Spara pengar genom att använda frysen som värmepump?

Permalänk
Medlem

Spara pengar genom att använda frysen som värmepump?

Matte\fysik-problem:
Hr Irre bor i en villa med direktverkande el. Det är kallt ute och elen snurrar på. Det är exakt tjugo grader inne och han har tillgång till gratis vatten som är tiograder.
Vad sparar han om han fryser 100kg vatten och slänger ut vattnet så fort det frusit. Antag att en kWh kostar en krona.

Skickades från m.sweclockers.com

Permalänk
Medlem

@Irre: Jag antar att jag missar något viktigt i frågan men Irre går back på affären då det går åt energi till att frysa vatten. Det billigaste alternativet är att låta temperaturen falla till densamma som utomhustemperaturen, vilket är gratis.

Tillägg: Det verkar också ineffektivt att låta vattnet frysa eftersom övergången mellan flytande och fast form kostar mer energi.

Permalänk
Medlem
Skrivet av MrPasty:

@Irre: Jag antar att jag missar något viktigt i frågan men Irre går back på affären då det går åt energi till att frysa vatten. Det billigaste alternativet är att låta temperaturen falla till densamma som utomhustemperaturen, vilket är gratis.

Tillägg: Det verkar också ineffektivt att låta vattnet frysa eftersom övergången mellan flytande och fast form kostar mer energi.

Nej! Den energi som åtgår för att frysa vatten blir värme. Känn på en hårt belastad frys. Den blir het!

Skickades från m.sweclockers.com

Permalänk
Medlem
Skrivet av Irre:

Nej! Den energi som åtgår för att frysa vatten blir värme. Känn på en hårt belastad frys. Den blir het!

Skickades från m.sweclockers.com

Det lätta (men eventuellt inexakta) svaret är att du sparar lika mycket som uppvärmningsenergin av 100kg vatten 10°C + frysenergi + uppvärmningsenergin av 100kg is 18°C (eller vad frysen ligger på).

Vad som händer är ju att frysen är en värmepump som pumpar ur värme ur vattnet ut i rummet.

Visa signatur

If the answer to any question requires a leap of faith, is it really an answer at all?

Permalänk
Medlem

@Zartax: Borde inte "sparad" energi bara vara energin som går åt för att värma upp 100 kg is till önskad rumstemperatur? Det är ju den som kastas ut ur det slutna system som vi måste få betrakta villan som.

I så fall antar jag att vi har 100 kg vatten och tar hjälp av energi för att värma vatten en grad och energi för att smälta is och får:

100 * (4186 * 20 + 333,55 * 1000) = 4,1727 * 10^7 J, eller ca 11,59 kWh

Permalänk
Medlem

@Irre: Varför skulle han spara något alls? Spara från vad?

Permalänk
Medlem

@ToddTheOdd: Jag funderade på det här medan jag lagade middag igår. Om vi antar att villan är ett slutet system som vi tillför energi för att kyla ner vatten så kommer det systemet att "spara" energi om det frysta vattnet tas ut ur systemet. Tillförd energi är densamma men vattnet behöver inte värmas upp till rumstemperatur igen och verkningsgrad på köksutrustningen kan ignoreras eftersom värme är det önskade resultatet. Om nu inte kompressorns rörliga delar rör sig med sådan kraft att den blir signifikant.

Permalänk
Medlem

@MrPasty: Värma upp till rumstemperatur? Jag förstår inte riktigt hur du menar här.

Det som händer är att vi får in ett medium (vatten) med en temperatur, pumpar ur värmeenergi ur det med vår värmepump (frysen) och sen kastar ut det ur systemet med en lägre temperatur. Precis som din luft- eller bergvärmepump. Energin som vi har tagit från mediumet är tempskillnad + eventuella fasövergångsenergier (vatten -> is). Denna energi behöver inte längre tillföras i form av direktverkande el för att värma. Eftersom värme är det vi är ute efter så är energin som går åt för att pumpa ur värmen ur vattnet att betrakta som direktverkande el. Den blir ju värme till slut på något sätt.

