SKIKTNING
Se även http://www.termoventiler.se/default.asp?webb_ID=170&webbsida_ID=27
När man värmer vatten i en välisolerad vattentank, genom att sakta stegvis föra över hetvatten (90+) till toppen av tanken och i motsvarande grad föra över kallvatten från tankens botten tillbaka till värmekällan. Uppstår skiktning av vattnet i tanken i olika temperaturzoner naturligt, eller enbart med speciella pumpar, ventiler eller andra makalösa manickar?
Om så, varför?
Om vi fortsätter processen ovan under en längre tid, kommer då inte allt vatten i tanken att uppnå samma temperatur som den har i värmekällan?
Om inte, varför?
Om allt vatten i tanken uppnår samma temperatur (90+) varför kan jag inte via en värmeväxlare utnyttja i tanken lagrade energin till exempel till en duch och ducha tills temperaturen i tanken sjunker till säg 40+?
Se även http://www.termoventiler.se/default.asp?webb_ID=170&webbsida_ID=27
Jag är väldigt tacksam för alla seriösa svar.
När man värmer vatten i en välisolerad vattentank, genom att sakta stegvis föra över hetvatten (90+) till toppen av tanken och i motsvarande grad föra över kallvatten från tankens botten tillbaka till värmekällan. Uppstår skiktning av vattnet i tanken i olika temperaturzoner naturligt, eller enbart med speciella pumpar, ventiler eller andra makalösa manickar?
Om så, varför?
Om vi fortsätter processen ovan under en längre tid, kommer då inte allt vatten i tanken att uppnå samma temperatur som den har i värmekällan?
Om inte, varför?
Om allt vatten i tanken uppnår samma temperatur (90+) varför kan jag inte via en värmeväxlare utnyttja i tanken lagrade energin till exempel till en duch och ducha tills temperaturen i tanken sjunker till säg 40+?
Se även http://www.termoventiler.se/default.asp?webb_ID=170&webbsida_ID=27
Jag är väldigt tacksam för alla seriösa svar.
Medlem
· Västra Götalands Län
· 460 inlägg
1. I läge uppvärmning av vatten så finns det ett skikt mellan varmt och kallt vatten som i sakta mak förflyttas nedåt allteftersom den uppvärmda volymen vatten blir större. Om vi tänker oss att hela tanken blir maximalt uppvärmd så kommer till slut hela tanken ha samma temperatur och man kommer inte att finna något skikt.
2. I läge tömning av uppvärmt vatten så kommer ju plötsligt kallt vatten tillbaka i botten av tanken och då får du ett skikt mellan kallt och varmt vatten som sakta rör sig uppåt allteftersom du förbrukar den uppvärmda volymen vatten.
3. Påfyllning och tömning bör ske på sådant sätt att skiktet inte bryts och detta är väl i första hand en flödesfråga så att man får "lagom" flöde precis som det står i termoventilers beskrivning
4. Värmeväxlarfrågan: Jo, det borde du väl. I detta sammanhang pratar man dock ofta om att om man har ett tillstånd då tanken blandar sig så har du i och för sig lika mycket energi lagrad i tanken (energin försvinner inte) men eftersom du har ett visst flöde mot elementen så kan du inte kompensera en lägre temperatur på vattnet med ett högre flöde eller annan åtgärd som skulle göra att värmeutbytet är konstant.
//Per
2. I läge tömning av uppvärmt vatten så kommer ju plötsligt kallt vatten tillbaka i botten av tanken och då får du ett skikt mellan kallt och varmt vatten som sakta rör sig uppåt allteftersom du förbrukar den uppvärmda volymen vatten.
3. Påfyllning och tömning bör ske på sådant sätt att skiktet inte bryts och detta är väl i första hand en flödesfråga så att man får "lagom" flöde precis som det står i termoventilers beskrivning
4. Värmeväxlarfrågan: Jo, det borde du väl. I detta sammanhang pratar man dock ofta om att om man har ett tillstånd då tanken blandar sig så har du i och för sig lika mycket energi lagrad i tanken (energin försvinner inte) men eftersom du har ett visst flöde mot elementen så kan du inte kompensera en lägre temperatur på vattnet med ett högre flöde eller annan åtgärd som skulle göra att värmeutbytet är konstant.
//Per
Siktning är en naturlig fenomen och driftkraften är att varm vatten väger mindre än kallvatten.
Man ska ha grova rördiameter mellan panna-tank för att självcirkulation ( och siktning) ska vara möjligt utan makalösa manickar och utan att pannan kokar. Det behövs dock en enkel 3-vägs shuntventil som man skötter manuelt för att skydda pannan från rostskador.
Har man har "underdimensionerade" rör och tvångcirkulerar vatten med en pump i stället för att utnyttja självcirkulation så kan siktningen rubbas om vatten pumpas runt för snabbt. Det blir som att vispa upp ett ägg
.
