Temperatura vira toplotne črpalke

[grega09]

Glede na to, da je zadnje čase nekaj več debate tukaj o toplotnih črpalkah, lahko še malo debatiramo, ampak v tej temi o tipu voda-voda, velja pa tudi na splošno za toplotne črpalke.

Torej, imamo vir vode pri 13°C (286 K) in ga na izmenjevalcu toplotne črpalke ohladimo na 9°C (282 K), kar pomeni deltaT 4 K.
Ker je še nekaj rezerve v temperaturi, sem razmišljal, da bi deltaT povečal na npr. 8 K, to pomeni izhodno temperaturo 5°C (278 K). Po moji logiki je energija, ki jo dobimo iz vira dvojna (E = m cp dT), ker se dT poveča za dvakrat, seveda pri enakem pretoku vira. Druga logika pa pravi, da bo povprečna temperatura izmenjevalca nižja. Prej je bila 284 K, pri večjem deltaT bo pa 282 K.

Torej, malo debate. Kako se bo to poznalo pri porabi toplotne črpalke? Energija, ki jo dobimo iz vira je dvakratna, povprečna temperatura izmenjevalca je pa nekaj nižja. Lahko pobiramo stave. Potem pa eksperiment...

[vili]

najbolša rešitev je TČ bo voda - voda, v potok, ki ti teče ob hiši, fukneš register in si zmagal, ali ga na dovolj velikem vrtu zakopleš pred bajto..., samo tam potem ne raste nič, haha...

[Žerjavar]

[quote="grega09"] imamo vir vode pri 13°C (286 K) in ga na izmenjevalcu toplotne črpalke ohladimo na 9°C (282 K) .... Kako se bo to poznalo pri porabi toplotne črpalke? /quote]
Ali je vir toplote neomejen (jezero, ne le lužica)?
Ali je voda kot vir toplote mirujoča (jezero) ali gibajoča (potok, reka)?
Ali je (izhodna) toplotna moč črpalke določena kot konstanta, in je debata le o porabi elektrike?
Ali je površina izmenjevalca v zunanji vodi določena, ali se jo določi kot najugodnejšo za porabo elektrike?

[brlek]

Glede na to, da je zadnje čase nekaj več debate tukaj o toplotnih črpalkah, lahko še malo debatiramo, ampak v tej temi o tipu voda-voda, velja pa tudi na splošno za toplotne črpalke.

Torej, imamo vir vode pri 13°C (286 K) in ga na izmenjevalcu toplotne črpalke ohladimo na 9°C (282 K), kar pomeni deltaT 4 K.
Ker je še nekaj rezerve v temperaturi, sem razmišljal, da bi deltaT povečal na npr. 8 K, to pomeni izhodno temperaturo 5°C (278 K). Po moji logiki je energija, ki jo dobimo iz vira dvojna (E = m cp dT), ker se dT poveča za dvakrat, seveda pri enakem pretoku vira. Druga logika pa pravi, da bo povprečna temperatura izmenjevalca nižja. Prej je bila 284 K, pri večjem deltaT bo pa 282 K.

Torej, malo debate. Kako se bo to poznalo pri porabi toplotne črpalke? Energija, ki jo dobimo iz vira je dvakratna, povprečna temperatura izmenjevalca je pa nekaj nižja. Lahko pobiramo stave. Potem pa eksperiment...

Pri enakem pretoku dosegati večji deltaT pri viru toplote, je mogoče edino s povečanjem površine za prestop toplote (povečati izmenjevalec). Vprašanje stroškov? So pa običajno toplotne črpalke voda-voda dimenzionirane za deltaT 5 K.[/b][/b]

[grega09]

Ali je vir toplote neomejen (jezero, ne le lužica)? Ali je voda kot vir toplote mirujoča (jezero) ali gibajoča (potok, reka)?

Vir toplote je neomejen. Vrtina s podtalnico, spremljam podatke že nekaj časa, še preden sem zagnal TČ. Vrtina za črpanje in (gledano tok talne vode) dolvodno ponikovalnica.

Ali je (izhodna) toplotna moč črpalke določena kot konstanta, in je debata le o porabi elektrike?

