sciencetalk

Beste allemaal,
 
Thuis ben ik bezig met een dhz project begonnen om een lucht/water warmtepomp te plaatsen. Nu help ik hulp nodig bij het uitzoeken of de pompcapaciteit voldoende in deze situatie.
 
De beschikbare druk  op  het norminale punt 7 °C buiten / + 35 °C water temp 0,064 Mpa.
Nu heb ik berekend dat er 3.15 kW vermogen benodigd is om voor de woning. 
Het vereiste debiet komt daarmee op. 
 







0,54

m³/h

542,5837

l/h




 
Via deze website http://www.werktuigbouw.nl/calculators/pipeflow_fluid.htm  heb ik de drukval berekend. Welke 0,0106 Mpa betreft. 
Het gaat om 20 meter leiding. Interne diameter is 16 mm. Wandruwheid is 10 x 10^-6 m. 
Er zal meestal 35 graden door heen stromen. 
 
Nu is mijn vraag hoe ik kan berekenen of de pomp van dit systeem sterk genoeg.

Vergeten te melden. Deze 0,0106 mpa is puur de aanvoer en retour leiding. Vervolgens gaat het een vloerverwarmingsverdeler in. Daarvan is mijn beschikbare informatie wat beperkter. Ik vermoed een leidinglengte van 80 meter maximaal. 

Maak eerst eens een tekening van het hele systeem.

https://www.screencast.com/t/BGzU7EfmY
Het lukt niet om een afbeelding toe te voegen.  
Verdere omschrijving:Er is een kamer van 45 m2. Breedte 4.6 meter en diepte 9.7 meter. Deze kamer heeft vloerverwarming uitgelegd als hoofdverwarming met 10 cm tussen ruimte tussen de leidingen. Er zijn 5 groepen voor de vloerverwarming. De vloerverwarmingsverdeler is een gesloten systeem. De aanvoer en retour mengen dus niet. Vanuit daar begint de 20 mm PE-RE leiding met 2 mm wanddikte. Een interne diameter van 16 mm dus. 

1. Deze leiding gaat 0.5 m naar links. 
2. Maakt een 90 graden hoek
3. Gaat 1.5 meter verticaal
4. Maak een vloeiende bocht van in totaal 90 graden
5. Gaat 4.6 meter horizontaal
6. Gaat 9 meter verticaal
7. Maakt een 90 graden hoek
8. Gaat 3 meter horizontaal
9. maakt een 90 graden hoek
10. gaat 0.5 meter verticaal
11. Aansluiting op de warmtepomp met 1'' verloop. 

Warmtepomp waar het om gaat is een Techneco Loria 6006 Lucht/water warmtepomp. Deze werkt met een buitendeel en een koelmiddel. En een binnendeel. Het beschikbare vermogen van 0,064 Mpa zit in de pomp direct beginnend bij de aanvoer leiding bij punt 11. Retour leiding loopt een indentiek traject.

De handleiding geeft aan dat de leiding naar de eerste verdeler minimaal 1duims (26x34mm) dient te zijn (pagina 25).
https://techneco.nl/wp-content/uploads/2018/09/Installateurshandleiding-Loria-Solo-lucht-water-warmtepomp-Techneco-1633-14.pdf
Daar staat overigens ook een pompgrafiek in:

Het is niet duidelijk hoe de leidingen in die 5 groepen vloerverwarming met slakkenhuis layout precies lopen.
Hoeveel meter buis, en hoeveel bochten en met welke radius, zitten er in elk slakkenhuis?
Heb je van de layout tekeningen of fotos die genomen zijn toen het aangelegd werd?
Of heb je nog contact met degene die het aangelegd heeft?
 
Indien niets bekend is zul je zelf een tekening (bovenaanzicht) moeten maken met een mogelijke layout zodat je kunt schatten hoeveel buislengte en aantal bochten elk slakkenhuis heeft.
Zonder zo'n tekening (de echte, of de door jouw verzonnen) valt er niet serieus aan te rekenen.
 
