Aircon op lucht

[John Hopmans]

Ik probeerde een warmte pomp te onwerpen voor verwarmen in de winter en koelen in de zomer. De oplijning was een compressor, twee warmte wisselaars, een voor koelen en een voor verwarmen gevolgd door een expander om electriciteit te besparen. De aandrijfmotor, compressor en expander worden alledrie op een as gemonteerd. Als medium gebruik ik lucht in plaats van refrigerant.

Bijgevoegde berekeningen laten zien dat de verwarmings mode heel slecht functioneert met een COP van minder dan 1. En het zou minstens 1.0 moeten zijn om te concureren met een verwarmings spiraal en 2.7 om te concureren met een gasketel. Goede warmtepompen hebben een COP van 5

Echter de COP voor koeling is wel 5+ zonder al te veel optimalisaties.

Dan vraag ik me af: is deze aircon dan niet veel beter dan de aircons gevuld met green house gas refrigerants. Ik denk dat ie iets duurder is dan traditionele aircon omdat er expander gebruikt wordt in plaats van een expansie ventiel. Maar daar staat tegenover geen dure refrigerant en geen milieubelasting later.
En dan nog iets: ze bestaan al in de voedsel industrie en in de luchtvaart, maar voor deze takken van industrie wegen de voordelen wellicht op tegen de extra kosten.

In tropen worden geen warmte pompen gebruikt ,maar wel heel veel aircons. Misschien een idee?

[HansH]

Bijgevoegde berekeningen laten zien dat de verwarmings mode heel slecht functioneert met een COP van minder dan 1. En het zou minstens 1.0 moeten zijn om te concureren met een verwarmings spiraal en 2.7 om te concureren met een gasketel. Goede warmtepompen hebben een COP van 5

Echter de COP voor koeling is wel 5+ zonder al te veel optimalisaties.

Misschien zie ik het verkeerd, maar het enige verschil tussen koelen en verwarmen is toch dat je de lucht vanaf een andere kant gebruikt? Je levert vermogen aan de compressor en er wordt warmte verpompt. die verhouding geeft je COP waarde. dus waar om is die dan zo verschillend in beide gevallen? de warmte die je verpompt zou toch hetzelfde moeten zijn?
Misschien goed om de excel voor het begrip even terug te vertalen naar plaatjes met carnot cycles. en dat te analyseren wat het essentiele verschil is tussen vloeibare koelmiddelen en gasvormige.

[kwasie]

Je maakt een fout in de celverwijzing, maar ik laat aan jou over om dat verder uit te zoeken. Het is voor een buitenstaander lastig om je werkwijze te volgen.

@HansH, het verschil zou zijn dat de warmteontwikkeling door het apparaat bij verwarming gewenst is, en bij koeling nog extra moet worden afgevoerd.

[Pinokkio]

Het spreadsheet is dermate primitief dat het voor buitenstaanders niet duidelijk is.

Ook het stroomschema is niet duidelijk. Ik zou een gesloten loop verwachten maar zie die niet.
Maak eerst eens een duidelijk stroomschema, gewoon met potlood op papier, en schrijf daarin alle drukken, temperaturen, debieten, vermogens, et cetera.

Wat is het doel van dit probleem? Is het een schoolopdracht? Stage-opdracht? Afstudeeropdracht? Of wat?

[John Hopmans]

In de aircon mode, breng ik warme lucht (30 oC) vanuit het huis, comprimeer dat en voer warmte af via een koeler buitenshuis en vervolgens expandeer ik de lucht in een expander en blaas de koude lucht van 18 graden de kamer in. Dus geen gesloten circuit nodig. De expander is essentieel voor het terugwinnen van energie

[Pinokkio]

Hoe moet dat systeem dan het huis in de winter verwarmen in plaats van afkoelen?
Met hetzelfde stroomschema maar door de compressor uitlaat dan te verwarmen i.p.v. af te koelen en dan proberen het huis te verwarmen met de koude uitlaat van de expander? Geen wonder dat dat een slechte COP geeft.

