background image

 

                   

 Politechnika                   Białostocka 

 

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska 

Katedra Ciepłownictwa 

 
 
 
 
 

Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 

 
 

Temat ćwiczenia: Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji 

właściwości czynnika roboczego  

 
 
 

Ć

wiczenie nr 7 

 
 
 

Laboratorium z przedmiotu: 

„Alternatywne źródła energii” 

 
 
 
 

Kod:ŚC3066 

 
 
 

Opracowała: 

mgr inż. Anna Werner-Juszczuk 

 
 

luty 2015 

 
 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

 

1.

 

Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego 

 

Celem  ćwiczenia  jest  wyznaczenie  sprawności  pompy  ciepła  w  funkcji  temperatury 

parowania  i  kondensacji,  przy  uwzględnieniu  właściwości  czynnika  roboczego,  zapoznanie 
się  z  wyznaczaniem  obiegu  chłodniczego  pompy  ciepła  oraz  porównanie  obiegu 
rzeczywistego pompy ciepła z obiegiem teoretycznym. 

 

2.

 

Podstawy teoretyczne 

 

2.1.Pompa ciepła 
 

Pompą  ciepła  określa  się  maszynę  cieplną,  która  odbiera  ciepło  Q

d

  ze  źródła 

o temperaturze  niższej  T

d

  (źródło  dolne)  i  przekazuje  go  (Q

g

)  do  źródła  o  temperaturze 

wyższej  T

g

  (źródło  górne),  kosztem  doprowadzanej  pracy  zewnętrznej  W  (tzw.  proces 

podnoszenia potencjału cieplnego). 

 

 

 

 

Rys. 1. Schemat działania silnika cieplnego, pompy ciepła oraz chłodziarki [1] 

 

W  praktyce  najczęściej  stosowane  są  sprężarkowe  pompy  ciepła,  których  schemat 

ideowy przedstawiono na rysunku 3, realizujące termodynamiczny obieg Lindego (tzw. obieg 
sprężania pary). 

 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

 

 

Rys. 2. Wykres p-h 

 

 

Rys. 3. Schemat ideowy sprężarkowej pompy ciepła. S – skraplacz, Sp – sprężarka,  

P – parownik, ZR – zawór rozprężny 

 

 

Rys. 4. Obieg Lindego w układach T–s, p–h 

 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

 

Symbole  1,  2,  3,  4,  na  rysunkach  3  i  4  oznaczają  poszczególne  stany  czynnika 

roboczego, realizującego obieg termodynamiczny, na który składają się następujące procesy, 
realizowane w elementach chłodziarki: 
1  –  2  →  izentropowe  sprężanie  od  pary  nasyconej  do  pary  przegrzanej  (przemiana 

adiabatyczna odwracalna), 

2 – 2’ → chłodzenie izobaryczne pary, 
2’ – 3 → skraplanie izotermiczno-izobaryczne, przejście do stanu cieczy nasyconej, 

(procesy 2-2’ oraz 2’-3 są to wewnętrzne odwracalne przemiany, w których ciepło jest 

oddawane w skraplaczu) 

3 – 4 → dławienie w zaworze rozprężnym (rozprężanie izentalpowe), do momentu, 

gdy P

4

=P

1

 przy h

4

=h

3

4 – 1 → wewnętrzna odwracalna przemiana przy stałym ciśnieniu i temperaturze (parowanie 

izotermiczno-izobaryczne), w której ciepło jest pobierane w parowniku, przejście ze 
stanu mieszaniny cieczy z parą do stanu pary nasyconej. 

 

Jak widać na obu wykresach, cały proces 4– 1 oraz znaczna większość procesu 2 – 3 

zachodzi  przy  stałej  temperaturze.  Cykl  przedstawiony  na  wykresach  (Rys.4)  jest  cyklem 
teoretycznym, w związku z czym punkt 1 znajduje się na krzywej pary nasyconej, a punkt 3 
znajduje się na krzywej cieczy nasyconej. 
 

W  odróżnieniu  do  innych  cykli  teoretycznych,  cykl  sprężania  pary  posiada  zarówno 

odwracalne jak i nieodwracalne procesy tj. dławienie.  

 
Na  podstawie  wykresu  p-h  można  określić  następujące  zmiany  energii 

w poszczególnych procesach: 

1 – 2 →  

1 2

2

1

0

W

h

h

= − >

 

   2 – 3 →  

2 3

2

3

0

Q

h

h

= − <

 

   3 – 4 →  

3

4

h

h

=

 

   4 – 1 →  

4 1

1

4

0

Q

h

h

= − >

 

gdzie:  W

1–2 

– praca wykonana na systemie, w celu przejścia ze stanu 1 do stanu 2, 

Q

2–3 

– ciepło oddane do źródła górnego (ciepło wymieniane w skraplaczu), 

Q

4–1

- ciepło zaabsorbowane od źródła dolnego (ciepło wymieniane w parowniku). 

 

 
W sprężarce (proces 1–2) oraz podczas procesu dławienia (proces 3–4), nie następuje 

wymiana ciepła, jedynie w procesie sprężania (1–2) następuje dostarczenie pracy do układu. 
 
2.2. Sprawność pompy ciepła 
 

Energetyczny bilans cieplny pompy ciepła można zapisać w postaci: 
 

0

=

+

Q

Q

W

 

(1) 

 

gdzie:  Q – ilość ciepła oddawana w skraplaczu, 

Q

0

– ilość ciepła pobranego w parowniku, 

W – praca dostarczona do sprężarki. 
 
Parametrem  charakteryzującym  wydajność  cieplną  pompy  ciepła  jest  sprawność 

energetyczna  obiegu  grzejnego,  którą  wyraża  się  stosunkiem  bezwzględnej  wartości  ciepła 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

 

odprowadzanego  od  czynnika  wykonującego  obieg  w  skraplaczu  do  bezwzględnej  wartości 
pracy zewnętrznej obiegu: 

 

0

0

=

1

W

W

+

=

= +

q

Q

W

Q

Q

W

ε

 

(2) 

 
W oparciu o wykres obiegu sprężarkowej pompy ciepła p-h, sprawność energetyczna 

obiegu grzejnego może być zapisana w postaci: 
 

2

3

2

1

=

c

h

h

h

h

ε

 

(3) 

 
gdzie 

h – entalpia właściwa czynnika roboczego w węzłowych punktach obiegu. 

 
2.3.Obieg rzeczywisty 
 

Wykresy  na  rys.  3  przedstawiają  teoretyczny  obieg  pompy  ciepła.  W  rzeczywistości, 

w trakcie  realizacji  obiegu  przez  czynnik  roboczy,  występują  straty  ciśnienia  spowodowane 
oporem  przepływu  czynnika  przez  wymienniki  i  przewody  oraz  straty  ciepła  do  otoczenia. 
W obiegu  rzeczywistym  sprężanie  pary  nie  jest  przemianą  izentropową  i  towarzyszy  mu 
zmiana  entropii.  Dławienie  cieczy  w  zaworze  rozprężnym  nie  jest  izentalpowe.  Wszystkie 
wymienione  czynniki  powodują,  że  rzeczywista  wydajność  ciepła  pompy  ciepła  będzie 
mniejsza od wydajności obiegu teoretycznego, i można ja zapisać w postaci: 

 

 

=

c rz

q

q

w

w

ε

+ ∆
+ ∆

 

(4) 

 

gdzie:  q  –  ilość  ciepła  uzyskanego  w  skraplaczu  odniesiona  do  1  kg  czynnika  krążącego 

w obiegu, 
w – praca dostarczona do sprężarki odniesiona do 1 kg czynnika krążącego w obiegu, 

q

 - przyrost wydajności grzejnej spowodowany nieodwracalnością przemian, 

w

- przyrost właściwej pracy sprężania spowodowany stratami w sprężarce. 

