Ämne: CO2 som köldmedium i värmepumpar

[hplp]

Mycket intressant läsning det här, har länge försökt förstå hur det kan fungera, co2 har ju bara två tillstånd i atmosfärtryck, gas eller fast form. Svårt att hitta några svar på nätet, förutom i detta forum förstås. Hoppas vi vetgiriga får fortsatt information i ämnet. Gärna principskiss, tryckuppsättning,temp,etc. Läste också om delta-t problemet, varför flyttar man inte över energin till den andra sidan då ökar ju delta-t ?

[PerJ]

Ritade en CO2 värmepumpcykel i ett entalpi-tryck-diagram.

Punkt A är temperatur och tryck ut ur gaskylaren (”kondensorn”) där gasen kyls av returen från värmesystemet. I exemplet har vi 100 bar i gaskylaren och vi kan kyla gasen till 40ºC. 100 bar och 40ºC ger entalpin (energiinnehållet i kJ/kg) av ca 312 kJ/kg

Efter gaskylaren expanderar gasen ned i förångaren och får i exemplet ett tryck av  34,7 bar som motsvarar 0 ºC förångningstemperatur, entalpin är fortfarande 312 kJ/kg. Vi är i punkten B.

I förångaren förångas CO2 och energi tas upp vid konstant tryck av 34,7 bar som motsvarar en förångningstemperatur av 0ºC. Vid utloppet av förångaren är köldmediet helt förångat och dessutom lite överhettat till 5 ºC och har då ett energuunnehåll av 440 kJ/kg. vid ett tryck av 34,7 bar. Punkt C.

Gasen komprimeras sedan av kompressorn så att trycket motsvaras av gaskylartrycket och vi har kommit till punkt D. Gasen har då trycket 100 bar igen, en temperatur av 100 grader och en entalpi av 504 kJ/kg.

Avgiven värme i gaskylaren är D-A = 504-312 = 192 kJ/kg
Upptagen värme i förångaren är C-B =  440-312 =  128 kJ/kg
Arbete utfört av kompressorn D-C = 504-440 = 64 kJ/kg

COP = Avgiven/arbete = 192/64 = 3,00

I diagrammet ser man att skulle man kunna kyla gasen bättre i gaskylaren så förflyttar man punkterna A-B åt vänster i diagrammet, punkterna C och D ligger kvar och därmed stiger COP.
Skulle man kunna kyla gasen i gaskylaren till 35ºC istället för i exemplet ovan till 40ºC så skulle man få följande data:

Avgiven värme i gaskylaren är D-A = 504-289 = 215 kJ/kg
Upptagen värme i förångaren är C-B =  440-289 = 151 kJ/kg
Arbete utfört av kompressorn D-C = 504-440 = 64 kJ/kg

COP = Avgiven/arbete = 215/64 = 3,35

COP har stigit med mer än 10 % om returen från värmesystmet till gaskylaren är 5 grader svalare. Observera att gaskylartrycket i exemplet låg på 100 bar i båda fallen. Utgående vattentemperatur från gaskylaren kan i båda fallen tänkas vara konstant tex 70ºC

PerJ

[hplp]

skulle man kunna bygga en hybrid? en co2 pump och en 410. man kunne ju minska storleken och låta 410an plocka ner returtempen. 410an skulle då kunna stå för värmen och co2an för tappvattnet och om inget varmvatten behöves skulle värme från co2an shuntas till radiatorerna och tillsammans med 410an värma huset. det skulle väl ge en bra cop på båda maskinerna? 

[PerJ]

Jag har inte räknat på vad det skulle innebära att göra som du föreslår.

I teorin så kan man göra ganska stora förbättringar på värmepumpar för villa installationer, men det faller ofta på att kostnaderna blir för höga. De värmepumpar som säljs idag är konstruerade för att vara billiga att tillverka, rimligt driftsäkra med hyfsade prestanda.
Däremot på större anläggningar så finns det ekonomiskt utrymme för höjningar av väremfaktorn med ekonomiser kopplingar, kaskadsystem, underkylare. Det finns många möjligheter. I en villa pratar vi om kanske 1000 kWh per år i ytterligare besparing, i stora anläggningar där vi kanske pratar om 1000 MWh i ytterligare besparing, då finns oftast investeringsviljan.

PerJ

[larryd]

Nu har Sanyo's L/V pump med CO2 funnits ett tag. Kan inte ni som har den dela med er av erfarenheterna?