De warmtepomp in dit project is een water/water warmtepomp. De koelvloeistof die gebruikt wordt is freon R-409A.
De volgende metingen werden gedaan :
- gemeten.png (9.81 KiB) 672 keer bekeken
Het moellier-diagram werd opgesteld, met de gemeten cyclus en de ideale cyclus (isentropisch).
- water1.png (785.43 KiB) 666 keer bekeken
Hieruit werden de enthalpiën afgelezen :
h1 =410
h2 =440
h3 =230
h4 =230
Volgende waarden moesten berekend worden:
Qv waterbron (W)
Qv luchtbron
Ptoegevoegd
Qc via water (W)
COP via water
Qc via freon (W)
COP via freon
COP ideaal
Volumetrisch rendement compressor via rp
Volumetrisch rendement compressor via mfr
Totaal rendement
Dit zijn de berekeningen , je vind deze ook apart in bijlage in PDF in latex geschreven (overzichtelijker) :
Compressieverhouding :
\(r_{p}=\frac{p_2}{p_1}=\frac{12 bar}{3,80 bar}=3,16 bar\)
Volumestroomdebiet:
\(\dot{V}_{fr}=\frac{\dot{m}_{fr}}{\rho}=v.\dot{m}_{fr}=0,06\frac{m^2}{kg}.8.10^{-3}\frac{kg}{s}=0,00048\frac{m^3}{s}\)
\(COP_{via freon}\)
(Werkelijke COP berekend met de enthalpien van het koelmiddel) :\(COP_{via freon}= \frac{Q_{C via freon}}{Q_{C via freon}-Q_{V via freon}}\)
We berekenen eerst
\(Q_{C via freon}\)
en \(Q_{V via freon}\)
:\(\dot{Q}_{C via freon}=\dot{m}_{r}.(h_{2}-h_{3})=0,008\frac{kg}{s}.(440-230)\frac{kJ}{kg}=1680 W\)
\(\dot{Q}_{V via freon}=\dot{m}_{r}.(h_{1}-h_{4})=0,008\frac{kg}{s}.(410-230)\frac{kJ}{kg}=1440 W\)
\(COP_{via freon}= \frac{1680 W}{1680 W-1440W}=7\)
\(COP_{ideaal via freon}\)
, dit is de COP van de ideale cyclus getekend op het moelier-diagram(berkend via de afgelezen temperaturen in Kelvin) :\(COP_{ideaal via freon}= \frac{T_{C}}{T_{C}-T_{V}}\)
\(}COP_{ideal via freon}= \frac{318 K}{318 K-278K}=7,95\)
\(COP_{Carnot via water}\)
, is de maximaal mogelijk COP berekend volgens Carnot met de gemeten temperaturen :\(COP_{Carnot via water}= \frac{T_{C}}{T_{C}-T_{V}}\)
\(T_{C}\)
= condensor afvoertemperatuur van het water(warmte afgiftesysteem)\(T_{V}\)
=verdamper toevoertemperatuur van het water(warmtebron)\(COP_{Carnot via water}= \frac{313 K}{318 K-290,5K}=13,91\)
\(COP_{Carnot via water}\)
, is de COP berekend volgens de afgevoerde warmte en het toegevoerd elektrisch vermogen :\(COP_{ via water}= \frac{\dot{Q}_{C via water}}{\dot{W}_{in}}\)
We berekenen eerst
\(\dot{Q}_{C via water}\)
en \(\dot{W_{in}}\)
:\(Q_{C via water}=\dot{m}_{c}.c_{pwater}.(t_{9}-t_{7})=0,020\frac{kg}{s}.4180\frac{J}{kg K}.(40-15,3)=2065W\)
De kWh-meter draait 1 omwenteling per 42 seconden. 150 omwentelingen komt overeen met een verbruik van 1 kWh.
Het vermogen is arbeid per tijd.
\(\dot{W}_{in}=\frac{1}{150\frac{omw.}{kWh}.42\frac{s}{omw.}}.3600\frac{s}{h}=571W\)
\(COP_{ via water}= \frac{\dot{Q}_{C via water}}{\dot{W_{in}}}= \frac{2065W}{571W}=3,62\)
Het volumetrische rendement via
\(r_{p}\)
:\(\eta_{Vcomprviar_{p}}=1-\frac{V_{0}}{V_{s}}.(r_{p}^\frac{1}{n}-1)=1-0,05.(3,15^\frac{1}{1,05}-1)=90\%\)
Het volumetrisch rendement via
\(\dot{m}_{fr}\)
:\(\eta_{Vcomprvia\dot{m}_{fr}}=\frac{\dot{v}_{fr}}{\dot{v}_{s}}=\frac{0,00048}{0,00065}=74\%\)
Waarom zijn de COP waarden zo verschillend, deze zouden toch dichter bij elkaar moeten liggen?