 

Na  zwiększenie  pracy  dostarczonej  do  sprężarki  wpływ  mają  straty  energetyczne 

związane  z  nieodwracalnością  procesu  wymiany  ciepła  w  parowaczu,  dławieniem  czynnika 
w zaworze  rozprężnym  oraz  straty  wywołane  oporem  przepływu,  głównie  w  przewodzie 
ssawnym.  Straty  te  nie  powodują  zwiększenia  wydajności  cieplnej  obiegu.  Pozostałe  straty 
występujące w obiegu pompy ciepła zwiększają jej wydajność. 

Zależność  pomiędzy  rzeczywistym  a  teoretycznym  współczynnikiem  wydajności 

cieplnej pompy ciepła ma postać: 

 

 

=

c rz

d

c

ε

η ε

 

(5) 

 
gdzie

d

η

  oznacza  stopień  doskonałości  rzeczywistego  obiegu  pompy  ciepła,  którego 

wartość wynosi

0, 5 0, 6

d

η

=

÷

.  

Na  wartość  rzeczywistego  współczynnika  wydajności  cieplnej  ma  wpływ  różnica 

temperatur źródła dolnego i górnego oraz parametry czynnika roboczego realizującego obieg. 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

 

 

Rys. 5. Zależność COP od temperatury skraplania czynnika chłodniczego 

 
 

 

Rys. 6. Zależność COP od temperatury parowania czynnika chłodniczego 

 

2.4.Czynnik roboczy 
 

Czynnik  roboczy  jest  to  czynnik  termodynamiczny  krążący  w  obiegu  pompy  ciepła, 

który  pośredniczy  w  przekazywaniu  ciepła  z  ośrodka  o  niższej  do  ośrodka  o  wyższej 
temperaturze.  Rodzaj  zastosowanego  czynnika  roboczego  ma  wpływ  na  wydajność  cieplną 
pompy oraz na jej konstrukcję. 

 
Najczęściej  jako  czynniki  robocze  wykorzystywane  są  czynniki  chłodnicze,  które 

powinny spełniać następujące wymagania: 

 

stabilność chemiczna przy zmiennych wartościach temperatury, 

 

chemiczna obojętność w stosunku do materiałów pompy ciepła, z którymi ma kontakt, 

 

niepalność, 

 

nietoksyczność, 

 

niewybuchowość, 

 

obojętność dla środowiska, 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

 

 

możliwie niskie ciśnienie skraplania, 

 

duża objętościowa wydajność grzejna. 
 

Przydatność  do  wykorzystania  w  pompach  ciepła  jest  określana  za  pomocą 

następujących kryteriów: 

 

współczynnik wydajności grzejnej COP, 

 

wartości i zakresy ciśnienia nasycenia, 

 

stopień sprężania, 

 

objętościowa wydajność grzejna, 

 

wpływ na środowisko. 
 

Wpływ  czynnika  chłodniczego  na  środowisko  jest  określany  za  pomocą  trzech 

współczynników: 

 

ODP (OzoneDepletionPotential) - potencjał niszczenia ozonu odniesiony do freonu R11, 
dla którego ODP=1, 

 

GWP (Global Warming Potential) - potencjał tworzenia efektu cieplarnianego odniesiony 
do freonu R11, dla którego GWP=1, 

 

TEWI  (Total  Equivalent  Warming  Impact)  -  całkowity  równoważnik  efektu 
cieplarnianego uwzględniający m.in.: wskaźnik GWP, ilość czynnika w układzie, średnią 
emisję CO

2

 w procesie produkcji energii elektrycznej, żywotność czynnika w atmosferze. 

 

W rzeczywistości nie ma związku, który spełnia wszystkie wymagania i jest możliwy 

do wykorzystania we wszystkich rozwiązaniach konstrukcyjnych pomp ciepła.  
 

Na  początku  rozwoju  systemów  chłodniczych  jako  czynniki  chłodnicze  były 

wykorzystywane  takie  związki  chemiczne  jak  dwutlenek  siarki,  amoniak  czy  etyl.  Od  lat  
30-ych  XX  wieku  rozpoczęto  wykorzystywanie  związków  CFC  (freony),  z  których 
najważniejsze  to  R-11,  R-12,  R-22  oraz  R-502.  Pod  koniec  lat  80tych  odkryto  negatywny 
wpływ freonu na środowisko, w związku z czym w części krajów zakazano wykorzystywania 
tych związków.W latach 90-tych odkryto nowe czynniki chłodnicze, takie jak HFC. Obecnie 
najczęściej stosowane w pompach ciepła są czynniki R134a, R404A, R407C, R410A, R290. 
 

Na stanowisku laboratoryjnym jako czynnik roboczy  wykorzystano R134a, który jest 

bezchlorowym czynnikiem chłodniczym z grupy HFC (ODP=0). 
 

 

 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

 

3.

 

Metodyka badań 

 
3.1.Budowa stanowiska 

 

Rys. 7. Główne elementy stanowiska badawczego:1 – pompa ciepła z wymiennikami typu 

woda–woda, powietrze–woda, powietrze–powietrze, woda–powietrze, 2 – jednostka sterująca, 

3 – komputer 

 

 

1 – sprężarka 

7 - zawór czterodrogowy AVS-1 

2 – skraplacz powietrzny 

– zbiornik akumulujący czynnik chłodniczy 

3 – skraplacz wodny  

9 – filtr  

4 – parownik powietrzny 

10 – separator cieczy 

5 – parownik wodny 

11 – zawór bezpieczeństwa 

6 - zawór rozprężny AVEX-1 

 

Rys. 8. Schemat pompy ciepła  

 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

 

3.2.Oznaczenia 
 
1)

 

Pomiar ciśnienia 

SP-1   czujnik ciśnienia czynnika chłodniczego na wyjściu ze sprężarki 

SP-2   czujnik ciśnienia czynnika chłodniczego na wejściu do sprężarki 

M-1    manometr na wyjściu ze sprężarki 

M-3    manometr za zaworem rozprężnym 

M-2    manometr na wyjściu ze skraplacza 

M-4    manometr na wejściu do sprężarki 

 

2)

 

Pomiar przepływu 

SC-1  czujnik przepływu czynnika chłodniczego  

SC-2  czujnik przepływu wody przez skraplacz wodny 

SC-3  czujnik przepływu wody przez parownik wodny 

 

3)

 

Pomiar temperatury 

ST-1 

temperatura czynnika chłodniczego na wyjściu ze sprężarki 

ST-2 

temperatura czynnika chłodniczego na wyjściu ze skraplacza 

ST-3 

temperatura czynnika chłodniczego na wejściu do parownika 

ST-4 

temperatura czynnika chłodniczego na wejściu do sprężarki 

ST-5 

temperatura wody na wejściu do skraplacza wodnego i parownika wodnego 

ST-6 

temperatura wody na wyjściu ze skraplacza wodnego 

ST-7 

temperatura wody na wyjściu z parownika wodnego 

ST-8 

temperatura  powietrza  w  pomieszczeniu  (temperatura  na  wejściu  do  parownika 

powietrznego i skraplacza powietrznego) 

ST-9 

temperatura powietrza na wyjściu ze skraplacza powietrznego 

ST-10 

temperatura powietrza na wyjściu z parownika powietrznego 

 

4)

 

Zawory regulacyjne 

AEAI-1 

 zawór  na  wejściu  do  parownika  powietrznego  służący  do  regulacji  strumienia 

powietrza przez parownik (pokrętło na panelu roboczym w aplikacji komputerowej) 

ACAI-1 

zawór  na  wejściu  do  skraplacza  powietrznego  służący  do  regulacji  strumienia 

powietrza przepływającego przez skraplacz (pokrętło na panelu roboczym w aplikacji 

komputerowej) 

 

AEWI-1 

 zawór do regulacji przepływu wody przez parownik wodny 

ACWI-1 

zawór do regulacji przepływu wody przez skraplacz wodny 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

10 

 

 

AVS-3   

zawór do wyboru powietrza jako dolne źródło ciepła (wybór parownika powietrznego) 

AVS-4   

zawór do wyboru wody jako dolne źródło ciepła (wybór parownika wodnego) 

AVS-5   

zawór do wyboru wody jako górne źródło ciepła (wybór skraplacza wodnego) 

AVS-6   

zawór do wyboru powietrza jako górne źródło ciepła (wybór skraplacza powietrznego) 

 
3.3. Metodyka pomiarów 
 

1)

 

Za  pomocą  zaworu  AVS-4  wybrać  wodę  jako  dolne  źródło  ciepła  (wybór 
parownika wodnego) 

2)

 

Za  pomocą  zaworu  AVS–5  wybrać  wodę  jako  górne  źródło  ciepła  (wybór 
skraplacza wodnego). 

3)

 

Uruchomić jednostkę sterującą. 

4)

 

Uruchomić aplikację komputerową (przycisk START na panelu roboczym). 

5)

 

Za pomocą zaworu AEWI-1 ustawić przepływ wody przez parownik na poziomie 
zadanym przez prowadzącego. 

6)

 

Za pomocą zaworu ACWI-1 ustawić przepływ wody przez skraplacz na poziomie 
zadanym przez prowadzącego. 

7)

 

Uruchomić sprężarkę wciskając na panelu roboczym przycisk COM. 

8)

 

Odczekać,  aż  układ  się  ustabilizuje  dokonując  co  3  minuty  odczytu  wartości 
określonych w tabeli 1. 

9)

 

Po ustabilizowaniu się układu odczytać wskazania określone w tabeli 2. 

10)

 

Utrzymując  stały  przepływ  przez  parownik  wodny,  zredukować  przepływ  wody 
przez skraplacz o wartość wskazaną przez prowadzącego. 

11)

 

Odczekać, aż system się ustabilizuje. 

12)

 

Powtórzyć czynności 4czterokrotnie. 

13)

 

Wyniki zapisać w tabeli 2. 

14)

 

Po zakończeniu odczytów wyłączyć sprężarkę. 

 

 
Uwaga 

Jeżeli  temperatura  źródła  wody  jest  zbyt  niska,  woda  może  zamarznąć  w  wężownicy. 

Nie  spowoduje  to  uszkodzeń,  lecz  przepływ  wody  się  zatrzyma  i  nie  będzie  możliwości 
kontrolowania temperatury ST-3. 

 

 

 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

11 

 

Tabela 1. Zestawienie wyników pomiarów 

ST-5 

ST-6 

ST-5 

ST-6 

ST-5 

ST-6 

ST-5 

ST-6 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gdzie: t – czas pomiaru 

 
Tabela 2. Zestawienie wyników pomiarów

 

 

 

Jednostka 

Energia zużyta przez sprężarkę 

[         ] 

 

 

 

 

Przepływ czynnika chłodniczego SC-1 

[         ] 

 

 

 

 

Przepływ wody przez skraplacz SC-2 

[         ] 

 

 

 

 

Przepływ wody przez parownik SC-3 

[         ] 

 

 

 

 

Ciśnienie czynnika chłodniczego za sprężarką SP-1 

[         ] 

 

 

 

 

Ciśnienie czynnika chłodniczego przed sprężarką SP-2 

[         ] 

 

 

 

 

Ciśnienie czynnika chłodniczego za skraplaczem M-2 

[         ] 

 

 

 

 

Temperatura czynnika chłodniczego za sprężarką ST-1 

[         ] 

 

 

 

 

Temperatura czynnika chłodniczego za skraplaczem ST-2 

[         ] 

 

 

 

 

Temperatura  czynnika  chłodniczego  przed  parownikiem 
ST-3 

[         ] 

 

 

 

 

Temperatura czynnika chłodniczego przed sprężarką ST-4 

[         ] 

 

 

 

 

Temperatura wody na wejściu do parownika i skraplacza 
ST-5 

[         ] 

 

 

 

 

Temperatura wody na wyjściu ze skraplacza  
ST-6 

[         ] 

 

 

 

 

Temperatura wody na wyjściu z parownika ST-7 

[         ] 

 

 

 

 

 
Imię i nazwisko studenta: 
 
 
Data wykonania ćwiczenia: 

 
 

3.4. Analiza wyników badań  

 
Założenia do ćwiczenia: 
- proces 3-4 jest procesem izentalpowym, w związku z czym h

3

=h

4

 
1)

 

Na wykresie (załącznik 1)zaznaczyć wartości uzyskane podczas ćwiczenia (dla każdej 
próby osobno): 

 

punkt 1 – przecięcie krzywych o wartości SP-2 i ST-4 (wartość h

1

), 

 

punkt 2 – przecięcie krzywych o wartości SP-1 oraz ST-1 (wartość h

2

), 

 

punkt 3 – przecięcie M-2 i ST-2 (wartość h

3

), 

 

punkt 4 – przecięcie ST-3 i h

3

=h

4

Po oznaczeniu punktów należy je połączyć. 

 

2)

 

Z wykresu odczytać wartości entalpii h

1

, h

2

,h

3, 

h

4

 i zapisać w tabeli 3. 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

12 

 

 

3)

 

Obliczyć  COP

1

dla  obiegu  rzeczywistego  uwzględniając  ilość  ciepła  produkowanego 

podczas skraplania się czynnika chłodniczego w poszczególnych próbach (h

2

-h

3

) oraz 

pracę dostarczoną do systemu (h

2

-h

1

). 

 

[ ]

2

3

1

2

1

 

h

h

COP

h

h

=

 

(6) 

 

4)

 

Obliczyć  COP

2

uwzględniając  ilość  ciepła  przekazywanego  czynnikowi  grzewczemu 

(wodzie) w skraplaczu w poszczególnych próbach. 

 

[ ]

2

 

Q

COP

W

=

 

(6) 

 

gdzie:  W – moc napędowa sprężarki, J/s, 

Q - moc grzewcza pompy ciepła: 

 

(

)

2

1

J

  

s

C

p

Q

m

c

T

T

 

=

⋅ ⋅

 

 

&

 

(8) 

 

gdzie:  

C

m

&

 - przepływ masowy wody przez skraplacz, kg/s, 

 

 

 

p

c

 - ciepło właściwe wody 4180

J

kg K

 

 

 

1

T

 - temperatura wody na wejściu do skraplacza, °C, 

2

T

 - temperatura wody na wyjściu ze skraplacza, °C. 

 

Uwaga: Przepływ objętościowy należy przeliczyć na przepływ masowy. Przyjąć gęstość wody 
na wyjściu ze skraplacza. 
 

5)

 

Wyniki obliczeń zestawić w tabeli 4. 
 

Tabela 3. Wartość entalpii właściwej w węzłowych punktach obiegu w poszczególnych 
próbach 

 

Jednostka 

h

1

 

kJ/kg 

 

 

 

 

h

2

 

kJ/kg 

 

 

 

 

h

3

= h

4

 

kJ/kg 

 

 

 

 

 
Tabela 4. Zestawienie współczynników COP 

 

Jednostka 

Temperatura  parowania  czynnika  chłodniczego 
T

evap

(ST-3) 

°C 

 

 

 

 

Temperatura  kondensacji  czynnika  chłodniczego 
T

cond

(ST-2) 

°C 

 

 

 

 

COP

1

 

 

 

 

 

COP

2

 

 

 

 

 

 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

13 

 

6)

 

Na podstawie wyników sporządzić wykresy: 

 

zależności  pomiędzy  wskaźnikami  efektywności  pompy  ciepła  COP

1

,  COP

2

(oś Y)

 

a temperaturą skraplania (oś X) (w jednym układzie współrzędnych), 

 

zależności  pomiędzy  wskaźnikami  efektywności  pompy  ciepła  COP

1

,  COP

2

  (oś Y)

 

a temperaturą parowania (oś X)(w jednym układzie współrzędnych). 

 
3.5.Wnioski  
 

1)

 

Porównać wartości COP

1

, COP

2

. 

2)

 

Co jest przyczyną różnic pomiędzy wartościami wskaźników COP

1

, COP

2

. 

3)

 

Opisać zależność pomiędzy COP

1

, COP

2

za temperaturą skraplania. 

4)

 

Opisać zależność pomiędzy COP

1

, COP

2

a temperaturą parowania. 

5)

 

Wskazać  różnice  pomiędzy  teoretycznym  (Rys.4)  i  rzeczywistym  obiegiem  pompy 
ciepła.Opisać, czym spowodowane są różnice. 

 

4.

 

Wymagania BHP 

 

Do  wykonania  ćwiczeń  dopuszczeni  są  studenci,  którzy  zostali  przeszkoleni 

(na pierwszych  zajęciach)  w  zakresie  szczegółowych  przepisów  BHP  obowiązujących 
w laboratorium. 

W  trakcie  wykonywania  ćwiczeń  obowiązuje  ścisłe  przestrzeganie  przepisów 

porządkowych i dokładne wykonywanie poleceń prowadzącego. 

Wszystkie  czynności  związane  z  uruchamianiem  urządzeń  elektrycznych  należy 

wykonywać za zgodą prowadzącego zajęcia. 

Zabrania  się  manipulowania  przy  wszystkich  urządzeniach  i  przewodach 

elektrycznych bez polecenia prowadzącego. 
 

5.

 

Literatura 

 

1)

 

Rubik  M.:  Pompy  ciepła:  poradnik.  Ośrodek  Informacji  "Technika  instalacyjna 
w budownictwie", Warszawa, 2006 

2)

 

Rubik  M.:  Pompy  ciepła  w  systemach  geotermii  niskotemperaturowej  : monografia. 
MULTICO Warszawa, 2011  

3)

 

Oszczak  W.:  Ogrzewanie  domów  z  zastosowaniem  pomp  ciepła.  Wydaw. 
Komunikacji i Łączności Warszawa, 2011 

4)

 

Zawadzki  M.:  Kolektory  słoneczne,  pompy  ciepła  -  na  tak.  Polska  Ekologia, 
Warszawa, 2003 

5)

 

PN-EN  14825:2012 Klimatyzatory,  ziębiarki  cieczy  i  pompy  ciepła,  ze  sprężarkami 
o napędzie elektrycznym, do ogrzewania i chłodzenia - Badanie i charakterystyki przy 
częściowym obciążeniu 

6)

 

PN-EN  14511:2012 Klimatyzatory,  ziębiarki  cieczy  i  pompy  ciepła  ze  sprężarkami 
o napędzie elektrycznym, do grzania i ziębienia 

 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

14 

 

 

 

Załącznik 1 

Wykres p-h czynnika chłodniczego R-134a 

background image

Politechnika Białostocka 

 

Ć

wiczenie nr 7 

Katedra Ciepłownictwa 

 

Wyznaczanie sprawności pompy ciepła w funkcji właściwości  

 

 

czynnika roboczego  

 

15