Kirjoittaja Aihe: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?  (Luettu 6576 kertaa)

Poissa Scroll

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 164
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #45 : 12.04.17 - klo:16:05 »
Eikö tästä voi päätellä, että lämpöpumppu ja lähinnä höyrystin on se mikä kehittää Dt:n

"Kehittää dT"?

Terminologiasi on kyllä minulla ainakin outo. Käsite dT liittyy lämmönsiirtimiin, ainakin minulla se koplautuu niihin. Höyrystin on lämmönsiirrin mutta niin on porareikäkin (bore hole heat exchanger sanoo englantilainen, eikös ole täsmällistä?) Me suomalaiset vain olemme kielessämme niin ympäripyöreitä, että eipä porareikälämmönsiirtimestä puhu muut kuin  alan tutkijat.

Jokatapauksessa, siellä porareijässäkin on lämmönsiirrin - ja sillä on dT. (Muuten se ei ole lämmönsiirrin)

Poissa kotte

  • Lämpöpumppuaktiivinen
  • *****
  • Viestejä: 5955
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #46 : 12.04.17 - klo:17:39 »
"Kehittää dT"?

Terminologiasi on kyllä minulla ainakin outo. Käsite dT liittyy lämmönsiirtimiin, ainakin minulla se koplautuu niihin. Höyrystin on lämmönsiirrin mutta niin on porareikäkin (bore hole heat exchanger sanoo englantilainen, eikös ole täsmällistä?) Me suomalaiset vain olemme kielessämme niin ympäripyöreitä, että eipä porareikälämmönsiirtimestä puhu muut kuin  alan tutkijat.

Jokatapauksessa, siellä porareijässäkin on lämmönsiirrin - ja sillä on dT. (Muuten se ei ole lämmönsiirrin)
Jos kompressori ja höyrystin eivät kerran "kehitä dT":tä, niin dT pysyy nollana ihan riippumatta kaivon tms. lämmönlähteen ominaisuuksista. Toisekseen, sen jälkeen, kun tilanne on stabiloitunut, vain lämpöpumpun siirtämä lämpöteho ja keruunesteen virtaama vaikuttavat siihen, mikä dT lopulta on.

Totta toki on, että jos kaivo tms. luovuttaa lämpöä heikosti, keruunesteen lämpötila laskee (verrattuna tilanteeseen, jossa lämpö siirtyy paremmin, siis kun lähestytään stabiilia tilannetta) ja sen seurauksena COP heikkenee ja lämpöpumpun kyky siirtää lämpötehoa heikkenee.
« Viimeksi muokattu: 12.04.17 - klo:17:52 kirjoittanut janti »
Erillistalo pääkaupunkiseutu, 140m2+30m2 (varasto/autotalli, puolilämpimänä). Kaukolämmitys + ILP (jäähdytys/lämmöntalteenotto) + "pieni MLP" (itserakennettu, lämmönsiirto/lämmöntalteenotto) + split jäähdytin ym. ym.

Poissa Scroll

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 164
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #47 : 12.04.17 - klo:19:20 »
Jos kompressori ja höyrystin eivät kerran "kehitä dT":tä, niin dT pysyy nollana ihan riippumatta kaivon tms. lämmönlähteen ominaisuuksista. Toisekseen, sen jälkeen, kun tilanne on stabiloitunut, vain lämpöpumpun siirtämä lämpöteho ja keruunesteen virtaama vaikuttavat siihen, mikä dT lopulta on.


No, kompressorihan se sen tarpeellisen dT:n saa aikaiseksi, joten jos pitää puhua "dT:n kehittämisestä" niin se on sitten kompura, ei höyrystin.

Höyrystin on pelkkä lämmönsiirrin, jossa tuon dT:n avulla saadaan aikaiseksi sitä lämmön siirtymistä.

