3,275    30    6  

Lagring av overskuddsvarme i jord

 3,587     1
Har noen erfaring med lagring av sommervarme i grunnen? Kan man hente tilbake tilstrekkelig stor andel av den til at det er bryet verd? Jeg er i ferd med å planlegge ny energiløsning, og vil ikke kaste bort penger på verdiløse tiltak!

Jeg tenker å la solvarmen utover våren ta en VV-tank opp til ønsket temperatur, som 1.pri sluk. Når dette behovet er dekket, går resten av varmen, via en varmevekler, ned i den jordkretsen VPen bruker vinterstid, for å heve temperaturen i grunnen. Jordkretsen ligger en drøy meter under plen-nivå. Det betyr også at tur-temperatur til solfangerne blir ganske lav, slik at de fanger mer varme enn da VV-berederen var sluk.

Jeg vil også bygge en stor vanntank, røfft regnet 1200 kWt kapasitet, som er VPens alternative (eller egentlig: første) kilde. Fra sensommeren vil den være sluk for solfangerne. Hvis jeg kobler solfangerne over fra jordkretsen til vanntanken på et ideelt tidspunkt, når tanken sin maks-temperatur akkurat når solvarmen blir for svak til å ta den høyere Smile

Så spørsmålet er før jeg kobler over til vanntanen: Har det noen reell hensikt, energimessig? Eller betyr det jeg kan lagre i jorda så lite at det ikke er verd en varmeveksler (og å holde sirkulasjons-pumpene for jordkretsen i gang gjennom sommeren)?

Jeg ser flere diskusjoner her i retning av 'Hva skal vi gjøre med sommervarmen når vi ikke har bruk for den - bilr solfangerne overopphetet?' Å sende varmen ned i jorda burde jo "løse det problemet". Et det eneste verdien det har? I så fall: Er det den eneste verdien det har - ingen energimessig gevinst? Har varmen jeg pumpet ned i juli og august forsvunnet over alle hauger når jeg trenger den i desember og januar?

   #1
 678     Bergen     0
På dlsc.ca beskriver de energilaging i bakken. De har et varmelager som er 35 m i diameter, 35 m dypt og med 144 brønner som fyller og tapper dette lageret som er kaldest ytterst og varmere mot midten. De kan nyttig gjøre seg varme ned mot 30 grader og har et tap på omtrent 50 %. Dette er da et mye bedre anlegg enn man kan lage for en bolig men samtidig fører den høye temperaturen til stort varmetap.

På den annen side har jeg lest at jordvarme kollektorer kan føre til permanent frost og at kombinasjonen med solfangere gjør at de fungerer mye bedre.

En jordvarmekollektor henter varme fra omgivelsene og varmeledningen i jorda er betydlig bedre om man unngår frost. Jeg tror hovedeffekten du vil oppnå med å kombinerer solfanger og jordvarmesløyfe er at du avlaster jordkretsen på høst og vinter og dermed reduserer frost i grunnen rundt kollektorrør som vil bedre varmetransporten i grunnen inn til rørene. På senvinter og vår vil kombinasjonen føre til både redusert uttak samt tilføring av varme som tiner eventuell frost.

Ser man bort fra skillet mellom frost/ikke frost tror jeg tilbakehenting av varme vil være mulig på times skala og kanskje et døgn eller to men ikke som sessonglagring.

Utfra dette synes jeg ideen om det store varmelageret høres bra ut og er som deg usikker på om det er noe videre å hente ved å sende varme ned i grunnen. Hvor stort volum er forresten vanntanken?

Jeg antar at jorda i utgangspunktet er fuktig og at det ikke er noen bevegelse i vannet?

Dette er synsing og hverken erfart eller beregnet fra min side..
Signatur
   #2
 2,326     Trondheim     2
Hei.
Hvor stor solfanger tenker du å bygge?
Energien forsvinner nok ikke fra jorden i noe stor mengde. Den spres jevnt, dvs du får en brine som holder høyere temperatur den dagen du skal begynne å ta varme ut av bakken.
COP på varmepumpe endres vell sånn omkring med 2% for hver grad på brine.

