Pompy ciepła

Straty energetyczne w sprężarkowych pompach ciepła

Sprężarkowa pompa ciepła stanowi zespół złożony z następujących elementów:
—    hermetycznego lub półhermetycznego agregatu sprężarkowego (sprężarka grzejna) z elektrycznym silnikiem napędowym lub sprężarki dławnicowej napędzanej silnikiem spalinowym lub elektrycznym,
—    wymienników ciepła: skraplacza, parowacza i ewentualnie wymiennika regeneracyjnego w układzie dochładzania ciekłego czynnika,
—    sieci przewodów czynnika roboczego,
—    urządzeń regulacyjno—zabezpieczających.

Rzeczywisty współczynnik wydajności grzejnej pompy ciepła jest mniejszy niż w obiegu Lindego (teoretycznym) z powodu strat występujących w poszczególnych elementach urządzenia. Główną przyczyną tych strat są nieodwracalne procesy wymiany ciepła zachodzące pomiędzy źródłami i czynnikiem roboczym, straty spowodowane oporami przepływu oraz straty zachodzące w rzeczywistym procesie sprężania.

Straty energetyczne spowodowane nieodwracalnością procesu wymiany ciepła w parowaczu oraz dławieniem czynnika’ w zaworze rozprężnym oraz przewodach, głównie ssawnym, są przyczyną zwiększenia pracy sprężarki (obiegu), przy czym nie powodują one zwiększenia wydajności cieplnej obiegu. Natomiast pozostałe straty występujące w obiegu częściowo lub w całości zwiększają jego wydajność cieplną.

Wyznaczenie rzeczywistego współczynnika wydajności grzejnej wymaga przyjęcia pewnej metodyki umożliwiającej przejście od porównywanego obiegu wzorcowego (odwracalnego obiegu Carnota) do obiegu rzeczywistego. W dalszych rozważaniach przyjęto następujący schemat: obieg odwracalny -obieg nieodwracalny z uwzględnieniem różnic temperatury w skraplaczu i parowaczu – obieg wzorcowy z zadanymi wartościami temperatury skraplania i parowania — rzeczywisty obieg z uwzględnieniem pozostałych strat energetycznych.

Kaskada strat w obiegu sprężarkowej pompy ciepła

Straty energetyczne w obiegu sprężarkowej pompy ciepła: C – odwracalny obieg Carnota, NC- „nieodwracalny” obieg Carnota (z różnicami temperatury ΔTo i ΔT), P – obieg wzorcowy (porównawczy) Lindego, R – obieg rzeczywisty (z uwzględnieniem strat energetycznych).

Rzeczywisty współczynnik wydajności grzejnej pomp ciepła zależy nie tylko od różnicy temperatury źródeł ciepła, lecz również i od właściwości czynnika roboczego pośredniczącego w przekazywaniu ciepła między tymi źródłami.

 

Dodaj komentarz

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