Att vara soleffektiv

[apersson850]

I ett idealiskt system går det åt lika mycket energi för att höja temperaturen på vatten 10°C, oavsett om det är från 20 till 30 eller från 80 till 90. Men då förlusterna i verkliga system är större, ju varmare det är, blir det effektivare att börja på en låg nivå.

Vatten som värms i en tank rör sig uppåt.

Med dessa två axiom framför sig, kan man dra en och annan slutsats om hur man ska värma vatten med solpaneler.

Om man värmer en tank i bottnen, genom att ha en solslinga där, kommer konvektionen snart att ordna till så att hela tanken har ungefär samma temperatur. Detta gäller även om det var en skiktad tank när man började. Rörelserna i vattnet, som uppvärmningen i bottnen ger, rör om i tanken och vimsar till skiktningen.

Om hela tanken är ungefär lika varm när man börjar, kommer den att värmas på samma sätt, dvs vara lika varm överallt. Någon grad varmare kan den bli i bottnen (!), men det rättar kvickt till sig, så snart solen inte skiner lika intensivt längre.

Vakuumrör kan bli ordentligt heta, så det spelar inte så stor roll hur varm tanken blir. Det ökar en hel del ändå, även om det alltså går bäst med kallt vatten att börja på.

Ska man värma en tank till bra varmvattentemperatur, med enbart solvärme, är det en klar fördel om det går att stoppa in värmen ganska högt upp i tanken först, tills toppen nått 60°C, eller så. Sedan kan man börja värma i bottnen på tanken. Efter ett tag kommer då rörelserna i vattnet att kyla ner toppen en bit. När det går under 50°C värmer man toppen igen, tills den kommit till 60°C igen. Så håller man på, tills solen går ner, eller tills vattnet blivit över 60°C i hela tanken. Sen kan man värma i bottnen hela tiden.

Detta blir alltså inte den effektivaste driften, men den ger bra varmvatten.

Det intressantaste är dock egentligen inte detta faktum, utan att det bara gäller under en ganska begränsad tid. Mitt på sommaren spelar det ingen roll var man värmer, för då är det lätt att hålla hela tanken så varm, att man kan duscha tills hela familjen liknar en samling russin.
På vintern spelar det heller ingen roll, för då räcker inte solen till i alla fall. Då ser dessutom radiatorreturen till att vattnet i bottnen på tankarna är kallt, åtminstone under 30°C. När man eldar ser laddpumpen till att stoppa in varmt vatten i toppen och trycka ner kallt vatten till botten. Alltså blir solvärmen så effektiv som möjligt, med det begränsade solsken som brukar finnas att tillgå.

Finessen med dubbla slingor/värmeväxlare, temperaturstyrning och ventiler har man alltså bara riktigt bra nytta av en stund under vår och höst, när man inte behöver värma huset, men solskenet ändå inte är kraftigt nog att värma hela tanken till en vettig temperatur.

Dessa reflexioner gör jag nu, efter nio månader med sol och ved (inte sol och vår).

[peoe]

Tja, vad skall man säga?
Tror att du är mycket nära sanningen i alla fall...

[Roli]

Stämmer bra med mina erfarenheter.

Du kan också få nytta av dubbla solslingor under sommaren, när det t.ex har varit dåligt med sol (en veckas regn). Då ger dubbla slingor fördelen att man snabbare får "användbart" varmvatten ur kranarna.

Min reglercentral sparar driftstiden för cirkulationspump och växelventilen och från dessa siffrorna kan man utläsa att ca 1/10 del av driftstiden så laddar den övre slingan resten går till den undre slingan. Dessa siffror bygger på två års solfångarsdrift. Så totalt är det inte så mycket som går till den övre slingan men det blir någon timme då och då för att se till så att det är tillräckligt hög temp i den övre delen av tanken, mest då vår och höst som Apersson850 skriver.

[André]

apersson de låter som dina ord kommer direkt från solenergiteknik..

Dom tycker ju att man ska ha en stor tank o ladda i botten för man får ju ut mer värme/vv ur 2m3 60° än en 500 l 90°

[apersson850]

Ja, jo, men det är ju "mög", som det heter på skånska, att ha en stor ljummen tank, jämfört med en liten varm, när man ska in i duschen.
Alltså är högsta effektivitet inte detsamma som varmt varmvatten.

För övrigt kan man ju tillägga, att vid de tillfällen, när jag eldat med ved, för att varmvattnet är för dåligt, men fortfarande inte gör av med någon värme i huset, då blir det ännu dummare. För att inte förstöra skiktningen i huvudtanken borde jag ladda högt upp, med ännu varmare vatten än vad det redan är där. Alltså en god bit över 80°C.
Laddar jag i botten blir hela tanken varmare, javisst, men i och med att cirkulationspumpen inte kör runt vattnet, eller för att shunten i princip stängt, kommer det inte in något kallt bottenvatten till tanken. Därför blir den en ganska bra uppvärmning där, och alltså konvektionsrörelser och därmed havererad skiktning i den tanken.

När solen gått ner rättar det till sig lite, genom att slavtankarna nu är varmare i toppen än vad huvudtanken är, men det gör inte så stor nytta ändå, eftersom huvudtanken är för varm i bottnen, för att det vattnet ska vilja rinna in under det varma vattnet i de andra tankarna. Därför sker ingen vidare omfördelning av värmen i alla fall.
Spännvidden i slavtankarna är nu helt enkelt större än i huvudtanken, vilket då gör att slavtankarna i stort sett inte gör någon nytta, mer än värmer källaren en aning. Det jag försöker förklara i ord är alltså att fysiskt sett står tankarna vid sidan om varandra, men termiskt sett är slavtankarna både över och under huvudtanken. Alltså vill vattnet varken rinna till eller från huvudtanken.