Tenk deg at du har en driftsituasjon der COP er 3 til vanlig uten solvarmet jord.
Så er ditt energibehov 3kW. For de 3 kW henter du 2 kW fra bakken, og 1 kW som strøm.
Med solvarmet jord har du kanskje fått løftet temperaturen i bakken så at brine er hele 5 grader høyere. Da er COP 3 x 1,02^5=3,31.
Et varmebehov da på 3 kW betyr at varmepumpen trekker 3/3,32=0,905 kW.
Altså nå trekkes 2095W fra bakken, og 905W fra strømnettet. Du bruker da 95W mindre strøm, og i et døgn blir det 2,2 kWt. På en måned 66 kWt, og på fyringssesongen på kanskje 6 mnd, 396 kWt. Og du vil aldri klare å betale igjen investeringen.

De som lagrer solenergi i bakken gjør det slik at de til sist får en temperatur som de kan drifte direkte mot. Det tar "år" å bygge opp nok temperatur til at de kan sette inn og ta ut energi i "banken" på et bytteforhold 1:1 uten å gå via en varmepumpe. Skal du via varmepumpe så er gevinsten kun på hvordan energilagringen leder til høyere temperatur slik at varmepumpen kan avgi energien du er ute etter med en noe bedre COP, som da altså leder til litt lavere strømforbruk under energiflyttingen.

Signatur
  (trådstarter)
   #3
 3,587     0
Utfra dette synes jeg ideen om det store varmelageret høres bra ut og er som deg usikker på om det er noe videre å hente ved å sende varme ned i grunnen. Hvor stort volum er forresten vanntanken?


Tanken blir STOR, trolig 30 kbm, jordkretsen en sløyfe på mellom 300 og 400 kvm på en drøy meters dybde. Det bare "blir sånn" når jeg graver ut kjeller under en stor vinterhage rundt hele stua - ett av de nye kjellerrommene (17 kvm) blir "vannbod", og massen som graves ut bidrar til å heve plenen med 70-100 cm (så jeg slipper fem trappetrin fra stuedøra ned på plenen).

Hvis tanken går fra 40 til 0 grader, gir den fra seg 1200 kWt. Huset er fra 1959, riktignok høy standard dengang, men slik jeg overtok det i 1985 kunne kalde vinterdager kreve 120 kWt pluss en del olje. Ulike tiltak har redusert toppene med 30-40%, men jeg antar stadig at en ny 2010-vinter kan kreve 100 kWt/dag, og da hoder tanken in 12 dager uten påfyll.

Fordi jeg vil bruke en VP til å hente varme fra tanken, vil vannet holde så lav temperatur at varmetap blir svært begrenset. Dessuten vi det aller meste av tapet komme til nytte, som luning av en kald kjeller, og oppover til oppholdsrom. Tanken blir godt isolert, men egentlig like mye med tanke på når den nærmer seg frysepunktet, at den ikke skal stjele varme fra andre kjellerrom! (Og at kjelleren ikke skal bli altfor varm når tanken holder 40 grader)

Hvor stor solfanger tenker du å bygge?


De blir vinklet opp, og jeg har godt feste til 2 paneler på 5 kvm hver. Et tredje ville få adskillig lengre stag til avstiving; det blir stående langt mer fritt. Så jeg teller på fingrene.

Jeg har ingen erfaring med varmevekslere, aner ikke hvor effektive de er, men regner med at tur-temperaturen til solfangerne blir betydelig lavere med jordkretsen som sluk enn med en vanntank som raskt kommer opp i 40 grader sommerstid. Derfor venter jeg å få større totalutbytte fra solfangerne enn om jeg bare brukte vanntanken som sluk - forutsatt at jeg får det tilbake fra jorda senere!