Het hele watercicuit zal een bepaalde drukval hebben bij een bepaald debiet. Dat verband zal vrijwel kwadratisch zijn.  Dat verband wordt de systeemcurve genoemd en zal een snijpunt hebben met de pompcurve. Het snijpunt van beiden is het punt waarop de pomp zal opereren (werkpunt). Aangezien de pomp geen hoogteverschil hoeft te overbruggen zal die systeemcurve door de oorsprong van de grafiek gaan en de grafieken met snijpunt zien er dan bijvoorbeeld als volgt uit:
 

 
Bij een lager pomptoerental (bijvoorbeeld 60 %) zal het werkpunt vanzelfsprekend bij een lager debiet liggen.

Bedankt Pinokkio. 
Hierbij de foto's


 
 
Ergens heb ik gehoord dat je alleen hoeft uit te gaan van de langste groep voor de weerstand. Maar ik lees uit jouw reactie dat dat niet zo is. 
Stel dat alle groepen circa. 80 meter lang zijn. 
 
Bestaat er überhaupt een kans dat wij het met die 16mm redden? Het is namelijk erg lastig om de leidingen hier te vervangen. De vraag heb ik ook professioneel uitgezet. 

 
 De leidingen van de vloerverwarming zijn 14 mm met 2 mm wanddikte van PE-RT. In 5 groepen verdeeld over de 45m2. Hoe moet dus blijken uit foto's.
De vloerverwarmingsverdeler is een gesloten systeem zonder pomp. Met debiet regelaars.
 
Het leiding traject is eerder bij benadering 15 meter heen en 15 meter terug.
De drukval heb ik herberekend op:7.9 Kpa.
 
Dit is het systeem ontwerp. Een binnenunit en een losse tapwaterboiler met een driewegklep. De boilervat een elektrisch element voor legionella. Er zal ook een 50 liter buffer worden toegevoegd. Deze is niet op de tekening te zien.

Ergens heb ik gehoord dat je alleen hoeft uit te gaan van de langste groep voor de weerstand. Maar ik lees uit jouw reactie dat dat niet zo is.

Ik weet niet welke reactie van mij je precies bedoelt.
 
Als de 5 parallelle slakkenhuizen hetzelfde legpatroon hebben dan zal het debiet door elk hetzelfde zijn: 20 % van het totaal debiet.
Als er verschil is in buislengte of legpatroon (aantal bochten) zal het debiet door elk slakkenhuis iets verschillend zijn.
De verdeling van het debiet over de 5 parallelle slakkenhuizen stelt zich vanzelf zodanig in dat de drukval over elk slakkenhuis precies hetzelfde is, want ze hebben immers elk hetzelfde begin- en hetzelfde eindpunt.
De vloer boven de langste zal dan iets minder warm zijn (want minder debiet) dan de vloer boven de kortste.
Door met de debietregelaars op de verdeler te spelen kan men eventuele verschillen bijregelen, maar dat voegt vanzelfsprekend wat drukverlies aan het hele pompcircuit toe.

Bestaat er überhaupt een kans dat wij het met die 16mm redden?

Welke 16 mm bedoel je? De aan- en afvoer?

Het leiding traject is eerder bij benadering 15 meter heen en 15 meter terug.
De drukval heb ik herberekend op:7.9 Kpa.

Op welke inw. diameter is dat gebaseerd?
 
Waarom heb je in de laatste tabel de regel van DN25 geel gemaakt?

Via Viega (een fabrikant van pijpen) kan je een berekening uitvoeren. Dit kan op deze site: https://pressure-gradient-calculator.viega.com/parameters
Ik begrijp alleen een invoer veld niet. 
Zie onderstaande afbeelding: 
 

Pinokkio schreef:  
Welke 16 mm bedoel je? De aan- en afvoer?
 
Op welke inw. diameter is dat gebaseerd?
 
Waarom heb je in de laatste tabel de regel van DN25 geel gemaakt?
 

