Badanie pompy ciepla.pdf

(116 KB) Pobierz

(Badanie pompy ciep³a)

Badanie pompy ciepła

1. Zasada działania pompy ciepła

Pompa ciepła umoŇliwia uzyskanie ciepła np. z otoczenia i nastħpnie wykorzystanie

go na wyŇszym poziomie temperatury do celów grzewczych.

UrzĢdzenie to działa na takiej samej zasadzie jak chłodziarka: odbiera energiħ z

oĻrodka o niskiej temperaturze i przekazuje jĢ do oĻrodka o temperaturze wyŇszej.

Celem pracy pompy ciepła jest dostarczenie ciepła do jej Ņródła górnego, a nie jak w

przypadku chłodziarki odebranie ciepła ze Ņródła dolnego. Pompa ciepła pracuje w

innym zakresie temperatur niŇ lodówka, przez co inne wymagania stawiane sĢ

czynnikom roboczym (inne sĢ temperatury parowania i kondensacji).

Zasada działania spr ħŇ arkowej pompy ciepła (pobieraj Ģ cej ciepło od otoczenia) i chłodziarki.

Q0 - ciepło odebrane ze Ņ ródła dolnego, L - energia potrzebna do pracy pompy, Q - ciepło

dostarczone do Ņ ródła górnego

Przekazanie ciepła ze Ņródła o niŇszej temperaturze do Ņródła o wyŇszej

temperaturze wymaga, zgodnie z podstawowymi prawami termodynamiki,

dostarczenia dodatkowej energii z zewnĢtrz (w formie pracy lub ciepła). WiħkszoĻę

najbardziej popularnych sprħŇarkowych parowych pomp ciepła jest napħdzana

silnikiem elektrycznym.

Dolne Ņródło ciepła dostarcza do parownika pompy ciepła energiħ niezbħdnĢ do

zmiany stanu skupienia czynnika roboczego. Czynnik roboczy odparowuje pobierajĢc

ciepło od Ņródła dolnego, a nastħpnie jest sprħŇany. SprħŇanie powoduje wzrost

ciĻnienia i temperatury czynnika roboczego. Kolejno w skraplaczu ma miejsce

skroplenie czynnika (schłodzenie) i oddanie ciepła uŇytecznego (np. do ogrzewania

pomieszczeı). Zawór rozprħŇajĢcy nastħpnie rozprħŇa czynnik, czemu towarzyszy

obniŇenie jego ciĻnienia i temperatury, po czym jest on ponownie kierowany do

parownika zamykajĢc obieg.

1

93530417.175.png

93530417.186.png

93530417.197.png

93530417.208.png

93530417.001.png

93530417.012.png

93530417.023.png

93530417.034.png

93530417.045.png

93530417.056.png

93530417.067.png

93530417.078.png

93530417.089.png

93530417.100.png

93530417.111.png

93530417.122.png

93530417.133.png

93530417.138.png

93530417.139.png

93530417.140.png

93530417.141.png

93530417.142.png

93530417.143.png

93530417.144.png

93530417.145.png

93530417.146.png

93530417.147.png

93530417.148.png

93530417.149.png

93530417.150.png

93530417.151.png

93530417.152.png

93530417.153.png

93530417.154.png

93530417.155.png

93530417.156.png

93530417.157.png

93530417.158.png

93530417.159.png

93530417.160.png

93530417.161.png

93530417.162.png

93530417.163.png

93530417.164.png

93530417.165.png

93530417.166.png

93530417.167.png

93530417.168.png

93530417.169.png

93530417.170.png

93530417.171.png

93530417.172.png

93530417.173.png

93530417.174.png

93530417.176.png

93530417.177.png

93530417.178.png

93530417.179.png

93530417.180.png

93530417.181.png

93530417.182.png

93530417.183.png

93530417.184.png

93530417.185.png

93530417.187.png

93530417.188.png

93530417.189.png

93530417.190.png

93530417.191.png

93530417.192.png

93530417.193.png

93530417.194.png

93530417.195.png

93530417.196.png

93530417.198.png

93530417.199.png

93530417.200.png

93530417.201.png

Uproszczony schemat funkcjonowania spr ħŇ arkowej pompy ciepła

WielkoĻci charakteryzujĢc pompħ ciepła pod wzglħdem energetycznym jest

współczynnik wydajnoĻci obiegu termodynamicznego wstecz, zwany

współczynnikiem wydajnoĻci cieplnej pompy. Jest on ilorazem wielkoĻci ciepła

odbieranego na poziomie Ņródła górnego do energii napħdowej pompy ciepła.

