1थर्मोडायनामिक पृष्ठभूमि
कारनो चक्र के आधार पर, वायु स्रोत हीट पंप का सैद्धांतिक अधिकतम सीओपी परिभाषित किया गया हैः
COP_max = T_hot / (T_hot - T_cold)
जहां T केल्विन में पूर्ण तापमान है सूत्र से पता चलता है कि स्रोत और सिंक के बीच तापमान का अंतर जितना छोटा होगा, दक्षता उतनी ही अधिक होगी।
वास्तविक प्रणालियों में, वास्तविक परिचालन तापमान इस सैद्धांतिक अधिकतम से बहुत कम है।आधुनिक वायु स्रोत हीट पंप आमतौर पर थर्मोडायनामिक नुकसान और घटक अक्षमताओं के कारण केवल 40% से 60% कार्नो सीमा को प्राप्त करते हैं.
इंजीनियरिंग अंतर्दृष्टिः कारनो सिद्धांत एक मूल्यवान बेंचमार्क है, लेकिन वास्तविक दुनिया प्रणाली व्यवहार कंप्रेसर प्रदर्शन, शीतलक थर्मोफिजिकल गुणों द्वारा संचालित है,और सिस्टम नियंत्रण रणनीतियाँ.
2. फील्ड डेटा
यूरोपीय वायु स्रोत हीट पंप एसोसिएशन (ईएचपीए) मौसमी प्रदर्शन परीक्षण परिणाम प्रदान करता है जो घटते परिवेश तापमान के प्रभाव को उजागर करते हैंः
जब बाहर का तापमान 7°C से घटाकर -7°C हो जाता है:
वायु स्रोत हीट पंप का सीओपी 4.2 से घटकर 3.1 (-26%) हो जाता है
ग्राउंड सोर्स हीट पंप का सीओपी 5.1 से घटकर 4.3 (-16%) हो जाता है
उदाहरण के लिए, दक्षिणी फिनलैंड में, कुछ आवासीय इकाइयों ने लंबे समय तक ठंडे मौसम के दौरान 2.0 से नीचे के सीओपी मान दर्ज किए हैं।
3सीओपी में कमी के तंत्र
निम्न कारणों से कम बाहरी तापमान हवा स्रोत हीट पंपों के COP में महत्वपूर्ण गिरावट का कारण बन सकता हैः
1) कम वाष्पीकरण दबाव, उच्च कंप्रेसर दबाव अनुपात और ऊर्जा की खपत में वृद्धि
2) शीतलक द्रव्यमान प्रवाह में कमी, वाष्पीकरक में गर्मी हस्तांतरण में बाधा
3) अक्सर पिघलने वाले चक्र, जो सहायक शक्ति का उपभोग करते हैं और स्थिर स्थिति के संचालन को बाधित करते हैं
1थर्मोडायनामिक पृष्ठभूमि
कारनो चक्र के आधार पर, वायु स्रोत हीट पंप का सैद्धांतिक अधिकतम सीओपी परिभाषित किया गया हैः
COP_max = T_hot / (T_hot - T_cold)
जहां T केल्विन में पूर्ण तापमान है सूत्र से पता चलता है कि स्रोत और सिंक के बीच तापमान का अंतर जितना छोटा होगा, दक्षता उतनी ही अधिक होगी।
वास्तविक प्रणालियों में, वास्तविक परिचालन तापमान इस सैद्धांतिक अधिकतम से बहुत कम है।आधुनिक वायु स्रोत हीट पंप आमतौर पर थर्मोडायनामिक नुकसान और घटक अक्षमताओं के कारण केवल 40% से 60% कार्नो सीमा को प्राप्त करते हैं.
इंजीनियरिंग अंतर्दृष्टिः कारनो सिद्धांत एक मूल्यवान बेंचमार्क है, लेकिन वास्तविक दुनिया प्रणाली व्यवहार कंप्रेसर प्रदर्शन, शीतलक थर्मोफिजिकल गुणों द्वारा संचालित है,और सिस्टम नियंत्रण रणनीतियाँ.
2. फील्ड डेटा
यूरोपीय वायु स्रोत हीट पंप एसोसिएशन (ईएचपीए) मौसमी प्रदर्शन परीक्षण परिणाम प्रदान करता है जो घटते परिवेश तापमान के प्रभाव को उजागर करते हैंः
जब बाहर का तापमान 7°C से घटाकर -7°C हो जाता है:
वायु स्रोत हीट पंप का सीओपी 4.2 से घटकर 3.1 (-26%) हो जाता है
ग्राउंड सोर्स हीट पंप का सीओपी 5.1 से घटकर 4.3 (-16%) हो जाता है
उदाहरण के लिए, दक्षिणी फिनलैंड में, कुछ आवासीय इकाइयों ने लंबे समय तक ठंडे मौसम के दौरान 2.0 से नीचे के सीओपी मान दर्ज किए हैं।
3सीओपी में कमी के तंत्र
निम्न कारणों से कम बाहरी तापमान हवा स्रोत हीट पंपों के COP में महत्वपूर्ण गिरावट का कारण बन सकता हैः
1) कम वाष्पीकरण दबाव, उच्च कंप्रेसर दबाव अनुपात और ऊर्जा की खपत में वृद्धि
2) शीतलक द्रव्यमान प्रवाह में कमी, वाष्पीकरक में गर्मी हस्तांतरण में बाधा
3) अक्सर पिघलने वाले चक्र, जो सहायक शक्ति का उपभोग करते हैं और स्थिर स्थिति के संचालन को बाधित करते हैं