Ja, tanken laddas upp till samma temperatur som pannan håller. Om det inte sker så har kanske bränslet tagit slut innan tanken blev fulladat eller finns det en annan hinder på vägen mellan panna-tank som stoppar fram- eller returvatten ( luft i systemmet, en termoventil som fastnat i ett lägge :-/).
Jag ser ingen problem med att duscha tills temperaturen sjunker till 40 gradet i toppen av tanken. I tankens botten blir det så klart lägre temp (på grund av siktning) för att du kyler tankens 90-gradig vatten med ca 15 gradig kommunalvatten i värmeväxlaren.
Den 90-gradiga blir kylld och går tillbaka till tanken och hamnar i tankens kallare zon.
nu ska jag titta på termoventiler ....
gaia
Man ska ha grova rördiameter mellan panna-tank för att självcirkulation ( och siktning) ska vara möjligt utan makalösa manickar och utan att pannan kokar. Det behövs dock en enkel 3-vägs shuntventil som man skötter manuelt för att skydda pannan från rostskador.
Har man har "underdimensionerade" rör och tvångcirkulerar vatten med en pump i stället för att utnyttja självcirkulation så kan siktningen rubbas om vatten pumpas runt för snabbt. Det blir som att vispa upp ett ägg
. Ja, tanken laddas upp till samma temperatur som pannan håller. Om det inte sker så har kanske bränslet tagit slut innan tanken blev fulladat eller finns det en annan hinder på vägen mellan panna-tank som stoppar fram- eller returvatten ( luft i systemmet, en termoventil som fastnat i ett lägge :-/).
Jag ser ingen problem med att duscha tills temperaturen sjunker till 40 gradet i toppen av tanken. I tankens botten blir det så klart lägre temp (på grund av siktning) för att du kyler tankens 90-gradig vatten med ca 15 gradig kommunalvatten i värmeväxlaren.
Den 90-gradiga blir kylld och går tillbaka till tanken och hamnar i tankens kallare zon.
nu ska jag titta på termoventiler ....
gaia
Medlem
· Västra Götalands Län
· 460 inlägg
Jag satt just och försökte förklara skiktning för min 9-åriga dotter och då kom jag att tänka på det gaia sade om naturligt fenomen: när man är ute på sommaren och simmar i sjön och får för sig att dyka ner en bit kan man känna när man bryter igenom ett skikt, det blir plötsligt mycket kallare. Skarpa skikt mellan olika vattentemperaturer finns således inte bara i ackumulatortanken utan också ute på böljan den blå!gaia skrev:
//Per
Kan man med andra medel, påverka skiktningen? Genom att ändra vätskans kemiska sammasättning som dess osmotiska tryck, eller tillsätta glykol?gaia skrev:Mycket bra exempel
gaia
Jag måste av säkerhetsskäl vintertid ha radiatorvatten blandat med glykol, och därför av kostnadsskäl en sluten slinga/värmeväxlare i tanken för radiatorerna. Vattnet i tanken rör sig därför i huvudsak under laddning, då det betyder mindre då tanken normalt laddas full.
Vid allt värmeuttag blir det endast de vattenrörelser som orsakar av vattnets avkylning av de båda värmeväxlarna för radiatorer och varmvatten som finns i tanken.
Fråga: Kan skiktning bara uppstå genom tillförsel av kallt vatten i botten och inte i mitt fall genom (vad jag hoppas intelligent!) avkylning i ett slutet system med dessa tre system av (två för avkylning, en för soluppvärmning) helt slutna slingor?
Vid allt värmeuttag blir det endast de vattenrörelser som orsakar av vattnets avkylning av de båda värmeväxlarna för radiatorer och varmvatten som finns i tanken.
Fråga: Kan skiktning bara uppstå genom tillförsel av kallt vatten i botten och inte i mitt fall genom (vad jag hoppas intelligent!) avkylning i ett slutet system med dessa tre system av (två för avkylning, en för soluppvärmning) helt slutna slingor?
Jo, du kan duscha så länge du tanken är över önskad temperatur, (men tänk på att en slingvvx ofta behöver 5-10°C högre temp i tanken än vad som fås ur slingan pga verkningsgrad mm).Jungman skrev:
Men har du skiktning så kan du duscha längre, efter som det kommer vara över 40°C i toppen ända tills skiktet med kall vatten når toppen. då är (nästan) hela tanken kanske 25°C
Skiktning handlar om att utnyttja ackumulatorvolymen så mycket som möjligt genom att öka delta T (skillnaden mellan varm och kall tank)
Skiktning är ju som alla sägen ett naturligt fenomen, och man bör inte försöka utmana naturlagarna. För kör du in kallt vatten i en toppmonterad vvslinga så kyls ju omkringliggande vatten i tanken. När vattnet blir kallare blir det tyngre och vill då sjunka ner i tanken. denna rörelse skapar då en rotation i tanken som gör att skiktet försvinner pga omblandningen.