Poissa Seppaant

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 191
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #48 : 13.04.17 - klo:21:55 »
Lainaus
Lainaus käyttäjältä: Seppaant - 10.04.17 - klo:19:28

Oletetaan että virtaus on 0,60 l/s ja putki on 40x2,4 mm
Tällöin on 1x300m putkilenkissä painehäviö 64 kPa
Jos kahdessa rinnankytketyssä 150m putkilenkissä on sama kokonaisvirtaus (0,60 l/s) on tällöin kokonaisvirtausvastus 8 kPa.


"Scroll"
Lienee väärin laskettu. Laitatko kaavat ja laskut esiin, niin tuloksiisi voidaan ottaa jotain kantaakin.
Oliko väärin laskettu? Vastausta odotellen.

Poissa Scroll

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 164
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #49 : 13.04.17 - klo:22:56 »
Oliko väärin laskettu? Vastausta odotellen.

Sori, en ole paljon kerinnyt katsomaan. 140% liikaa töitä. Näytti olevan joku taulukkolaskenta-arkki? Ehkä helpompi lukea kaavojas, jos postaat arkin?

Poissa Seppaant

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 191
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #50 : 14.04.17 - klo:20:50 »
Lainaus
Sori, en ole paljon kerinnyt katsomaan. 140% liikaa töitä. Näytti olevan joku taulukkolaskenta-arkki? Ehkä helpompi lukea kaavojas, jos postaat arkin?

Viis näistä minun laskentakaavoista,
laske omilla menetelmilläsi niin sitten verrataan tuloksia

Poissa Scroll

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 164
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #51 : 15.04.17 - klo:15:44 »
Viis näistä minun laskentakaavoista,
laske omilla menetelmilläsi niin sitten verrataan tuloksia

Voidaan vertailla, mutta josko nyt ensin sovitaan noista nesteen ominaisuuksista niin on jotain järkeäkin vertailussa. Mitä olet käyttänyt:

- putken karheuden arvona
- nesteen viskositeettina (dyn/kin ja yksikkö)
- ominaislämpökapasiteettina ja keskimääräisenä lämpötilana?

Tietysti jos osaat selväjärkisenä kertoa mitä virtausopin kaavaa olet käyttänyt painehäviön laskentaan niin sitten.

Miksei muuten syvemmän kaivon tapauksessa virtaus yhtään vähene sinun esimerkissäsi? Eikö siellä syvemmällä ollutkaan lämpimämpää eli turhaan kairattiin?

Poissa Seppaant

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 191
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #52 : 17.04.17 - klo:20:21 »
Tässä on tehtävän asettelu

Lainaus
Oletetaan että virtaus on 0,60 l/s ja putki on 40x2,4 mm
Tällöin on 1x300m putkilenkissä painehäviö 64 kPa
Jos kahdessa rinnankytketyssä 150m putkilenkissä on sama kokonaisvirtaus (0,60 l/s) on tällöin kokonaisvirtausvastus 8 kPa.

Käyttämäni laskukaavat löytyvät viestistä No 42
Nesteen tekniset arvot löytyvät viestistä No 43

Mutta laske omilla laskentakaavoilla ja nesteen teknisillä arvoilla.

Lämpötila 2,0C
Karheus 0.01 mm

Poissa Scroll

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 164
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #53 : 17.04.17 - klo:21:20 »

Mutta laske omilla laskentakaavoilla ja nesteen teknisillä arvoilla.

Lämpötila 2,0C
Karheus 0.01 mm

Sori, siellä olikin viesti lisää kaavaviestin jälkeesi, jossa oli tosiaan viskositeetit.

En muuten laske "omilla nesteen teknisillä arvoilla". Ne nyt pidetään samoina, mitä järkeä niitä olisi vatuloida? (Vaikka tiedän toki, että niistäkin voidaan diskuteerata, mutta otetaan se omana aiheenaan sit)

Aika sileällä putkella vetelet, mutta hyvä niin. Eipä ainakaan ole liian karhea.