 
1. De interne diameter van de aanvoer en retour.

2. Dat is dus 16 mm intern. 

3. De tabel is van de fabrikant. Men geeft dit als suggestie aan. Echter ben ik onzeker over de laatste parameter die ik kan instellen. De available pressure. PA/M. Ik weet niet waar ik die van dan kan halen. 
Dit is de nieuwe berekening van de drukval. Het traject van de leidingen is dus iets korter. Ik ga niet op de bovenste verdieping naar het plafond toe dat was ik even vergeten. 

Ik dacht dat de eerder genoemde 7,9 kPa voor 2*15 = 30 m was, daarom dacht ik dat je een grotere ID gebruikt had dan 16 mm. Maar nu blijkt dat het slechts voor 15 m lengte is.
 

De available pressure. PA/M. Ik weet niet waar ik die van dan kan halen.

Vergeet die Viega calculator maar, daar heb je in dit geval niets aan.

Net weer wat nieuwe informatie verkregen. 

Ik weet nu dat zodra de delta T wordt verkleint dan is de volume stroom 2x zo groot. Maar de drukval 4 x zo groot. 

De vloerverwarming is parrallel aangesloten. En vermoedelijk een Kpa van 30 op de langste groep. Voor de drukval is de langste groep in de vloerverwarming bepalend mits parralel aangesloten. Met een Delta T van 10 graden kom ik gemakelijk weg met 16 mm intern wat betreft de leidingdiameter en de weerstand. Maar er wordt ook een minimale flow als eis gesteld vanuit de techneco. Namelijk 600 l/h. Maar bijvoorkeur 720. 
 
Hierdoor neemt de druk weer aanzienlijk toe. 
 
Een suggestie was om een buffervat te plaatsen. Als zijnde een ontkoppelingsbuffer. Daarna een extra pomp te plaatsen. Deze pomp kan dan gemakkelijker met die weerstand opgaan. 

De fotos geven niet een volledig slakkenhuis in beeld, maar ik schat dat er ongeveer 40 bochten in elk zullen zitten.
 
Drukval van een leiding met bochten et cetera is, uitgedrukt in meters vloeistofkolom:
Δh_f = (Σk + f*L/d) * v²/2g
(zie https://sciencetalk.nl/forum/index.php/topic/199311-max-flow-van-water-door-110mm-buiscommunicerende-vaten/#entry1058927 )
 
Gebaseerd op 80 meter lengte, inw. d = 10 mm, 40 bochten, 2 afsluiters, 2 scherpe T's (verdelers) is de drukval van een slakkenhuis bij een debiet van 720/5=144 L/h ongeveer:
 
Δh_f = = ((40*0,32 + 2*0,48 + 2*1,62) + 0,037*80/0,010) * 0,512²/(2*9,81) = 4,2 mwk
 
De aan- plus afvoerleidingen van totaal 30 m lengte, met inw. d = 16 mm, 6 bochten, 2 afsluiters zullen bij een debiet van 720 L/h samen een drukval hebben van ongeveer:
 
Δh_f = = ((6*0,30 + 2*0,45) + 0,028*30/0,016) * 1,000²/(2*9,81) = 2,8 mwk
 
Totaal drukverlies = 4,2 + 2,8 = 7,0 mwk bij een debiet van 720 L/h.
 
Dat lukt dus niet want de pomp levert bij 720 L/h slechts ongeveer 6 mwk.
 
Bij een debiet van 540 L/h zou het totale drukverlies ongeveer 4,2 mwk zijn, geen probleem.
Bij een debiet van 600 L/h zou het totale drukverlies ongeveer 5,2 mwk zijn, waarschijnlijk ook geen probleem.
 
Let wel: dat is allemaal gebaseerd op 5 identieke slakkenhuizen van 80 m elk.
Als een van de slakkenhuizen aanmerkelijk langer is dan wordt het wat ongunstiger.
 
 
Zoals gezegd: 720 L/h door de slakkenhuizen kan de pomp niet aan, maar je zou kunnen overwegen om dicht bij de pomp een bypass met een regelklep (of simpel een plaatje met een gaatje) te maken, dus een verbinding met een restrictie tussen aanvoer en afvoer zodat de pomp wel 720 L/h kan doen maar er slechts zeg 600 L/h door het circuit stroomt en 120 L/h meteen terug naar de pomp.