STRATA MOCY
Cytując za Wikipedią: strata mocy to – zjawisko fizyczne polegające na traceniu części energii przetwarzanej przez dany układ, dlatego też ma ono bezpośrednie powiązanie ze sprawnością układu.
Idealna pompa ciepła nie istnieje, czyli taka, która pracuje bez strat. Pisaliśmy o tym poprzednio. Pompy ciepła, które pracują na instalacjach, osiągają około 50% sprawności pompy idealnej. Możemy zatem przyjąć ,że mamy spora przestrzeń do poprawy wydajności.
Zastanówmy się wspólnie, jakiego rodzaju straty występują w pompach ciepła?
Niemal każdy element układu chłodniczego generuje straty.
W sprężarce mamy straty wynikające z tarcia na łożyskach, ale też na tłokach lub spiralach. Tutaj dużą rolę odgrywa zastosowany olej. Ma on przede wszystkim smarować wszystkie elementy ruchome, ale także odbierać ciepło wynikające z pracy tych elementów.@
Inny rodzaj straty generowany w sprężarce to część energii elektrycznej zamieniona na ciepło w uzwojeniu silnika, który to chłodzony jest przepływającym czynnikiem w postaci pary. W przypadku grzania ciepło jest odbierane przez czynnik i trudno tu mówić o stracie, jednak w przypadku chłodzenia jest to strata (dodatkowe ciepło do usunięcia).
Niewielką stratą energii elektrycznej będzie podgrzewanie oleju w karterze sprężarki poprzez zewnętrzną grzałkę opaskową.
W większości pomp ciepła mamy sprężarki inwerterowe, czyli takie gdzie regulacja wydajności odbywa się poprzez zmianę prędkości obrotowej wału. Do tego służy właśnie inwerter (falownik). W tym procesie w falowniku wydziela się ciepło, które też jest stratą. Tę stratę też można zagospodarować przy odpowiedniej konstrukcji urządzenia.
Za sprężarką mamy wymiennik skraplacz w (przypadku grzania). Tutaj straty wynikają ze współczynnika przewodzenia oraz konstrukcji. W samym skraplaczu zachodzą trzy rodzaje odbioru ciepła. Pierwszy to ochłodzenie gazu gorącego do temperatury skraplania, następnie skraplanie, następnie ochłodzenie. Najwydajniejszym sposobem przejmowania ciepła jest skraplanie. Rozdzielenie tych trzech sposobów odbioru ciepła zdecydowanie mogłoby zwiększyć wydajność pompy ciepła.
Za skraplaczem mamy zawór rozprężny, który jest sprawcą największych strat. Bardzo ważne jest to, aby temperatura cieczy przed zaworem rozprężnym była taka jak temperatura dolnego źródła, co bezpośrednio wiąże się z konstrukcją skraplacza.
Za zaworem rozprężnym znajduje się wymiennik odpowiedzialny za pobór ciepła z dolnego źródła. W przypadku powietrznych pomp ciepła jest to wymiennik lamelowy tzw. parownik lub parowacz. Przed parownikiem znajduje się dystrybutor pary mokrej, który rozdziela czynnik na poszczególne sekcje. Budowa sekcji, średnica i gęstość rurek, oraz ich struktura ścianki wewnętrznej, jak również kształt lameli, rodzaj materiału, rozstaw i wiele jeszcze innych jest szalenie istotna.
Parownik omywany jest powietrzem zewnętrznym, które wtłaczane jest przez wentylator. To z pozoru proste urządzenie może też pracować mniej lub więcej wydajnie. Zależy to od jakości i materiałów, z jakiego jest zbudowany oraz sposobu regulacji obrotów.
I na koniec mózg całego urządzenia czuli regulator i algorytmy sterujące. Jeśli ten element będzie słaby, to cała reszta na nic się zda.
Do kompletu jeszcze powinniśmy dorzucić rurociąg, który łączy w całość układ chłodniczy. Jego średnica i kształt generują straty spowodowane oporem hydraulicznym.
Należałoby również wspomnieć o czynniku, ale obecnie w zasadzie przyszłość związana jest tylko z jednym czynnikiem R290 i na nim się skupimy.
To wszystko to bardzo krótki opis strat, które muszą wystąpić w układzie termodynamicznym , ze względu na specyfikę budowy.
Co może zrobić konstruktor urządzenia chłodniczego, żeby ograniczyć straty do minimum poza sama wiedza ?
Sam pomysł na urządzenie lepsze od innych albo lepsze od własnej poprzedniej wersji nie wystarczy. Trzeba ten pomysł najpierw rozliczyć teoretycznie nie tylko od strony chłodniczej, ale również od strony ekonomicznej. Wprowadzenie rozwiązania zwiększającego wydajność nawet kilku procent za podwójną cenę urządzenia nie jest drogą do sukcesu.
Należy znaleźć balans pomiędzy techniką a ekonomią. Bez wiedzy się nie obejdzie, bez doświadczenia raczej też nie i bez pieniędzy na rozwój i badania też nie.
Jeszcze potrzebna jest do tego pasja i determinacja. My znamy takich ludzi, którzy robią pompy ciepła z pasją i determinacją. Ludzi, którzy posiadają wiedze i doświadczenie, a po wizycie na produkcji zaryzykowałbym też, że i środki.
W dalszych artykułach postaramy się przybliżyć rozwiązania techniczne zastosowane właśnie w tych produktach.