Uudistan kuitenkin tämän kysymyksen: Miksi se virtaama ei vähene 300 metrin kaivon tapauksessa? Sehän porattiin sillä idealla, että sieltä saa enempi deltaa. Jos se lähtöidea ei toteudu, ei näissä laskuharjoituksissa ole mitään järkeä. Tottakait silloin kannattaa pilkkoa putkea. Itseasiassa miksi rajoittua pätkimään vain 2 x 150m? Miksei 4 x 75 m? jne. Jos kerran kaivon syvyydellä ei ole merkitystä tuottokykyyn.

Poissa Seppaant

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 191
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #54 : 19.04.17 - klo:19:14 »
Lainaus
Scroll
Uudistan kuitenkin tämän kysymyksen: Miksi se virtaama ei vähene 300 metrin kaivon tapauksessa? Sehän porattiin sillä idealla, että sieltä saa enempi deltaa. Jos se lähtöidea ei toteudu, ei näissä laskuharjoituksissa ole mitään järkeä. Tottakait silloin kannattaa pilkkoa putkea. Itseasiassa miksi rajoittua pätkimään vain 2 x 150m? Miksei 4 x 75 m? jne. Jos kerran kaivon syvyydellä ei ole merkitystä tuottokykyyn.
Tietysti virtaus pienenee, jos samalla pumpulla pumpataan yhteen 300 m lenkkiin tai kahteen rinnankytkettyyn 150 m lenkkiin.
Ja kun virtaus pienenee kasvaa Dt.

Mutta tämä oli se alkuperäinen tehtävänasettelu, missä juuri oletetaan että kummassakin tapauksessa on sama tilavuusvirtaus.
Lainaus
Scroll
Sitäpaitsi viimekädessä lämmöksihän ne painehäviöt siellä kaivossakin muuttuvat eli tulevat kumminkin hyödyksi. Sinänsä ei pitäisi olla virtausteknisesti juuri eroa siinä, onko putkilenkki 1x300m vaiko 2x150 m. Jos molemmissa tapauksissa on sama hydraulinen halkaisija putkessa ja tilavuusvirta, niin eipä se painehäviö suorassa putkistossa pienemmäksi sillä tule että sitä pätkii pienempiin osiin. Painehäviö syntyy per putkimetri (pätkityssä putkistossa tulee itseasiassa enemmän käännöksiä putkistoon eli periaatteessa enemmän vastusta)
ATS
Oletetaan että virtaus on 0,60 l/s ja putki on 40x2,4 mm
Tällöin on 1x300m putkilenkissä painehäviö 64 kPa
Jos kahdessa rinnankytketyssä 150m putkilenkissä on sama kokonaisvirtaus (0,60 l/s) on tällöin kokonaisvirtausvastus 8 kPa.

« Viimeksi muokattu: 19.04.17 - klo:19:30 kirjoittanut Espejot »

Poissa Scroll

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 164
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #55 : 19.04.17 - klo:19:36 »
Mutta tämä oli se alkuperäinen tehtävänasettelu, missä juuri oletetaan että kummassakin tapauksessa on sama tilavuusvirtaus.

Eli syvemmästä kaivosta otettaisiin enemmän tehoa? Miksi? Mihin se lisäteho "hukataan"?

Minusta tehtävänasettelut pitää tehdä järkeviksi. Eihän tässä tehoa huvin vuoksi sieltä maasta revitä vaan se menee johonkin tarpeeseen - ja se tarve on rajallinen.

Poissa Seppaant

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 191
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #56 : 19.04.17 - klo:22:34 »
Lainaus
Eli syvemmästä kaivosta otettaisiin enemmän tehoa? Miksi? Mihin se lisäteho "hukataan"?
Lyhentyneeseen käyntiaikaan

Poissa Scroll

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 164
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #57 : 19.04.17 - klo:22:36 »
Lyhentyneeseen käyntiaikaan

No sellaiseen ei ole tarvetta, pikemminkin päinvastoin. Lasken sitten omalla tavallani, järkevästi.