Det är just den där omblandningen, som termiska effekter runt värmeväxlande rör ger upphov till, som kan vimsa till skiktningen.
För att bevara så mycket skiktning som möjligt, när man har varmvattenslinga, skulle den förmodligen börja längst ner i tanken, där det kommunala vattnet stoppas in (mitt är bara 5°C, ungefär), och sen gå i spiral hela vägen upp till tankens topp. Då är det så lite skillnad som möjligt mellan vattentemperaturerna i slinga och tank vid så många platser längs slingan som möjligt. Ju större differens, desto större virvelbildning runt slingan.
Nu är virvlarna inte bara av ondo, förstås. Hade det inte funnits någon termiskt inducerad rörelse i vattnet utanför slingan, hade den snart tappat i effekt fullständigt. Det kalla vattnet hade kylt av vattnet utanför slingan, tills jämvikt uppstått. Nu "ramlar" det nedkylda vattnet ner, och ersätts av varmare vatten, som kommer in från höger, så att processen kan pågå ett bra tag, innan det blir knottrigt skinn på den som duschar.
Tack vare den termiska ventilen, som blandar lagom med varmt vatten från pannan och kallt från tanken, kör in detta i pannan igen och bara skickar det heta överskottet till tankarna, som dessutom är parallellkopplade, så att flödet delar sig på tre tankar, har jag en utmärkt skiktning, pumpningen till trots.
Det enda som slår sönder skiktningen i min anläggning är när solen värmer i bottenslingan. Då kommer ju det varma vattnet in där tanken är som kallast, med stor termisk omvispning som följd. Resultatet blir att det är lite varmare i tankens botten än i toppen (!), när solen tackar för sig och går ner på kvällen. Det rättar kvickt till sig sen, förstås.
Nu gör det ingenting, för det mesta, då solen vanligtvis ser till att det är mer än "värmepumpsvarmt" (55°C) i hela tanken. Varmvattenbelastningen ger sen en viss skiktning, när kallt vatten går in i den nedre slingan, förvärms och sen passerar den övre slingan.
För att bevara så mycket skiktning som möjligt, när man har varmvattenslinga, skulle den förmodligen börja längst ner i tanken, där det kommunala vattnet stoppas in (mitt är bara 5°C, ungefär), och sen gå i spiral hela vägen upp till tankens topp. Då är det så lite skillnad som möjligt mellan vattentemperaturerna i slinga och tank vid så många platser längs slingan som möjligt. Ju större differens, desto större virvelbildning runt slingan.
Nu är virvlarna inte bara av ondo, förstås. Hade det inte funnits någon termiskt inducerad rörelse i vattnet utanför slingan, hade den snart tappat i effekt fullständigt. Det kalla vattnet hade kylt av vattnet utanför slingan, tills jämvikt uppstått. Nu "ramlar" det nedkylda vattnet ner, och ersätts av varmare vatten, som kommer in från höger, så att processen kan pågå ett bra tag, innan det blir knottrigt skinn på den som duschar.
Tack vare den termiska ventilen, som blandar lagom med varmt vatten från pannan och kallt från tanken, kör in detta i pannan igen och bara skickar det heta överskottet till tankarna, som dessutom är parallellkopplade, så att flödet delar sig på tre tankar, har jag en utmärkt skiktning, pumpningen till trots.
Det enda som slår sönder skiktningen i min anläggning är när solen värmer i bottenslingan. Då kommer ju det varma vattnet in där tanken är som kallast, med stor termisk omvispning som följd. Resultatet blir att det är lite varmare i tankens botten än i toppen (!), när solen tackar för sig och går ner på kvällen. Det rättar kvickt till sig sen, förstås.
Nu gör det ingenting, för det mesta, då solen vanligtvis ser till att det är mer än "värmepumpsvarmt" (55°C) i hela tanken. Varmvattenbelastningen ger sen en viss skiktning, när kallt vatten går in i den nedre slingan, förvärms och sen passerar den övre slingan.
Om jag förstår detta rätt, så är alltså den bästa värmeväxlaren i ackumulatortankar ur skiktningssynpunkt inte spiraler, utan flata värmeväxlare, t ex en rad täta raka kopparrör (hoplödda med 180 [sup]o[/sup]-böjar för min radiatorslinga). Min tänkta radiatorväxlare på 40 m 22 mm Cu-rör (=24 st rör längd 1,67 m/st bör sitta (intelligent utplacerade) parallellt och nära den 1½ meter höga väggsidan för att kunna skapa och utnyttja en kallraseffekt, så att det varmare vattnet sugs in upptill.