Współczynnik ten jest tym wyŇszy, im wiħcej ciepła moŇna odprowadzię z układu w

górnym Ņródle i mniejsza jest praca niezbħdna do napħdu sprħŇarki pompy ciepła, co

okreĻla zaleŇnoĻę:

Współczynnik wydajnoĻci cieplnej pompy jest tym wyŇszy im niŇsza jest róŇnica

temperatur pomiħdzy Ņródłem górnym i dolnym. Powoduje to, Ňe systemy grzejne z

pompami ciepła powinny byę projektowane i wykonywane jako niskotemperaturowe.

Wtedy współczynnik wydajnoĻci obiegu jest najwiħkszy (np. przy ogrzewaniu

wodnym podłogowym).

2. Elementy pompy ciepła

Pompa ciepła jako zespół urzĢdzeı składa siħ z nastħpujĢcych elementów:

·

sprħŇarki,

·

skraplacza,

·

parownika,

·

urzĢdzenia dławiĢcego.

2

93530417.202.png

93530417.203.png

93530417.204.png

93530417.205.png

93530417.206.png

93530417.207.png

93530417.209.png

93530417.210.png

93530417.211.png

93530417.212.png

93530417.213.png

93530417.214.png

93530417.215.png

93530417.216.png

93530417.217.png

93530417.218.png

93530417.002.png

93530417.003.png

93530417.004.png

93530417.005.png

93530417.006.png

93530417.007.png

93530417.008.png

93530417.009.png

93530417.010.png

93530417.011.png

93530417.013.png

93530417.014.png

93530417.015.png

93530417.016.png

93530417.017.png

93530417.018.png

93530417.019.png

93530417.020.png

93530417.021.png

93530417.022.png

93530417.024.png

93530417.025.png

93530417.026.png

93530417.027.png

93530417.028.png

93530417.029.png

93530417.030.png

93530417.031.png

93530417.032.png

93530417.033.png

93530417.035.png

93530417.036.png

93530417.037.png

93530417.038.png

93530417.039.png

93530417.040.png

93530417.041.png

93530417.042.png

93530417.043.png

93530417.044.png

93530417.046.png

93530417.047.png

93530417.048.png

93530417.049.png

93530417.050.png

93530417.051.png

93530417.052.png

93530417.053.png

93530417.054.png

93530417.055.png

93530417.057.png

93530417.058.png

93530417.059.png

93530417.060.png

93530417.061.png

93530417.062.png

93530417.063.png

93530417.064.png

93530417.065.png

93530417.066.png

93530417.068.png

93530417.069.png

93530417.070.png

93530417.071.png

93530417.072.png

93530417.073.png

93530417.074.png

93530417.075.png

93530417.076.png

93530417.077.png

93530417.079.png

93530417.080.png

93530417.081.png

93530417.082.png

93530417.083.png

93530417.084.png

93530417.085.png

93530417.086.png

93530417.087.png

93530417.088.png

93530417.090.png

93530417.091.png

93530417.092.png

93530417.093.png

93530417.094.png

93530417.095.png

93530417.096.png

93530417.097.png

93530417.098.png

93530417.099.png

93530417.101.png

93530417.102.png

93530417.103.png

93530417.104.png

93530417.105.png

93530417.106.png

93530417.107.png

93530417.108.png

93530417.109.png

93530417.110.png

93530417.112.png

93530417.113.png

93530417.114.png

93530417.115.png

93530417.116.png

93530417.117.png

93530417.118.png

93530417.119.png

93530417.120.png

93530417.121.png

93530417.123.png

93530417.124.png

93530417.125.png

93530417.126.png

93530417.127.png

93530417.128.png

93530417.129.png

93530417.130.png

93530417.131.png

