Föreläsning 3: Processerna i värmepumpen i diagram och godhetstal – COP

Question 1

Värmefaktor

Answer 1

COP = coefficient of performance
Värmefaktorn anger förhållandet mellan den (nyttiga) värmeeffekt som avges från värmepumpen och den driveffekt som fordras för att hålla processen igång.

Den är alltid större än 1

Question 2

Vad är COP1 och när används det?

Answer 2

Värmefaktor = COP1
mängd avgiven värme per satsad mängd arbete

COP1 = q1 /𝜀K

T1 = höga temperaturen
p1 = höga trycket
(vid kondensorn)

används vid uppvärmning av lokal såsom inomhus under vintern

Question 3

Vad är COP2 och vad används det till?

Answer 3

Köldfaktor = COP2
mängden upphämtad värme per satsad mängd arbete

COP2 = q2 /𝜀K

T2 = låga temperaturen
p2 = låga trycket
(vid förångaren)

används vid nedkylning av lokal såsom ishall

Question 4

Samband mellan värmefaktor och köldfaktor

Answer 4

COP1 = COP2 + 1

q1 = q2 + 𝜀K

Question 5

Isentropiska förhållanden

Answer 5

Isentropiska förhållanden beskriver en ideal process där entropin förblir konstant, vilket innebär att det inte sker någon värmeöverföring och att processen är reversibel.

Fungerar ej i verkligheten.

Question 6

Eftersom isentropiska förhållanden inte är möjliga måste vi lägga till 30 % arbete till kompressorn. Vad ökar då, q1, q2 eller 𝜀K?

Answer 6

𝜀K blir 30 % större
q1 ökar då q1 = q2 + 𝜀K

q2 förblir konstant då denna process sker i förångaren innan kompressorn

Question 7

Vill man ha högt eller lågt COP1 och COP2?

Answer 7

Högt, man vill tillsätta så lite arbete som möjligt.

Question 8

Får man högre COP1 och COP2 om q1 och q2 är nära varandra på y-axeln eller långt ifrån?

Answer 8

Nära varandra för då blir 𝜀K lägre.

Question 9

Carnot verkningsgrad

Answer 9

COP1 <= T1 / ( T1 - T2 )
COP2 <= T2 / ( T1 - T2 )

(kommer bli högre än den verkliga då det är en idealiserad verkningsgrad)

Question 10

Absolut temperatur

Answer 10

Temperaturen uttryckt i Kelvin

Question 11

Exergi

Answer 11

Den maximala mängden arbete som kan utföras av ett system när det når jämvikt med sin omgivning.

Exergi kan ses som ett mått på den användbara energin i ett system och ger en förståelse för hur effektivt energi kan omvandlas och utnyttjas i olika processer

Med kvalitet på energi menar vi här energins potential att kunna utföra mekaniskt arbete. Detta kallas också ”exergi”

Question 12

Exergieffektiviteten ψ

Answer 12

ψ = Exut / Exin = ( 1 - Ta/T0 ) / ( 1 - Ti/T0 )

Exergieffektiviteten ψ är kvoten mellan exergiandelen i
energiflödet som lämnar systemet och exergiinnehållet i
energiflödet som kommer in i systemet.

En effektiv process har ψ nära 1