Poissa Seppaant

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 191
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #58 : 21.04.17 - klo:12:23 »
Kahden matalan rinnankytketyn kaivon ja yhden syvän kaivon eron vaikutus lämpöpumpun suoritusarvoihin

Lähtötilanne:
-   Keruuputki 40x2,7 mm, sileäseinäinen
Keruuneste
-   28 p-% etanoli-vesi seos
-   c = 4,077 kJ/l (Åke Melinder)

A) Kaksi 150 m kaivoa rinnankytkettyinä
Lämpöpumppu
-   Antoteho 10,000 kW
-   Ottoteho 2,667 kW
-   Kaivoteho 7,333 kW
-   COP 3,750
-   Keruu Dt 3,000 C
-   Keruun keskimääräinen lämpötila 2,0C
-   Keruun virtaus 0,600 l/s
-   Keruuputkiston virtausvastus 15,4 kPa

 B) Yksi 300 m kaivo
Oletetaan, että keruunesteen lämpötila on suoraan verrannollinen kaivon keskilämpötilaan. Eli, jos kaivon keskilämpötila nousee yhden asteen, nousee keruunesteen lämpötila myös yhden asteen.
GTK:n mittauksiin perustuen laskin että keskilämpötilojen ero 150 m ja 300 m kaivojen välillä on 0,7 C.

Mitä tapahtuu kun virtaus pysyy samana ja keruuneste lämpiää ?
-   COP kasvaa 3%/1C (Esko Kaappola)
-   0,7C -> COP kasvaa 2,1%,  3,750*1,021 = 3,829
-   Höyrystimen paine nousee -> Pienemmästä paine-erosta johtuen kompressorin ottoteho laskee.
-   Höyrystin höyrystää enemmän kylmäainetta -> kasvaneesta virtauksesta johtuen kompressorin ottoteho kasvaa.
     - Oletetaan että nämä kumoavat toisensa ja ottoteho pysyy samana.
-   Tästä seuraa se että parantuneesta COP:sta ja vakiona pysyneestä ottotehosta johtuen antoteho kasvaa.

Voidaan laskea että:
-   Antoteho 10,213 kW
-   Ottoteho 2,667 kW
-   Kaivoteho 7,546 kW
-   COP 3,829
-   Keruu Dt 3,086 C
-   Keruun keskimääräinen lämpötila 2,042C
-   Keruun virtaus 0,600 l/s
-   Keruuputkiston virtausvastus 127,7 kPa

Keruupumpun tehontarve keruupiirin osalta
-   Nesteen siirtämiseen tarvittava teho ja keruupumpun ottoteho, esim Magna3 hyötysuhde 45%
-     15,4 kPa ; 0,6 l/s -> 9,24 W/0,45 = 20,5 W
-     127,7 kPa ; 0,6 l/s ->76,6 W/0,45 = 170,2 W

Yhteenveto
-   Lämpöpumpun teho kasvaa 213 W
-   Keruupumpun ottoteho kasvaa 150 W
       - Kokonaisantoteho kasvaa 63 W
-   Keruun Dt kasvaa 0,086 C

Poissa Seppaant

  • Aktiivinen keskustelija
  • ***
  • Viestejä: 191
Vs: Mikä ero on alimitoitetulla ja osatehoisella?
« Vastaus #59 : 23.04.17 - klo:16:33 »
Jatketaanpa vielä yllä olevaa laskelmaa.

Yllättävän pieni vaikutus antotehoon on yhdellä syvällä kaivolla verrattuna kahteen matalaan rinnankytkettyyn kaivoon.
Tämäkin hyöty menetetään lähes kokonaan lisääntyneeseen keruupumpun ottotehoon.
45 mm keruuputkella on virtausvastus 70 kPa
50 mm keruuputkella on virtausvastus 39 kPa
Joten kannattaa käyttää 50 mm putkea

50 mm putkella on keruupumpun teho 52 W
Joten kokonaishyöty antotehossa on 181 W
33% vuotuisella käyttöasteella saadaan 523 kWh lisää antotehoa vuodessa.
Jos kohteen energiankulutus ei muutu näkyy tämä vähentyneenä ottoenergiana.
COP:lla 3,83 vähenee ostoenergia 137 kWh ja rahana 18€ vuodessa.

Paljonko on paljon?