Visa signatur

If the answer to any question requires a leap of faith, is it really an answer at all?

Permalänk
Medlem

Bra svarat av de flesta, trots att svaret känns fel. Jag minns en värmepump i Tyskland som värmde en pool och min kamrat påstod att det var nästan gratis uppvärmning. Jag trodde honom inte. Då på sjuttiotalet. Men tänker man efter är det ju enkelt. Eenergi som åtgår för att frysa vatten eller kyla uteluften med en luftvärmepump blir värme. Och en gammal frys kan agera värmepump om man fryser in is! Isen kan man spara i hög med sågspån till sommaren!
Tillägg: Att vattnet får frysa ger en extra energikick på 8 kilokalorier per kg!
Skickades från m.sweclockers.com

Permalänk
Medlem

Fasen, jag missade att vattnet var 10°C varmt! Då ska nog 20 i min uträkning ändras till 10, eftersom all uppvärmning av vattnet över 10° skulle leda till en förlust av energi i systemet.

Permalänk
Medlem
Skrivet av MrPasty:

Fasen, jag missade att vattnet var 10°C varmt! Då ska nog 20 i min uträkning ändras till 10, eftersom all uppvärmning av vattnet över 10° skulle leda till en förlust av energi i systemet.

Ja, men glöm inte att vi fortsätter kyla isen efter att vattnet frusit. Den energin kan vi också tillgodoräkna oss. Men jag tror inte is har samma specifika värme som vatten.

Visa signatur

If the answer to any question requires a leap of faith, is it really an answer at all?

Permalänk
Medlem

@Zartax: Nej, nu är det du som har läst slarvigt! Vi slänger ut isen så fort den har frusit enligt uppgiften. Vad bra vi kompletterar varandra!

Permalänk
Medlem

@MrPasty: Jaha. Gud va onödigt!

Visa signatur

If the answer to any question requires a leap of faith, is it really an answer at all?

Permalänk
Medlem

@Irre: Herr Irre sparar inget alls. Energi in == energi ut. Du använder bara ett dåligt el-element(frysen) som är otroligt inexakt för att hålla en jämn och bra temperatur. Eller skulle du få energi gratis från något ställe menar du? Fast du kanske har någon fantastisk frys som är effektivare än ett el-element för att fixa värme med? Det är på precis samma sätt som en del får för sig att de "sparar" genom att de har på datorn. Visst, el-elementen slipper jobba lika mycket men kanske ska man då räkna med vad datorn drar i el. Så nej, du sparar inget.

Permalänk
Medlem
Skrivet av ToddTheOdd:

@Irre: Herr Irre sparar inget alls. Energi in == energi ut. Du använder bara ett dåligt el-element(frysen) som är otroligt inexakt för att hålla en jämn och bra temperatur. Eller skulle du få energi gratis från något ställe menar du? Fast du kanske har någon fantastisk frys som är effektivare än ett el-element för att fixa värme med? Det är på precis samma sätt som en del får för sig att de "sparar" genom att de har på datorn. Visst, el-elementen slipper jobba lika mycket men kanske ska man då räkna med vad datorn drar i el. Så nej, du sparar inget.

Vatten som håller 10*C innehåller mer energi än motsvarande frusna is, så vatten in och is ut innebär att vi inte har balans mellan energi in och ut

Elen som driver värmepumpen i frysen värmer, på samma sätt som en elpatron hade gjort (om detta nu var alternativet för att värma huset). Som en bonus fås även den värme som flyttas ut från vattnet när den kyls och fryser, dvs du får mer värmeenergi per förbrukad el jämfört med elpatronen eller datorn, givet att du kastar ut isen.