Jordsløyfa vil uansett være der, for VPen midtvinters. Den ekstra kostnaden jeg har ved å la solfangerne bruke den er til varmeveksler og nødvendig rør og ventiler, pluss arbeidet. (Jeg gjør ikke slikt selv, må betale håndverkere!) Selv om jeg bare får tilbake halvdelen av sommer-overskuddsvarmen, er alternativet å ikke få noe av den tilbake. Jeg håper på at det jeg får tilbake kan forsvare kostnaden til varmeveksler og rørdeler Smile

Dessuten bidrar bruk av jordsløyfa til at jeg aldri behøver å være redd for overoppheting i solfangerne; jeg kan ikke forestille meg at jorda blir kokende...


Jeg vet inderlig godt at jeg økonomisk sett aldri vil gå i pluss på de investeringene jeg tenker å gjøre. Men for det første er det NÅ jeg har pengene - når jeg blir pensjonist er de brukt opp uansett, og da vil jeg slippe høye fyringsutgifter. For det andre ser jeg på dette som litt eksperimentering. Jeg blir mer "usårbar" for endringer f.eks. i strømpriser, og jeg har en enorm energibuffer om store behov melder seg. Dessuten kommer deler av dette "nesten gratis": Hvis det ikke var en 30 kbm vanntank der, ville det bare være en ekstra kjellerbod, og det har jeg nok av. Når jeg likevel skal heve plennivået med en meter er det like greit å legge ned en jordsløyfe før det fylles på; det krever svært beskjeden ekstra graving / masseforflytting. Det er litt at "Nå har jeg sjansen, skal jeg gripe den? Eller har det null verdi?" - det ser jo ut som om det har verdi!

   #4
 678     Bergen     0
Tror jeg ville forsøkt å isolere den store vanntanken med tanke på å bruke denne varmen direkte uten å gå om varmepumpe og slik at den også benyttes til tappevannsoppvarming.

Dernest ville jeg brukt jordsløyfen som kilde til varmepumpen uten noen form for tilførsel av varme fra sol.

Dersom du får problemer med at det er for liten varmetilstrømning til jordsløyfen (jorden rundt den fryser) ville jeg vurdert å koble sløyfen opp mot solfangerne.
Signatur
  (trådstarter)
   #5
 3,587     0
Tror jeg ville forsøkt å isolere den store vanntanken med tanke på å bruke denne varmen direkte uten å gå om varmepumpe og slik at den også benyttes til tappevannsoppvarming.

Det betyr at tanken blir "verdiløs" når temperaturen faller under 28 grader. Den høyere temperaturen krever dramatisk mer isolasjon mot omgivelsene, både for å hindre altfor stort varmetap, og på sommerstid å forhindre at kjelleren (som tanken har tre vegger mot) blir kokvarme.

Det hører også med i totalbildet at jeg vil legge inn en krets fra varmepumpa i veggen rundt tanken, litt nedenfor vannspeilet, som kan åpnes hvis det begynner å danne seg is i tanken, for å sørge for at isen ikke fryser fast i veggen og gir frostsprenging, men istedet flyter opp. I prinsippet, dersom hele tanken blir gjennomfrosset, leverer den ytterligere 2400 kWt (i tillegg til de 1200 kWt fra 40C ned til frysepunktet), men jeg regner med at det aldri vil skje. (Dessuten legger jeg ikke tinerør spesielt langt nedover veggen.)

Hvis jeg hadde tenkt å klare meg uten VP ville jeg nok tenkt slik du gjør. Litt av mitt "eksperiment" er nettopp det å ha et lavtemperatur varmelager, for å se om det er en realistisk løsning. For eksperimentets del skulle jeg gjerne hatt en "2010-vinter" for å få testet om det ville fungere med frysing av vannboden, bare vannet holdes flytende langs tankens vegger.
   #6
 678     Bergen     0
Det av varmen i den store tanken du kan nytte til forvarming av varmtvann får du jo tilbake med 1:1 og det er jo ned til 5-10 grader.
Videre viser vel beregningene til dkt850 at du har begrenset nytte av å heve temperaturen på kaldt side av vp.

Jeg tenker da at det sårbare punktet i et varmepumpe system som henter varme fra jordkollektorer er om jorda rundt kollektor fryser og dermed får redusert varmelednings evne slik at man må suplere for mye med el-kolbe.

