Simulering av värmeförluster för kopparrör : En studie av värme- och strömningsparametrar för rörströmning

Sammanfattning: Att använda fjärrvärme till lågenergihus kan vara olämpligt pga. höga kulvertförluster jämfört med kulvertförluster för traditionella hus. Detta beror på att det låga värmebehovet i lågenergihusen ger en hög returtemperatur i ledningarna. Ett steg för att öka värmebehovet och göra fjärrvärme mer attraktivt för lågenergihus är att börja värma upp vitvaror (tvätt-, diskmaskin och torktumlare) med fjärrvärme istället för att använda traditionella eluppvärma vitvaror. Vid installation av dessa vitvaror tillkommer en rördragning vars värmeförluster är önskvärda att hålla nere för att dels säkerställa önskad temperatur till vitvarorna men även för att hålla nere internvärmen i huset. I studien har olika rördimensioner och isoleringstjocklek analyserats för att se hur värmeförlusterna beror på strömningsparametrar. Av analysen ska de bästa alternativen för val av rör tas fram för en rördragning i luft respektive i betong. För att beräkna värmeförlusterna har simuleringsmodeller tagits fram i CFD-programmet (Computational fluid dynamics) Comsol Multiphysics. Studien är indelad i två delar. Första delen analyserar fem stycken standardrör med givna rördimensioner och isoleringstjocklek. Den andra delen av studien analyserar värmeförlusterna beroende på varierad isoleringstjocklek för de två minsta rördiametrarna hos standardrören. Resultatet i första studien visar att värmeförlusterna ökar med ökande rördiameter och att rörströmningen inte har någon betydande påverkan för värmeförlusterna. Andra studien visar att redan vid halva standardisoleringstjockleken kan värmeförlusterna minskas med 91 % jämfört med ett oisolerat rör. Simuleringarna visar att en rördragning i betong ger större värmeförluster än vid en rördragning i luft. Det beror på att betongen med dess ledningsförmåga förbättrar värmeavgivningen från röret mer än vad egenkonvektionen påverkar värmeförlusterna för en rördragning i luft. Vid val av vilket standardrör som skall användas med hänsyn till lägsta värmeförlust, är den minsta rördiametern bäst för en rördragning i luft. I betong däremot är värmeförlusterna lika stora för både det minsta röret och det mellersta standardröret. Skillnaden mellan de två rören är rördiametern samt att det är tjockare isolering på det mellersta röret.