Visa signatur

Redbox: Asrock B650 Lightning ATX, 7800x3D -20CCO, XFX 6950XT, 2x32GB Corsair Vengence 6400 CL32, WD SN770 2TB, Corsair RMe 1000, Lian Li Lancool 216, Peerless Assassin 120 SE
Purpbox: Z87-Pro, I5 4670K@4.2, Sapphire 290 TRI-X, 2x8GB Crucial Tactical@stock, Deep Silence 1
Samsung Evo 250+500GB + QVO 1TB, 2x1TB 7200RPM backup/lagring
Det var bättre förr: E5300 2600MHz -> 3640MHz, Celeron 300A -> 450MHz

Permalänk
Medlem
Skrivet av ToddTheOdd:

@Irre: Herr Irre sparar inget alls. Energi in == energi ut. Du använder bara ett dåligt el-element(frysen) som är otroligt inexakt för att hålla en jämn och bra temperatur. Eller skulle du få energi gratis från något ställe menar du? Fast du kanske har någon fantastisk frys som är effektivare än ett el-element för att fixa värme med? Det är på precis samma sätt som en del får för sig att de "sparar" genom att de har på datorn. Visst, el-elementen slipper jobba lika mycket men kanske ska man då räkna med vad datorn drar i el. Så nej, du sparar inget.

En värmepump (ex. bergvärme) har mer än 100% verkningsgrad. Sug på den ett tag!

Skickades från m.sweclockers.com

Visa signatur

If the answer to any question requires a leap of faith, is it really an answer at all?

Permalänk
Medlem
Skrivet av e1m1:

Vatten som håller 10*C innehåller mer energi än motsvarande frusna is, så vatten in och is ut innebär att vi inte har balans mellan energi in och ut

Elen som driver värmepumpen i frysen värmer, på samma sätt som en elpatron hade gjort (om detta nu var alternativet för att värma huset). Som en bonus fås även den värme som flyttas ut från vattnet när den kyls och fryser, dvs du får mer värmeenergi per förbrukad el jämfört med elpatronen eller datorn, givet att du kastar ut isen.

Precis. Det borde funka som en extremt dålig bergvärmepump!

Permalänk
Medlem
Skrivet av Zartax:

En värmepump (ex. bergvärme) har mer än 100% verkningsgrad. Sug på den ett tag!

Skickades från m.sweclockers.com

Ditt påstående gjorde att jag var tvungen att kolla upp det här, va ett tag sedan jag räknade termodynamik.. Men det du säger stämmer! Men i mitt tycke så är det ett konstigt sätt att räkna verkningsgrad. Man tar ju inte hänsyn alls till den tillförda energin från det kalla mediet (utomhus t.ex.) utan enbart den elektriskt tillförda energin.

Bra att du tvingar mig repetera gamla skolkurser med konstiga men korrekta påståenden!

Permalänk
Medlem
Skrivet av MrPasty:

@Zartax: Nej, nu är det du som har läst slarvigt! Vi slänger ut isen så fort den har frusit enligt uppgiften. Vad bra vi kompletterar varandra!

Ja det är bäst att slänga ut isen snabbt. När man går från +0 till -0 grader, så motsvarar det samma energi som 80 graders ändring av vatten. Så snabbt in med nytt vatten i frysen!

Skickades från m.sweclockers.com

Permalänk
Medlem
Skrivet av MrPasty:

Precis. Det borde funka som en extremt dålig bergvärmepump!

En aaaa-klassad frysbox som fryser in vatten har nog ingen dålig verkningsgrad!

Skickades från m.sweclockers.com

Permalänk
Medlem
Skrivet av Irre:

En aaaa-klassad frysbox som fryser in vatten har nog ingen dålig verkningsgrad!

Skickades från m.sweclockers.com

Nu känns det som att den frågan har spårat lite. Cudos till frågan dock. Men för att förtydliga så gäller den energiklassningen inte nödvändigtvis energin som går åt att kyla/frysa ner, utan också att maskinen i sig är välisolerad och behöver därmed inte tillsätta lika mycket energi under lagring. Såna här olika klassningar görs efter någon slags standardiserad körcykel, och inte bara för ett visst moment.

Permalänk
Medlem
Skrivet av spjakarn:

Nu känns det som att den frågan har spårat lite. Cudos till frågan dock. Men för att förtydliga så gäller den energiklassningen inte nödvändigtvis energin som går åt att kyla/frysa ner, utan också att maskinen i sig är välisolerad och behöver därmed inte tillsätta lika mycket energi under lagring. Såna här olika klassningar görs efter någon slags standardiserad körcykel, och inte bara för ett visst moment.

Jag ger mig inte förrän jag har svar på vilken verkningsgrad det blir. Om en frys kan frysa exempelvis 200 kg per dygn och drar 100w så vet vi svaret. Borde deklareras av fabrikanterna.

Skickades från m.sweclockers.com

Permalänk
Medlem

@Irre: Läs här, sen får du räkna lite.

https://en.wikipedia.org/wiki/Carnot_cycle

Visa signatur

If the answer to any question requires a leap of faith, is it really an answer at all?

Permalänk
Hedersmedlem

Denna diskussion har dragit väl utanför skopet för mattetråden, jag har därför separerat ut den till en egen tråd. @Irre säg till om jag gravt missförstått din frågaställning i titeln.

Min egen fundering var om en vanlig frys för privatpersoner klarar att köras kontinuerligt med den belastning som den skulle göra i ditt scenario.

Permalänk
Medlem

Först hela funderingen att ha det som värmekälla så är första stoppet att den har för liten kapacitet för att kunna göra någon skillnad i praktiken.

kapillären flödesbegränsar vilket innebär att även om man har relativ varmt kallvatten (dvs man håller frysskåpets temperatur på enstaka minusgrader) så kommer kompressordelen fortfarande att jobba som -18 grader och därmed låg COP på under 1 (dvs. man kanske i bästa fall få lika mycket extra i värme som den effekten kompressorn förbrukar - troligen mindre.

dessutom är fryskompressorer av model LBP - Low Back Pressure vilket innebär att kompressorstegen är för stor eller motorn för liten om man skulle korta av kappillären för högre flöde och mindre med kyla på slingorna och risken är att kompressorn går tungt, blir överhettad på motorsidan och klixon löser ut.

---

Typisk frys eller kyl/frys-kombination med 1 st delad kompressor har runt 200 Watts kompressor-effekt, så om du får ut 300 - 400 Watt i totalt värme när du fryser vatten till is så får du nog vara nöjd...

---

Om man tittar på sommarens portabla AC men också moderna L/L-värmepumpar så har de kompressorer i nära 1 KW-klassen och du kanske får typ 3 kW i värme varav 1 kW kommer från elströmmen som kompressorn matas med...

L/L-värmepump är förmodligen den snabbast återbetalande uppvärmningslösningen man kan använda idag, inte så dyr heller att byta om den havererar efter ett antal år - till skillnad från tex. bergvärme, räcker inte en L/L-värmepump för uppvärmningen av fastigheten - skaffa då en till.

Permalänk
Medlem

Motionscykel med generator påkopplad måste ge mest + gratis motion.

Visa signatur

13900K - NH D15 - Maximus Z790 Hero - 32gb G-Skill 7200Mhz - Intel 900P 480Gb -Kingston Renegade 2Tb -Samsung 980 PRO 2TB - Samsung 980 PRO 1TB - Gigabyte RTX 4090 GAMING OC - AX 1600i - Phanteks P600s -Alienware AW3423DW - Beyerdynamic T5 MK III - Creative Sound Blaster GC7 - ROG Strix SCAR 16 (2023) - G634JZ-NM015W.

Permalänk
Medlem
Skrivet av Andreaz1:

Min egen fundering var om en vanlig frys för privatpersoner klarar att köras kontinuerligt med den belastning som den skulle göra i ditt scenario.

Sannolikheten är väldigt hög att livslängden på frysen minskar.
Men gillar man att köpa frysar och struntar i miljön så kanske man inte ser detta som ett problem.