Toplotna moč TČ je konstantna 8 kW, ni inverterske tehnologije.

Ali je površina izmenjevalca v zunanji vodi določena, ali se jo določi kot najugodnejšo za porabo elektrike?

To je že vse narejeno, govorimo o dodatni optimizaciji...

Pri enakem pretoku dosegati večji deltaT pri viru toplote, je mogoče edino s povečanjem površine za prestop toplote (povečati izmenjevalec). Vprašanje stroškov? So pa običajno toplotne črpalke voda-voda dimenzionirane za deltaT 5 K.

Ne bo res. TČ ima sekundarni krog, kjer lahko nastavim tipala in s tem regulacijo obtočne črpalke v tem krogu na poljuben dT. Trenutno je dT 4K. Se pa strinjam, da bo treba pogledati, če bo izmenjevalec med podtalnico in sekundarnim krogom to prenesel, ker tega nismo upoštevali vnaprej. Lahko preizkusimo s počasnim dviganjem dT in gledamo kaj se dogaja...

[Žerjavar]

Predvidevam, da črpaš talno vodo, gre ob izmenjevalcu TČ in jo vračaš na isto globino dolvodno.
Razmišljam: Spreminjam lahko le pretok črpane talne vode z definirano temperaturo. Če povečamo pretok, se bo ta voda v izmenjevalcu manj ohladila, bo povprečna vhodna temperatura TČ nekaj višja, s tem bo COP nekaj višji, poraba elektrike malenkost manjša. Porabimo pa več elektrike za črpanje vode. Vprašanje skupne porabe elektrike je le z malenkostno razliko. Za detajlno analizo pa je potrebnih še kar precej podatkov, da se določi odvisnost povprečne temperature vhoda v TČ od moči motorja in odvisnost COP od vhodne temperature.

[brlek]

[/quote]
Ne bo res. TČ ima sekundarni krog, kjer lahko nastavim tipala in s tem regulacijo obtočne črpalke v tem krogu na poljuben dT. Trenutno je dT 4K. Se pa strinjam, da bo treba pogledati, če bo izmenjevalec med podtalnico in sekundarnim krogom to prenesel, ker tega nismo upoštevali vnaprej. Lahko preizkusimo s počasnim dviganjem dT in gledamo kaj se dogaja...[/quote]

Žal mi je ker nisem razumel vašega vprašanja: Govorite o toplotni črpalki voda-voda. Pri takšni TČ imamo jemanje toplote iz vode (vira toplote) in predajo toplote na hladilno sredstvo... Kakšen sekundarni krog? Potem to ni več toplotna črpalka voda-voda ampak npr. slanica-voda, pa dve črpalki pa dodaten izmenjevalec... Sprašujete o porabi energije. Predvsem razmislite malo, ali je smiselno dvakratno prestopanje toplote. Pa razmislite tudi malo o tem, da se nevarno približujete 273K, ko vam lahko primarna voda začne zmrzovati najmanj na stenah izmenjevalca. Predvidevam, da je sekundarni krog itak polnjen s slanico, ker bodo temperature pod 273K.

[grega09]

Bom jutri nakracal shemo z nekaj obrazložitvami, da bo malo bolj jasno, ker vidim da nekaj stvari nisem razložil dovolj točno. Zdaj se mi pa ne ljubi...

[vili]

gregor, majstore..., o TČ vem, da veš vse..., samo malo provociraš, ni pa nič narobe..., pri kom si delal VROČINO..., če si bil na fs lj..., morda žun...

[grega09]

Vili, nekaj vem. Vem pa tudi, da ne veliko. Pa nehati ne znam tečnariti, če je možno še kaj iz sistema ven potegniti. To so pa nova obzorja, pa objavim tu, da malo predebatiramo, če je kdo za. Če ne, pač ne, čačuja.
Delal sem pa termodinamiko pri Žunu, ja. Naj počiva v miru...

[grega09]

No, nekaj sem na hitro nakracal.

