventtiilikoneiden Cop-kuvaajat. Eivät taida Cop:it mennä alle kolmen muuta kuin käyttövettä lämmittäessä. Periaatteessa loppukesästä saattaa lämpimällä maapiirillä (+10..15c) päästä käyttöveden teossakin hyvin lähelle kolmea.

Jotta voisin mietiskellä asiaa, niin laittakaahan lattialämmittäjät tänne mittausarvoja

- Laattaan menevä ja palaava lämpötila eri ulkolämpötiloilla.
Vähän vastaavaan tapaan kuin seuraavassa on minun patteritalon arvoja

Ulko      meno      paluu
5        33,5        32,0
0        35,9        34,1
-5       38,5       36,3
-10      41,1      38,5
-15      43,8      40,7
-20      46,6      42,9
-25      49,6      45,2

ATS

[Mualämpö]

Jotta voisin mietiskellä asiaa, niin laittakaahan lattialämmittäjät tänne mittausarvoja

- Laattaan menevä ja palaava lämpötila eri ulkolämpötiloilla.
Vähän vastaavaan tapaan kuin seuraavassa on minun patteritalon arvoja

Ulko      meno      paluu
5        33,5        32,0
0        35,9        34,1
-5       38,5       36,3
-10      41,1      38,5
-15      43,8      40,7
-20      46,6      42,9
-25      49,6      45,2

ATS



Lämpökäyrä meillä
 ulko            meno        paluu
+5               24.0
0                  24.6
-5                25.5
-10              26,2
-15              27.6
-20              29
-25              30
-30              31,1

Kytkentä erotus 4 astetta. eli noihin pysäytys lämpöihin lisää pari kolme astetta ja paluu on koko ajan kelillä kuin kelillä 4,9 - 5.2 astetta vähemmän!