93530417.132.png

93530417.134.png

93530417.135.png

Parowniki. W parowniku czynnik chłodniczy odparowuje przejmujĢc ciepło od

otoczenia (Ņródła dolnego). Dla małych mocy stosowane sĢ wymienniki ciepła

dwururowe; dla wiħkszych płaszczowo-rurowe lub płytowe. Parownik moŇe byę

umieszczony bezpoĻrednio w Ņródle ciepła (powietrzu, wodzie). Przy zastosowaniu

systemu poĻredniego, woda lub solanka jako noĻniki ciepła odbierajĢ ciepło od

otoczenia i przekazujĢ je w parowniku do czynnika chłodniczego.

Spr ħŇ arki. W pompach ciepła do ogrzewania mieszkaı stosowane sĢ sprħŇarki

tłokowe o napħdzie elektrycznym oraz, w małym zakresie, rotacyjne. Stosowanie

napħdu za pomocĢ silnika gazowego lub wysokoprħŇnego jest celowe jedynie przy

duŇych mocach - ponad 100 kW. W wiħkszych obiektach stosuje siħ równieŇ

sprħŇarki odĻrodkowe i Ļrubowe, gdzie jest moŇliwy do zastosowania napħd zarówno

silnikiem elektrycznym, jak i gazowym lub wysokoprħŇnym.

Skraplacze. W skraplaczu, ciepło oddane od czynnika chłodniczego zostaje

przeniesione do ciepłej wody lub ciepłego powietrza za pomocĢ wymiennika ciepła.

Do ogrzewania wody stosuje siħ skraplacze dwururowe, a dla wiħkszych mocy -

skraplacze płaszczowo-rurowe. Do ogrzewania powietrza stosuje siħ typowe systemy

Ňeberkowo-rurowe.

Urz Ģ dzenia dławi Ģ ce: SĢ to termostatyczne zawory rozprħŇne, a przy duŇych

mocach regulatory poziomu.

Regulatory: NajczħĻciej stosowana jest regulacja dwupunktowa uzaleŇniona od

temperatury zewnħtrznej lub temperatury w przewodzie powrotnym z przekaŅnikiem

czasowym dla unikniħcia czħstego włĢczania i wyłĢczania.

Czynniki robocze: stosowane sĢ najczħĻciej specjalne zwiĢzki i substancje

chemiczne na bazie chloru lub freonu, które łatwo ulegajĢ zmianom stanu skupienia.

Na ogół pompa ciepła o mniejszej mocy stanowi zintegrowany blok składajĢcy siħ z

podstawowych elementów: sprħŇarki, zaworu rozprħŇajĢcego, parownika,

kondensatora). Ilustruje to przykład pompy ciepła typu grunt/solanka/woda. Do

typowego bloku podstawowego dołĢcza siħ indywidualnie wymiennik ciepła z solankĢ

i obieg centralnego ogrzewania. Solanka, oddajĢca ciepło czynnikowi roboczemu

pompy ciepła w jej parowniku, cyrkuluje w wymienniku ciepła umieszczonym w

gruncie.

Schemat ideowy pompy ciepła typu grunt/solanka/woda

3

93530417.136.png

3. Zastosowanie pomp ciepła

Najczħstsze zastosowania dla pomp ciepła to:

·

Ogrzewania domów jednorodzinnych Pompy ciepła majĢ zastosowanie

zarówno w powietrznych jak i wodnych systemach ogrzewania. W przypadku

ogrzewania domów jednorodzinnych majĢ moce od kilku do kilkunastu

kilowatów na poziomie Ņródła górnego. Pompy w systemach grzewczych w

domach jednorodzinnych sĢ na ogół pompami sprħŇarkowymi, głównie ze

sprħŇarkami tłokowymi, napħdzanymi silnikami elektrycznymi. WiħkszoĻę z

nich pobiera ciepło z powietrza atmosferycznego. Czħsto pompy te

współpracujĢ z innymi systemami ogrzewania np. z elektrycznym lub

centralnym, włĢczonym szeregowo lub równolegle. Znaczna ich czħĻę działa

zimĢ jako pompa ciepła, latem jako urzĢdzenie klimatyzacyjne. Stosowane sĢ

głównie w domach jedno i dwurodzinnych.