2021-12-09_10h23_17.png (714.26 KiB) Videno 8783 krat

Da še obrazložim nekaj stvari:
- Dva podatka sem navedel napačno:
Toplotna črpalka ima toplotno moč 6 kW, ne 8 kW. Ne vem zakaj sem napisal 8 kW, nekako sem imel v glavi to številko. Ima pa možnost dogrevanja s tremi stopnjami elektro grelcev 3, 6 ali 9 kW za pokrivanje hudih špic mraza. S tem, da 6 ali 9 kW sta bolj za rezervo v primeru, da crkne kompresor in smo lahko na toplem dokler ne pride servis. Plus kamin, pa je.
dT na sekundarnem krogu je nastavljen na 3 K in ne na 4 K, kot sem napisal.
- Toplotna črpalka je v osnovi mišljena kot zemlja - voda. Preko izmenjevalca jo lahko uporabljamo tudi kot voda- voda. Izgub se zavedam, prav tako stroška, sem jih sprejel ob investiciji. Dolgoročno raje sprejmem nekaj manjši izkoristek in manj problemov s TČ, kot v primeru, da bi v njen izmenjevalec direktno pripeljal podtalnico. TČ je tako na varnem ločena od podtalnice in dodatno ščitena proti kakšnemu zmrzovanju.
- Zaenkrat mislim, da smo kar daleč od kakšnega zmrzovanja. Izhodna voda na izmenjevalcu podtalnice ima cca. 11°C, na izhodu iz TČ pa 10°C, s tem, da je tam še primešan etanol.

Planirana letna poraba elektrike za ogrevanje 250 m2 bivalnih površin na 24°C in sanitarne vode je cca. 5000 kWh. Tu je upoštevana tudi potopna črpalka in vse obtočne črpalke. Pri teh cenah danes je to okrog 600€. Kaj bo pa v realnosti bomo pa kmalu videli...
Kot rečeno, če lahko z igranjem še kaj potegnemo ven iz sistema, potem super, če ne bom pa vseeno zadovoljen.

[Žerjavar]

Za minimalno porabo elektrike moraš seštevati moči: TČ (cop = dT segretja v TČ ), črpalke talne vode (dT ohladitve) in črpalka sek. kroga (dT ohladitve v primaru TČ). Imaš skupno el.moč kot funkcijo treh spremenljiv in iščeš minimum. Če boš delal s preizkušanjem, pa boš spreminjal moči obeh črpalk.

[vili]

ja, najda iztoku bog večni mir in pokoj...

[čiro1950]

Predpostavljam, da bi se radi greli s toplotno črpalko. Bolj ko vam uspe v kondezatorju ohladiti pline iz kompresorja, več toplote pridobite za ogrevanje in s tem izboljšate izkoristek TČ. To dosežete pri talnem gretju.
Če vam bo v izmenjevalniku uparjalnika padala temperatura vira toplote(podtalnice) zaradi majhnega pretoka podtalnice, boste imeli samo težave:
-potrebno bo povečati površino uparjalnika,
-ali pa se bo zmanjšal izkoristek TČ, ker bo podtalnica(vir toplote iz okolice) počasneje uparjala tekočo fazo hladilnega sredstva. Saj zato imate dodatne ohmske grelce v TČ za obdobja nizkih temperatur.

[grega09]

Ne bi se rad ogreval, ampak se. Dejstvo je, da bo izkoristek največji, če je temperaturna razlika med virom toplote in dvižnim vodom ogrevalnega sistema najnižja. To je osnova izkoristka TČ, toliko mi je teoretično jasno, zdaj se gremo tu bolj praktične finese.
Sem prebral odgovore, pa še vedno ne razumem ali pa nisem iz odgovorov razbral, zakaj se pri istem pretoku podtalnice ne pozna recimo 2x večji dT na sekundarnem krogu pri porabi TČ, kot to pričakujem jaz. Če vodo ohladim za dvojni dT, zakaj ni odvzeta energija iz vira dvojna?

Žerjavar: V nastavitve moči TČ ne morem posegati. Prav tako je potopna črpalka konstantne moči, lahko bi ji samo nastavljal pretok, pa še vedno se na moči ne bo veliko poznalo.
Ostane torej moč pretočne črpalke na sekundarnem krogu, ki jo pa nastavljamo posredno preko vrednosti dT. Črpalka potem sama regulira moč (obrate), da lovi nastavljen dT med iztokom in vtokom.