Att koppla ihop (nedre delar av) radiatorslingan med solvärmeslingan, som verkar i motsatt riktning med annan belastningstyp och säsong, skulle då kunna förbättra skiktning (och verkningsgrad?) sommartid och vintertid (vid extremt värmeuttag) koppla in även solvärmesklingan som radiatorvärmeväxlare. Teoretiskt går ju bara processerna var för sig bara i motsatt riktning. Intressant
Att koppla ihop (nedre delar av) radiatorslingan med solvärmeslingan, som verkar i motsatt riktning med annan belastningstyp och säsong, skulle då kunna förbättra skiktning (och verkningsgrad?) sommartid och vintertid (vid extremt värmeuttag) koppla in även solvärmesklingan som radiatorvärmeväxlare. Teoretiskt går ju bara processerna var för sig bara i motsatt riktning. Intressant
Den bästa värmeväxlaren sitter utanför tanken
Då får man inte någon omrörning alls i tanken.
Exempel
http://www.baxi.se/visa_produkt.asp?produktid=25
Man tar varmt vatten längst upp i tanken och kör in det avkylda vattnet i botten på tanken.
Då får man inte någon omrörning alls i tanken.
Exempel
http://www.baxi.se/visa_produkt.asp?produktid=25
Man tar varmt vatten längst upp i tanken och kör in det avkylda vattnet i botten på tanken.
Fogarbo skrev:Om jag förstår detta rätt, så är alltså den bästa värmeväxlaren i ackumulatortankar ur skiktningssynpunkt inte spiraler, utan flata värmeväxlare, t ex en rad täta raka kopparrör (hoplödda med 180 [sup]o[/sup]-böjar för min radiatorslinga). Min tänkta radiatorväxlare på 40 m 22 mm Cu-rör (=24 st rör längd 1,67 m/st bör sitta (intelligent utplacerade) parallellt och nära den 1½ meter höga väggsidan för att kunna skapa och utnyttja en kallraseffekt, så att det varmare vattnet sugs in upptill.
Att koppla ihop (nedre delar av) radiatorslingan med solvärmeslingan, som verkar i motsatt riktning med annan belastningstyp och säsong, skulle då kunna förbättra skiktning (och verkningsgrad?) sommartid och vintertid (vid extremt värmeuttag) koppla in även solvärmesklingan som radiatorvärmeväxlare. Teoretiskt går ju bara processerna var för sig bara i motsatt riktning. Intressant
180° böjar ??, om du menar att vattnet ska gå upp först sen ner osv genom alla rör så är det inte bra för skiktningen.för bra skiktning så ska vattnet sakta röra sig uppåt i tanken medan det värms , (i ditt fall ska rören parallellkopplas), därför tror jag att spiralformen är den bästa/enklaste vid beredning inuti tanken.
Samma för solvärmen, om man har en stor tank bör man kunna ladda solvärme i toppen om man ska få vv relativ snabbt när solen skiner. och även kunna ladda in i mitten vid lägre temp från solen
lite som dessa bilder
http://www.lesol.se/Default.asp?p=104
Jag tänkte mig rören liggande exakt horisontellt utmed en vägg för att inte självcirkulationen ska förloras, men kallras ändå ska uppstå (hoppas jag)Den tank jag tänker mig har bottenmått 1,8 x 2,4 m och rymmer ca 5 m[sup]3[/sup]. Parallelkoppling blir då tveksam tycker jag (men jag är ingen expert alls på detta). Sedan ska jag kunna utifrån koppla ihop dessa liggande rör (solvärme, radiatorer) på optimalt sätt för rådande belastning sommar-vinter. Lösningen ger handlingsfrihet, om man delar upp mina 40? m radiatorrör och 10 - 15 m? solslinga på kanske fem separata hopkopplingsbara slingor i höjdled. Samtliga innehåller ju glykol, så de kan styras med ventiler efter önskemål
Men utanför tanken liggande värmeväxlare tilltalar mig också. Problemet är ju att returvattnet ska vara KALLT, innan det kommer in i botten av tanken, medan radiatorerna kräver kontinuerlig cirkulation. Baxi VXB värmeväxlare kostar ju storleksordning 10 000 kr, så den får nog tillhöra vad jag skulle vilja ha, men min kalkyl inte tillåter.
Men utanför tanken liggande värmeväxlare tilltalar mig också. Problemet är ju att returvattnet ska vara KALLT, innan det kommer in i botten av tanken, medan radiatorerna kräver kontinuerlig cirkulation. Baxi VXB värmeväxlare kostar ju storleksordning 10 000 kr, så den får nog tillhöra vad jag skulle vilja ha, men min kalkyl inte tillåter.