När man vedeldar fungerar soltillskottet bäst om det är tillräckligt kallt för att shuntventilen ska öppna, så att det blir lite vettig cirkulation i elementen. Då har jag full nytta av soltillskottet, i minskad vedförbrukning.

[freki]

Jag har funderat lite på det där med skiktningsproblematiken.

Jag har tänkt installera FTX-ventilation i det nya huset som ska byggas under våren. Värmen ska komma från ack-tank värmd av sol och el.

Skulle man inte kunna göra så att man tar t.ex. 2 st 300-literstankar, en till vv och en till värme och låter en motorventil (eller termoventil) styra till vilken tank värmen ska?

Man skulle mha en varvtalsstyrd pump se till att man alltid har t.ex. 60 grader från solfångarna till vv-tanken (som toppladdas) om man behöver vv, och sedan höja varvtalet för att producera grundvärme i "värme-tanken" och utnyttja solvärmen effektivare.

Om man kopplar en termoventil till värmetanken så den kan ladda på två olika höjder så borde man väl kunna få skaplig skiktning där och högt utnyttjande av solvärmen.

För att befrämja skiktningen i vv-tanken tänkte jag använda en tappvarmvattenautomat.

Man skulle också kunna ha två enkela kulventiler som kopplar ihop de två tankarna om sommaren när man vill ha gott om gratis vv, dvs värme-tanken får agera slavtank till vv-tanken.

Förvisso får man ha en elpatron i varje tank för att kunna vara säker på att ha varmvatten och värme även på vintern...

Vad tror ni om en sådan "dubbeltankskonstruktion"?

För- och nackdelar?

Alla synpunkter emottages tacksamt!

/Fredrik

[leifa.k]

Alltså blir solvärmen så effektiv som möjligt, med det begränsade solsken som brukar finnas att tillgå.

Finessen med dubbla slingor/värmeväxlare, temperaturstyrning och ventiler har man alltså bara riktigt bra nytta av en stund under vår och höst, när man inte behöver värma huset, men solskenet ändå inte är kraftigt nog att värma hela tanken till en vettig temperatur.

Dessa reflexioner gör jag nu, efter nio månader med sol och ved (inte sol och vår).

Mycket bra och utförligt.... men jag tycker att du förbiser en sak... du skriver att det är noga med det mesta men jag ser inget om isoleringens betydelse på många meter rör som går på tak och vindar och ev. kulvertar. Många påstår att livslängden är bortåt 25-30 år och då får man kanske byta cirkpump... vad blir livslängden då??? Jag tycker att det är dumt att isolera för tunt som många verkar göra med typ armaflex men jag har ingen aning om vad skillnaden till rejäl isolering blir. Man kan ju läsa lite här och se att isoleringens tjocklek har betydelse. http://www.paroc.se/Channels/se/Technic ... eating.asp. Har beställt 3 sektioner av sfinxen och uppgraderat till blå rör och tänker isolera rörena ordentligt!

[apersson850]

Det är klart att det har betydelse hur man isolerar.
Men nu är det så, att på sommaren räcker det till i alla fall, och på vintern är det förmodligen effektivare att låta vattnet svalna på väg ner genom huset, än att först skicka ner det i källaren, och sen upp igen till elementen.
Det lilla som kommer från solen då tror jag inte spelar någon större roll var det värmer. Det blir klart en annan sak om rören inte går där man vill ha värmen.

[leifa.k]

Jo de´klart... men i mitt påstående utgår jag ifrån mitt utgångsläge, och jag är nog inte alldeles själv. 2x800l. acktank i källare+ vedpanna, 8m.kulvert till garage, golvvärme (10m3 betong)och eller aerotemper+vvxlare till pool. Kommande solpaneler 3sekt. "blå" rör på garagetak. Det skall laddas med en termostat "bakvägen" till toppen på acktanken den varma årstiden, överskott till 40m3 pool som kräver nästan 50Kwh för 1 grads temphöjning, eller tvärtom, för vårat varmvattenbehov innebär en uppeldning varje 4/5 dygn. Den kalla årstiden tänkte jag att om man har eldat upp tankarna så är det ju dumt att köra lite svalare "solvatten" bakvägen till tankarna, så solpanelerna får istället under vinterhalvåret endast värma garaget, låg temp stort utbyte. Det är därför jag tycker att man skall isolera rörena bra eftersom man på vintern ska kunna ta tillvara på energin. I mitt fall -10gr. ute så har jag ju nytta av 30 gradigt från panelerna. För övrigt så tillhör jag den falangen som anser att alla rör skall vara ordentligt isolerade, så att inte spillvärme värmer upp källaren tex. Det har man ingen nytta av under sommarhalvåret. Du skriver "Men nu är det så, att på sommaren räcker det till i alla fall, och på vintern är det förmodligen effektivare att låta vattnet svalna på väg ner genom huset, än att först skicka ner det i källaren, och sen upp igen till elementen." Vad menar du med det? Vad kostar det att bygga ett styrsystem som tar hänsyn till det? Ditt påstående måste antyda höga framledningstemperaturer? Det lilla som kommer från solen då tror jag inte spelar någon större roll var det värmer, säger du , men i mitt fall betyder det att jag kanske slipper elda med ved under vinter`n till garagevärmen, eller att "vedvärmen" till garaget minskar dramatiskt!