Exempelvis finns det de som kör dragracing med frekventa motorrenoveringar och höga kostnader för korta drifttider och tycker att det är acceptabelt.

Dessutom är det väldigt opraktiskt att hålla på att frysa vatten och kasta ut hela tiden.
Jag tycker det verkar som en dålig idé om man tänkt att faktiskt använda det rent praktiskt som uppvärmning av en fastighet. Istället för bara som ett teoretiskt koncept eller möjligtvis praktiskt experiment.

Jag har däremot hört om det omvända.
Om man har tillräckligt låga utomhustemperaturer, att man ställer ut flaskor med vatten (inte för mycket) och låter de frysa och sen kan man lägga in de i kyl och frys (framförallt kyl) för att kyl inte ska behöva jobba lika mycket och på så sätt spara på elräkning och eventuellt förlänga livslängd på ett kylskåp som inte behöver jobba lika mycket.

För de flesta är nog de bästa spartipset att lägga mindre pengar på onödiga saker man inte behöver.

Skrivet av ToddTheOdd:

Det är på precis samma sätt som en del får för sig att de "sparar" genom att de har på datorn. Visst, el-elementen slipper jobba lika mycket men kanske ska man då räkna med vad datorn drar i el. Så nej, du sparar inget.

Dator(er) som uppvärmning är inte heller en bra idé om det är det enda man använder de till.
Men eftersom datorer kan göra mer än bara omvandla el till värme och oljud så kan det vara bra att ha datorer till arbete + värme.

Permalänk
Medlem
Skrivet av Andreaz1:

Denna diskussion har dragit väl utanför skopet för mattetråden, jag har därför separerat ut den till en egen tråd. @Irre säg till om jag gravt missförstått din frågaställning i titeln.

Min egen fundering var om en vanlig frys för privatpersoner klarar att köras kontinuerligt med den belastning som den skulle göra i ditt scenario.

Har för mig att en bra frysbox klarar ca. 30-40kg infrysning per dygn.

Skickades från m.sweclockers.com

Permalänk
Medlem

kyl och frys-vitvaror har samma felmönster som glödlampor och hårddiskar - dvs. de flesta klarar förväntad livstid, en viss procent havererar innan dess - speciellt första tiden (början av badkarskurvan) sedan har man en viss AFR under ett antal år (dvs antal fel per år i en population, botten av badkarskurvan) och i slutet så börja man ha högre felutfall (slutet av badkarskurvan) och i dessa har man enstaka exemplar som håller i en 'evighet'

kyl/fryskompressor så är det inte givet att man förkorta tiden nämnvärt bara för att de går kontinuerligt så länge hetgastemperaturen håller sig rimlig - start och stopp sliter också och på det hela går det nog ganska jämt ut om det går kontinuerligt eller start-stopp 6 ggr i timmen rent slitagemässigt. - men skall man ha effektiv värmepumpslösning (bortsett från dess låga effektnivå) så är kyl/frys inte en effektiv värmepumpslösning då de inte kan dra nytta av om temperaturen kring evaporatorn är mycket varmare än den tänkta drifttemperaturen de är designade för - och en varmare suggas (men samma låga densitet som vid tänkt drift eftersom kapillär-röret begränsar massamängden köldmedel per tid oavsett temperaturen i evaporatorn) ger också hetare suggassida på kompressorn och därmed går kompressorn varmare och snabbare olje-åldring inne i kompressorn.

Permalänk
Hedersmedlem

Om vi bortser från det faktum att ett kylskåp har en alldeles för liten effekt för att klara av att värma ett hus borde inte vinsten bli samma som när man byter från direktverkande till värmepump, d.v.s värmepumpens COP-värde. Är värdet t.ex. 3,0 så får man ut 3 gånger mer värme för varje förbrukad kWh el. Eller missar jag något?

Visa signatur

"The more you learn, the more you realize how little you know."