Jeg ser for meg at dersom kollektorkretsen er stor nok vil systemet fungere fullgodt mens dersom det fryser i den delen av sessongen hvor du fortsatt trenger mye varme vil effekten av vp bli dramatisk redusert.

Dersom det siste er tilfellet ser jeg for meg at beste bruk av tanken vil være å avlaste jordkretsen mest mulig.

Hva med å la brinekretsen forvarmes med varme fra lav temp lageret opp opp til f.eks 1 grad for så å gå videre og hente den varmen den kan fra jord kollektor?

Da utsetter du at bakken fryser og kan hente ut all energi fra lav temp lager inklusive faseovergang til is for å sikre best mulige driftsforhold for jord kollektor.

Dersom frost rundt kollektor aldri er noe problem bør vel lav temp lageret stå etter kollektoren for å heve brine temp til f.eks maks 8-9 grader før det går til vp.

Dette er som vanlig bare grubling fra min side...

Signatur
   #7
 1,454     Oslo     2
keal skriver mye rart og mye dumt! Han har også åpnet andre tråder med rare problemstillinger. Han har generelt lite kunnskap og nærmest null kunnskap om termodynamikk.
keal må vel være eneste nordmann som tenker på å ha 30 tonn vann i kjelleren, som han tror/regner med kan/skal fryse til is.
Transport av varme til/lagring av varme i jordsmonnet er bare tull. Jord er ikke spesielt egnet til å lagre varme.
keal vil så gjerne finne opp hjulet. Hvorfor ikke innse at hjulet for lengst er funnet opp og begynne å benytte det?  
Siste redigering: Sunday, November 22, 2015 12:44:29 PM av bergho
Signatur

  (trådstarter)
   #8
 3,587     0
Jeg takker for anerkjenelsen. Når du blir ferdig med å skrive begrunnelsen for hvorfor det er "mye rart og mye dumt" i planene mine, konkrete forklaringer på hvor det ikke er tatt hensyn til termodynamikk, skal jeg lese det med grundighet og interesse.

Det er en ting jeg ikke forstår: Å "finne opp hjulet" pleier å referere til å bruke masse ressurser på å utvikle noe som allerede er fullt anerkjent og utbredt teknologi. Samtidig er jeg "den eneste nordmann som tenker på" slikt som jeg foreslår. Jeg får det ikke til å henge sammen.
Transport av varme til/lagring av varme i jordsmonnet er bare tull. Jord er ikke spesielt egnet til å lagre varme.

... Det henger ikke spesielt godt sammen med hva dkt850 skriver høyere oppe.

Men det blir kanskje klarere så snart du kommer fram med dine begrunnelser for å totalt avvise noe som avviker fra tretten-på-dusinet standardløsninger.
   #9
 678     Bergen     0
keal skriver mye rart og mye dumt! Han har også åpnet andre tråder med rare problemstillinger. Han har generelt lite kunnskap og nærmest null kunnskap om termodynamikk.
keal må vel være eneste nordmann som tenker på å ha 30 tonn vann i kjelleren, som han tror/regner med kan/skal fryse til is.
Transport av varme til/lagring av varme i jordsmonnet er bare tull. Jord er ikke spesielt egnet til å lagre varme.
keal vil så gjerne finne opp hjulet. Hvorfor ikke innse at hjulet for lengst er funnet opp og begynne å benytte det?  


bergho, hva er poenget ditt med denne posten?

Om folk som keal, meg selv eller andre har glede av å diskutere dette kan du vel la oss gjøre det?
Dersom du synes den er menigsløs så får du heller bare lese videre på en annen tråd!

Denne tråden er opprettet for å fundere rundt noe som noen av oss synes er spennende. Ingen annens tråd er kuppet, ingen lesere blir missledet til å tro at dette er beste praksis eller gjeldene norm på noe vis.

At du synes tråden er lite interesant er vel det minst interesante sålangt i tråden.

Skerp deg og hold oppgulpet ditt på andre forum!

Redigerte skrivefeil.
Signatur
   #10
 3,210     Vestlandet     0
Her er det bare å prøve igjen en dag du ikke har stått opp på feil fot ja, bergho.