Køleanlæg med udnyttelse af temperaturglid
Illustration af køleanlæg af Møllers-Grafisk Tegnestue.
I praksis har mange processer temperaturglid under opvarmningen eller nedkølingen. Den maksimale COP, der beskriver dette, kaldes Lorenz COP, og denne kan være væsentligt højere end Carnot´s COP. Med en forbedret COP får varmepumper lettere ved at konkurrere med andre former for opvarmning. Lorenz´ COP kan formentligt tilnærmes ved at indsprøjte kølemiddel direkte under kompressionsfasen. Denne teknologi har følgende fordele i forhold til konventionelle anlæg: - Ideel kompression uden overhedning. - Gassen opsuges løbende under kompressionen, dvs. mindre kompressionsarbejde. - Ud af kompressoren kommer kølemiddelvæske ved den ønskede fremløbstemperatur. I konventionelle anlæg er kondenseringstemperaturen oftest noget over den ønskede fremløbstemperatur, til skade for COP. I projektet indkøber vi en udvalgt kompressortype, der modificeres for håndtering af en stor mængde indsprøjtet væske. Kompressoren indgår i en forsøgsopstilling med en konventionel fordamper. DTU skal stå for beregninger vedr. modificeringer af den anvendte kompressor. Efter ombygningen testes COP i en dertil opbygget forsøgsopstilling hos Teknologisk Institut.
I mange køle- og opvarmningsprocesser sker et temperaturglid undervejs, f.eks. opvarmes fjernvarmevand fra ca. 40 °C til ca. 70 °C på varmeværket. Andre processer nedkøles, f.eks. kølevand fra procesvirksomheder.
En varmepumpe, der kan udnytte disse temperaturforskelle, vil have en bedre COP end konventionelle varmepumper, med en elbesparelse til følge. I dette forsøg konstrueres en forsøgsopstilling for test af et nyt princip med kondensering og fordampning direkte i flydende kølemiddel.
Lorenz kredsproces er fulgt, og det er søgt at tilnærme alle delprocesser til denne for maks. COP. Der er udført ca. 40 kompressionsgennemløb under ideel drift, og i disse ses en COP på ca. 41-65 % af Lorenz COP ved de givne temperaturforhold.
Ved en fordampertemperatur på 16 °C, en temperatur af væsken ind i kompressionskammeret på 37,1 °C og en temperatur af væsken ud af kompressoren på 61,1 °C, måles en COP på 5,8.
Lorenz COP ved disse temperaturer er 9,5, hvorfor vi her når 61 % af den teoretisk opnåelige COP.
Mere information
349-040