Om het huis te verwarmen moet het systeem omgekeerd kunnen worden. Jij huidige processchema kan dat niet.

Overigens zal de COP in aircon mode lager zijn dan jij denkt omdat je een te optimistisch rendement gebruikt voor compressor en expander, en omdat je geen drukverlies in rekening brengt voor de koeler en leidingen.

[kwasie]

Er wordt gezegd dat wat je post niet te begrijpen is en gevraagd om een duidelijk schema weer te geven met de alle gegevens daarbij. Jouw antwoord daarop zijn drie warrige zinnen die helemaal niet te volgen zijn.
Wat verwacht je nu van ons?
Misschien kun je een boek over energietechniek doorlezen, er staat altijd wel een hoofdstuk in dat gaat over koeltechniek/warmtepompen.

[HansH]

@HansH, het verschil zou zijn dat de warmteontwikkeling door het apparaat bij verwarming gewenst is, en bij koeling nog extra moet worden afgevoerd.

met dat gegeven kom ik op hetvolgende:

COP.gif (5.89 KiB) 18962 keer bekeken

[John Hopmans]

Ok, er zit een fout in de berekening. En bovendien moet ik voor een aircon niet een COP, maar de EER berekenen.
Die EER moet tegenwoordig meer dan 10 zijn voor een efficiente aircon en dat haal ik niet.
Jammer dat betekent dat we nog steeds die refrigerants moeten blijven gebruiken

Ik ga er een paar dagen aan werken (feestdagen) en schrijf een rapportje en plaats dat op deze site

[HansH]

Ok, er zit een fout in de berekening. En bovendien moet ik voor een aircon niet een COP, maar de EER berekenen.
Die EER moet tegenwoordig meer dan 10 zijn voor een efficiente aircon en dat haal ik niet.
Jammer dat betekent dat we nog steeds die refrigerants moeten blijven gebruiken

Ik ga er een paar dagen aan werken (feestdagen) en schrijf een rapportje en plaats dat op deze site

https://www.energy.gov/energysaver/room ... nditioners:
The EER is the ratio of the cooling capacity (in British thermal units [Btu] per hour) to the power input (in watts).
dan is EER toch hetzelfde als COP_koel in mijn voorbeeldje?

[CoenCo]

Ja en nee.
Want 1 Watt staat gelijk aan circa 3.41BTU/hr
Dus een cop van 1 W/W is gelijk aan een EER van 3.14 BTU/(hr*W) lijkt me.

[HansH]

Ja en nee.
Want 1 Watt staat gelijk aan circa 3.41BTU/hr
Dus een cop van 1 W/W is gelijk aan een EER van 3.14 BTU/(hr*W) lijkt me.

Ok zo had ik ket nog niet gelezen. Maar goed conclusie is dus dat er een constante tussenzit, maar dat maakt voor het werkingsprincipe en de vergelijking tussen gas of gas/vloeistof als medium natuurlijk geen enkel verschil.

[HansH]

misschien voor de compleetheid:
https://www.unitconverters.net/power/wa ... t-hour.htm

The BTU is specifically defined as the amount of heat required to increase the temperature of one pound of water by one °F.

Zou eigenlijk verboden moeten worden om in dit soort eenheden te blijven rekenen.

[John Hopmans]

Zoals beloofd zou ik een rapportje schrijven over de aircon en heat pump gebruik makend van lucht als medium.
Helaas is de COP voor koelen, EER voor koelen en de COP voor verwarming te laag.
Jammer want het zou natuurlijk heel goed zijn als we van die vervelende refrigerants af zijn.
Bijgevoegd het rapport met daarin opgenomen een excel sheet voor de berekeningen

[John Hopmans]

Ik begrijp dat mijn "embedded file niet mee komt vandaar dat ik de excel file apart stuur