klimatyzacja klimatyzatory | klimatyzacja, klimatyzatory, wentylacja

sprężanie

Okazuje się, że sprężając gaz wielostopniowo (przy ustalonym wzroście ciśnienia i innych założeniach opisanych w tym dokumencie) + jednoczesne chłodzenie gazu praca sprężarki jest do 16% niższa niż przy sprężaniu jednostopniowym (przy trzech stopniach oszczędność jest w okolicach 25%).

Powyższy proces odpowiada idei pracy pompy ciepła z tym, że ciepło z poszczególnych stopni odprowadzamy do CO.

Także jak sam widzisz z jednej strony przegrzanie gazu może być niekorzystne przy sprężarce jednostopniowej ale już przy wielostopniowej wygląda to zupełnie odwrotnie.

Zakładając, że mamy przegrzany gaz przed wejściem do sprężarki wielostopniowej, uzyskamy 25 % oszczędności na sprężarce oraz wychodząc z COP=4 jako obiegu porównawczego mamy:

Obieg porównawczy COP=4 tzn.
Ec/Ee = 4
Ec-energia cieplna
Ee-energia elektryczna

Obieg z 25% oszczędności:
E25e = Ee – Ee*0,25=0,75Ee
czyli:
Ec/E25e = 5,3

E25e – energia elektryczna z 25% oszczędnością w stosunku do Ee

Czyli stosując ten prosty trik pompa ciepła z COP =4 przechodzi na COP=5,3.

Do tego jeszcze trzeba dodać dodatkową energię związaną z przegrzaniem gazu -> jest tego raczej niewiele ale zawsze coś.

np. dla propanu od 0 do 20oC będzie to jakieś 40 KJ/kg, przy ok 400 kJ/kg dla ciepła skraplania czyli wzrost o 10%.

Chodzi o to, że ten układ jest termodynamicznie bez sensu. Kompletnie.
Najpierw przegrzewamy niepotrzebnie parę z parownika, w procesie praktycznie izobarycznym. Następnie tę przegrzaną parę
sprężamy, wykonując większą pracę sprężania, żeby na koniec skraplać ją mocno ochłodzonym (bo użytym do przegrzewu) czynnikiem obiegowym źródła górnego, w związku tym zanim zacznie się skraplanie, trzeba schłodzić mocno juz przegrzaną parę. Takie warunki procesów parowania/skraplania już z daleka krzyczą „uwaga! duża produkcja entropii”. To wszystko spowoduje spadek sprawności izentropowej i w konsekwencji COP pompy.
W realnych układach stosuje się pewien przegrzew po to, żeby sprężarki nie ulegały uszkodzeniom z powod sprężania cieczy (uderzenia hydrauliczne), jaka mogłaby się przedostać z parą nasyconą mokrą z parownika. Kwestię lepszego dopasowania temperatur czynników w skraplaczach/parownikach załatwia się zeotropowością czynnika i specjalną strefową konstrukcją tych wymienników.

Skocz do góry