·

Ogrzewania wiħkszych pomieszczeı

o osiedli lub wody dla tych osiedli,

o biurowców,

o obiektów sportowych,

o magazynów handlowych,

o hal przemysłowych.

·

Podgrzewanie wody w basenach kĢpielowych. Dla mniejszych basenów

stosowane sĢ pompy o zwartej (kompaktowej) budowie. Zazwyczaj sĢ to

pompy sprħŇarkowe, ze sprħŇarkami tłokowymi. Ņródłem dolnym moŇe byę

powietrze atmosferyczne lub wody powierzchniowe i podziemne.

MoŇliwe jest równieŇ efektywne podwójne wykorzystanie chłodziarki, gdy

istnieje jednoczesne zapotrzebowanie na ciepło i zimno np. w przypadku, gdy

obok podgrzewanego basenu znajduje siħ lodowisko lub gdy w pływalni

wilgotnoĻę powietrza obniŇana jest za pomocĢ skraplania, a jednoczeĻnie

potrzebne jest ciepło do ogrzewania hali lub basenu kĢpielowego.

·

Podgrzewanie ciepłej wody uŇytkowej

4. Dolne Ņ ródła ciepła pompy ciepła

EfektywnoĻę działania pompy ciepła zaleŇy od poprawnoĻci doboru jej typu do

warunków, w których pracuje. Warunki te okreĻlone sĢ poprzez parametry dolnego i

górnego Ņródła ciepła.

Czħsto okreĻla siħ typ pompy poprzez podanie rodzajów medium (czynnika) górnego

i dolnego Ņródła ciepła. Dlatego stosuje siħ takie nazwy jak: pompa ciepła typu woda

- woda, grunt - woda, powietrze - woda itp. Nazwy te opisujĢ odpowiednio rodzaj

oĻrodka dolnego, z którego ciepło jest pobierane, oraz rodzaj drugiego, górnego

oĻrodka, do którego ciepło jest oddawane, tj. z reguły do obiegu grzewczego.

Podział dolnych Ņródeł ciepła przedstawia siħ w nastħpujĢcy sposób:

Ņródła odnawialne, w tym:

4

·

powietrze zewnħtrzne

·

wody powierzchniowe (rzeki, jeziora, stawy)

·

wody gruntowe

·

wody geotermalne

·

grunt

·

promieniowanie słoneczne

Ņródła wewnħtrzne, tzw. odpadowe, w tym:

·

powietrze i gazy odlotowe,

·

woda odpadowa,

·

Ļcieki,

·

woda chłodnicza.

W przypadku systemów grzewczych w budownictwie jednorodzinnym stosuje siħ

przewaŇnie pompy ciepła wykorzystujĢce Ņródła odnawialne jako dolne Ņródło ciepła.

Dolne Ņródło ciepła powinno siħ charakteryzowaę:

·

duŇĢ pojemnoĻciĢ cieplnĢ,

·

moŇliwie wysokĢ i stałĢ w czasie temperaturĢ,

·

łatwĢ dostħpnoĻciĢ,

·

brakiem zanieczyszczeı, które mogłyby spowodowaę uszkodzenie elementów

parownika,

·

niskimi kosztami wykonania instalacji (ujħcia).

Mo Ň liwe Ņ ródła ciepła przy wykorzystaniu pompy ciepła do ogrzewania pomieszcze ı

5

93530417.137.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

4 sem (graviora).rar (31887 KB)
fwdelektrotechnikae3remateriaydolaboratoriumel.zip (643 KB)
Pytania egzaminacyjne z TWN.doc (22 KB)
AIE71_mechatronika.pdf (6887 KB)
Badanie trójfazowego silnika indukcyjnego pierścieniowego (graviora).rar (6340 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin