Energy and exergy analysis of ground source heat pump with different ground depth and working fluids

Collection

  • TKD - Student theses

Document type

Publication date

  • 2015-05-26

Publisher

  • Høgskolen i Oslo og Akershus

Description

  • Denne oppgaven har undersøkt hvordan forskjellige arbeidsmedier påvirker energi- og eksergieffektiviteten til en grunnvarmepumpe. Energieffektiviteten ble vurdert med hensyn til COP og nødvendig varmeøverføringsareal for de forskjellige arbeidsmediene. Eksergieffektiviteten ble vurdert komponentvis og for hele anlegget. Mediene som ble undersøkt var R134a (syntetisk), R290a (propan), R600a (isobutan), R717 (ammoniakk) og R744 (karbondioksid). Det ble utarbeidet et script i Engineering Equation Solver som simulerer alle prosessene i en grunnvarmepumpe. Nødvendig varmeoverføringsareal i varmevekslerene ble beregnet numerisk der arbeidsmediet gjennomgår en faseovergang. Massestrømmen i kollektoren viste seg å ha en stor innvirkning på mottatt effekt og fordampningstemperatur i varmepumpa, det ble valgt en optimal massestrøm på 1kg/s for beregningene videre. R717 er mer effektivt enn de andre mediene med tanke på både COP og nødvendig varmeoverføringsareal R744 befinner seg i det transkritiske området og trenger en gasskjøler. R744 er mindre effektivt enn de andre arbeidsmediene ved bruk til oppvarming av vann til standard oppvarmingssystemer. R744 er derimot det mest effektive arbeidsmediet dersom det i tillegg benyttes til forvarming av forbruksvann. R717 kommer også best ut med tanke på eksergivirkningsgrad og –ødeleggelse. Her har nødvendig massestrøm stor betydning, og R717 er arbeidsmediet med laveste nødvendig massestrøm grunnet høy spesifikk latent varme.