Cytując za Wikipedią: strata mocy to – zjawisko fizyczne polegające na traceniu części energii przetwarzanej przez dany układ, dlatego też ma ono bezpośrednie powiązanie ze sprawnością układu.
Idealna pompa ciepła nie istnieje, czyli taka, która pracuje bez strat. Pisaliśmy o tym poprzednio. Pompy ciepła, które pracują na instalacjach, osiągają około 50% sprawności pompy idealnej. Możemy zatem przyjąć ,że mamy spora przestrzeń do poprawy wydajności.
Zastanówmy się wspólnie, jakiego rodzaju straty występują w pompach ciepła?
Niemal każdy element układu chłodniczego generuje straty.
W sprężarce mamy straty wynikające z tarcia na łożyskach, ale też na tłokach lub spiralach. Tutaj dużą rolę odgrywa zastosowany olej. Ma on przede wszystkim smarować wszystkie elementy ruchome, ale także odbierać ciepło wynikające z pracy tych elementów.@
Inny rodzaj straty generowany w sprężarce to część energii elektrycznej zamieniona na ciepło w uzwojeniu silnika, który to chłodzony jest przepływającym czynnikiem w postaci pary. W przypadku grzania ciepło jest odbierane przez czynnik i trudno tu mówić o stracie, jednak w przypadku chłodzenia jest to strata (dodatkowe ciepło do usunięcia).
Niewielką stratą energii elektrycznej będzie podgrzewanie oleju w karterze sprężarki poprzez zewnętrzną grzałkę opaskową.
W większości pomp ciepła mamy sprężarki inwerterowe, czyli takie gdzie regulacja wydajności odbywa się poprzez zmianę prędkości obrotowej wału. Do tego służy właśnie inwerter (falownik). W tym procesie w falowniku wydziela się ciepło, które też jest stratą. Tę stratę też można zagospodarować przy odpowiedniej konstrukcji urządzenia.
Za sprężarką mamy wymiennik skraplacz w (przypadku grzania). Tutaj straty wynikają ze współczynnika przewodzenia oraz konstrukcji. W samym skraplaczu zachodzą trzy rodzaje odbioru ciepła. Pierwszy to ochłodzenie gazu gorącego do temperatury skraplania, następnie skraplanie, następnie ochłodzenie. Najwydajniejszym sposobem przejmowania ciepła jest skraplanie. Rozdzielenie tych trzech sposobów odbioru ciepła zdecydowanie mogłoby zwiększyć wydajność pompy ciepła.
Za skraplaczem mamy zawór rozprężny, który jest sprawcą największych strat. Bardzo ważne jest to, aby temperatura cieczy przed zaworem rozprężnym była taka jak temperatura dolnego źródła, co bezpośrednio wiąże się z konstrukcją skraplacza.
Za zaworem rozprężnym znajduje się wymiennik odpowiedzialny za pobór ciepła z dolnego źródła. W przypadku powietrznych pomp ciepła jest to wymiennik lamelowy tzw. parownik lub parowacz. Przed parownikiem znajduje się dystrybutor pary mokrej, który rozdziela czynnik na poszczególne sekcje. Budowa sekcji, średnica i gęstość rurek, oraz ich struktura ścianki wewnętrznej, jak również kształt lameli, rodzaj materiału, rozstaw i wiele jeszcze innych jest szalenie istotna.
Parownik omywany jest powietrzem zewnętrznym, które wtłaczane jest przez wentylator. To z pozoru proste urządzenie może też pracować mniej lub więcej wydajnie. Zależy to od jakości i materiałów, z jakiego jest zbudowany oraz sposobu regulacji obrotów.
I na koniec mózg całego urządzenia czuli regulator i algorytmy sterujące. Jeśli ten element będzie słaby, to cała reszta na nic się zda.
Do kompletu jeszcze powinniśmy dorzucić rurociąg, który łączy w całość układ chłodniczy. Jego średnica i kształt generują straty spowodowane oporem hydraulicznym.
Należałoby również wspomnieć o czynniku, ale obecnie w zasadzie przyszłość związana jest tylko z jednym czynnikiem R290 i na nim się skupimy.
To wszystko to bardzo krótki opis strat, które muszą wystąpić w układzie termodynamicznym , ze względu na specyfikę budowy.
Co może zrobić konstruktor urządzenia chłodniczego, żeby ograniczyć straty do minimum poza sama wiedza ?
Sam pomysł na urządzenie lepsze od innych albo lepsze od własnej poprzedniej wersji nie wystarczy. Trzeba ten pomysł najpierw rozliczyć teoretycznie nie tylko od strony chłodniczej, ale również od strony ekonomicznej. Wprowadzenie rozwiązania zwiększającego wydajność nawet kilku procent za podwójną cenę urządzenia nie jest drogą do sukcesu.
Należy znaleźć balans pomiędzy techniką a ekonomią. Bez wiedzy się nie obejdzie, bez doświadczenia raczej też nie i bez pieniędzy na rozwój i badania też nie.
Jeszcze potrzebna jest do tego pasja i determinacja. My znamy takich ludzi, którzy robią pompy ciepła z pasją i determinacją. Ludzi, którzy posiadają wiedze i doświadczenie, a po wizycie na produkcji zaryzykowałbym też, że i środki.
W dalszych artykułach postaramy się przybliżyć rozwiązania techniczne zastosowane właśnie w tych produktach.
