Pompy ciepła

Interpretacja wyników pomiaru cz.3

Układ termodynamiczny z dodatkowym wymiennikiem regeneracyjnym.
Pompy ciepła najwyższej klasy wyposażane są w dodatkowy wymiennik regeneracyjny. Spełnia on dwie funkcje: po pierwsze podgrzewa pary czynnika zasysanego do sprężarki, a po drugie schładza płynny czynnik roboczy przesyłany do zaworu rozprężnego. Podnosi to wydajność obiegu termodynamicznego, przy jednoczesnym zabezpieczeniu zaworu rozprężnego przed przedwcześnie odparowanym czynnikiem oraz gwarancji, że do sprężarki nie dostanie się czynnik niedostatecznie odparowany.

Drugim niezmiernie istotnym parametrem jest przechłodzenie. Jak można się domyślać proces przechłodzenia odbywa się w skraplaczu i to głównie w jego dolnej części, czyli tam gdzie zbiera się czynnik w postaci płynnej. Warto tutaj zauważyć, że zwiększenie ilości czynnika w układzie chłodniczym prowadzi do podniesienia poziomu cieczy w skraplaczu. Automatycznie wzrasta wtedy przechłodzenie (ciecz oddaje ciepło w wymienniku ciepła lepiej niż gaz), ale jednocześnie maleje przestrzeń przeznaczona n.i spręż.my gaz i podnosi się ciśnienie i temperatura skraplania. Ponieważ przechłodzenie ma największy  wpływ na efektywność układu chłodniczego, to pojawia się uzasadnione pytanie: jaka jest górna granica przechłodzenia i od czego ona zależy? Przy okazji ważna uwaga: regulacja przechłodzenia ma sens tylko wtedy, gdy została ustawiona prawidłowa wartość przegrzania.

Samo przechłodzenie to nic innego jak liczba stopni, o jaką zostaje przechłodzony ciekły czynnik w stosunku do jego temperatury skraplania wyznaczanej przez ciśnienie. Przyczyna dużego wpływu przechłodzenia na efektywność tkwi w tym, że ciekły, niedostatecznie wychłodzony czynnik, przechodząc przez zawór rozprężny pod wpływem niskiego ciśnienia zaczyna parować, zanim jeszcze dojdzie do parownika. Zjawisko to nie jest korzystne, bowiem na tym etapie energię do odparowania czynnik czerpie sam z siebie, zamiast czynić to z dolnego źródła. Da się to rozpoznać po bardzo niskiej temperaturze rurociągu łączącego zawór rozprężny z parownikiem. Dodatkowe przechłodzenie daje gwarancję, że takie niekorzystne zjawisko nie wystąpi.

Krótko mówiąc, przechłodzenie zwiększa ilość energii, którą pobierze parownik i dzieje się to zupełnie za darmo, bez zwiększenia poboru energii elektrycznej. Wszystko to tłumaczy jasno, dlaczego wraz ze spadkiem temperatury w skraplaczu rośnie współczynnik efektywności energetycznej COP pompy ciepła. A jak powszechnie wiadomo, im niższa temperatura zasilania c.o., tym niższa temperatura w skraplaczu.

Dla każdej pompy ciepła producent podaje prawidłowe wartości przechłodzenia. Gdy mamy do czynienia z nieznaną konstrukcją przyjąć należy, że przechłodzenie powinno się zawierać w granicach od 4 do 10 K. Jednocześnie przechłodzenie jest najważniejszym parametrem pozwalającym na ocenę, czy układ chłodniczy ma odpowiednią ilość czynnika.

Zasada jest taka: zbyt wysokie przechłodzenie wskazuje, że ponad 30% objętości parownika wypełnione jest ciekłym czynnikiem chłodniczym, czyli że mamy za dużą ilość czynnika. Dzieje się tak, ponieważ czynnik w postaci płynnej (ciekłej) łatwo oddaje ciepło do wody w obiegu grzewczym. Ubocznym efektem dużej ilości czynnika w skraplaczu, jest mała objętość skraplacza stojąca do dyspozycji dla gazu jeszcze nie skroplonego, co daje wzrost ciśnienia sprężania.

Niskie przechłodzenie oznacza zbyt małą ilość czynnika, gdyż skraplacz, który jest zalany cieczą poniżej 30% swej objętości lub jest całkowicie wypełniony gazem jeszcze nie skroplonym, nie oddaje w dostatecznym stopniu ciepła do wody grzewczej. Tutaj ubocznym efektem jest spadek ciśnienia sprężania.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *