كفاءة مضخة حرارة الثلاجة

هناك أربعة معايير مختلفة تستخدم لوصف كفاءة مضخة الحرارة. في كل هذه المعايير ، كلما ارتفع الرقم ، كان أداء النظام أفضل. يتم تحديد كفاءة مضخة الحرارة عن طريق مقارنة كمية الطاقة التي توفرها كمية مضخة الحرارة من الطاقة التي تستهلكها. من المهم التأكيد على أن فعالية القياسات تعتمد على الاختبارات المعملية ولا تقيس بالضرورة أداء المضخة الحرارية في ظروف التشغيل الحقيقية.

معامل الأداء (COP)

يعد COP هو المقياس الأكثر شيوعًا المستخدم لتقييم فعالية المضخة الحرارية. معامل COP لمضخات الحرارة الطاقة الحرارية لمدخلات الطاقة الكهربائية ، كما هو موضح أدناه:

CC = انتاج الحرارة / مدخلات الطاقة الكهربائية

على سبيل المثال ، تميل المضخات الحرارية المصدر الهواء إلى امتلاكها من 2 إلى 4 ؛ أنها تصل من 2 إلى 4 مرات طاقة أكثر مما تستهلك. كقاعدة عامة ، تحتوي مضخات الماء والطاقة الحرارية الأرضية على Cops 3 إلى 5. تنخفض مضخات حرارة مصدر الهواء COP ، وتنخفض درجة الحرارة. وبالتالي ، عادةً ما يتم إعطاء تصنيفات COP (النظام COP) للنظام: أحدهما على 8.3Р'C (47BF) و 9.4Р'C (17VF) الآخر. عند مقارنة Cops ، تأكد من أن التصنيفات تستند إلى نفس درجة حرارة الهواء الخارجي. رجال الشرطة على المضخات الحرارية الأرضية والمائية لا تختلف كثيرًا بسبب درجة حرارة المياه الجوفية ودرجة حرارة ثابتة.

تعد مقارنة Cops مفيدة ، فهي لا تعطي صورة كاملة. عندما تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 4.4Р'C (40VF) ، يجب إذابة مضخة التسخين اللولبية الخارجية بشكل دوري. من الممكن بالفعل أن تكون درجة حرارة الملف الخارجي أقل من الصفر عند تسخين مضخة الحرارة. في هذه الظروف ، أي رطوبة في الهواء الصقيع على سطح الملف البارد. في النهاية ، يمكن أن يحصل الصقيع على كمية كافية لمنع الهواء من المرور عبر الملف ، ثم يفقد الملف كفاءة. عندما يتم تقليل كفاءة الملف بدرجة كافية للتأثير بشكل ملحوظ على إنتاجية النظام ، يجب التخلص من الصقيع. لإزالة الجليد من الملفات ، قم بضخ دورتها وانتقال الحرارة من المنزل إلى الملف الخارجي ، لكسر الجليد. هذا يقلل من متوسط ​​مؤتمر الأطراف بشكل كبير.

في الواقع ، تحتوي بعض المضخات الحرارية على وظيفة توفير الطاقة التي تسمح للجهاز بالتذويب فقط عند الضرورة. سوف يذهب الآخرون إلى دورة تذويب الجليد على فترات منتظمة عندما يكون الجهاز في وضع التدفئة. من العوامل الأخرى التي تقلل من الكفاءة الإجمالية لمضخات الهواء الحرارية عدم قدرتها على توفير ما يكفي من الدفء حتى في أبرد أيام الشتاء. هذا يعني أن نظام التدفئة الاحتياطية مطلوب. وغالبًا ما تكون المقاومة الكهربائية للحرارة ، والتي تحتوي على COP واحدة فقط. كلما تنخفض درجة الحرارة إلى مدى - 3.8Р'C-1.1Р'C ، أو أياً كانت نقطة توازنه ، وأن أقدام الحرارة المقاومة للمقاومة الكهربائية ، تنخفض الكفاءة الكلية للنظام.

نسبة الطاقة الأولية (لكل)

يمكن تفعيل المضخات الحرارية إما كهربائيا أو محركات أو محركات احتراق داخلي أو محركات غاز. إذا كانت الكهرباء تأتي من مصدر بديل (مثل الطاقة المائية والرياح والطاقة الشمسية وغيرها) ، فإن مضخات الحرارة تستخدم أيضًا مصادر الطاقة الأولية في المنبع ، كمصنع للكهرباء الحرارية كغاز طبيعي ومحرك. عند إدارة نظام المضخة الحرارية باستخدام مصادر مختلفة للطاقة ، من الأنسب استخدام التلفزيون كما هو محدد في Holland et al. (1982) كنسبة من الحرارة المفيدة الموردة إلى مدخلات الطاقة الأولية. لذلك قد يكون هذا بسبب مؤتمر الأطراف بالصيغة التالية:

TV = n KS

حيث n هي الكفاءة التي يتحول بها استهلاك الطاقة الأساسي إلى عمود يصل إلى ضاغط.

ومع ذلك ، بسبب ارتفاع COP ، التلفزيون أدناه ، مرتفع مقارنة بأنظمة الوقود الأحفوري التقليدية.

في حالة وجود ضاغط يعمل بالكهرباء ، حيث يتم توليد الكهرباء من محطات طاقة الفحم ، يمكن أن تكون الكفاءة r أقل من 0.25 أو 25٪. توضح المعادلة أعلاه أن المضخات الحرارية المدفوعة بمحرك الغاز جذابة للغاية مع وجهة نظر نسبة الطاقة الأولية ، حيث يمكن الحصول على قيم r 0.75 ، أو أفضل منها. ومع ذلك ، فإن أنظمة استرداد الحرارة ، كقاعدة عامة ، يتم الحكم عليها من خلال أموال توفيرها المحتملة ، وليس توفير الطاقة المحتمل.

(EER) توفير الطاقة المحتملة.

يستخدم EER لتقييم كفاءة مضخة الحرارة لدورة التبريد. يستخدم نظام التقييم نفسه لمكيفات الهواء ، مما يجعل من السهل مقارنة الوحدات المختلفة. في الممارسة العملية ، تعد تقييمات EER أعلى من 10 هي الأكثر استحسانًا. EER هي نسبة قدرة التبريد التي يتم توفيرها للكهرباء المستهلكة بالطريقة التالية:

EER = قدرة التبريد / إدخال الطاقة الكهربائية

عامل كفاءة موسم التدفئة (HSPF كذلك)

تختلف المضخة الحرارية اختلافًا كبيرًا ، اعتمادًا على الطقس ومقدار الحرارة الإضافية المطلوبة. وبالتالي ، هناك مقياس أكثر واقعية ، خاصة لمضخات تسخين الهواء ، يتم حسابه على أساس موسمي. تسمى هذه القياسات عامل كفاءة موسم التدفئة (HSPF كذلك) للتدفئة. في IndustryB الاختبار القياسي للكفاءة الشاملة للتدفئة يوفر تصنيف المعروف باسم HSPF كذلك. تحاول مثل هذه الفحوصات المخبرية مراعاة انخفاض الكفاءة الناتج عن ذوبان الجليد وتقلبات درجة الحرارة والحرارة الإضافية والمراوح وإيقاف / تشغيل الدراجات. HSPF كذلك هي حصص التسخين الموسمية المقدرة مع الاستهلاك الموسمي ، على النحو التالي:

HSPF أيضًا = إجمالي خرج التدفئة من إجمالي مدخلات الطاقة الكهربائية

يمكن أن ينظر إليه على أنه "متوسط ​​COP" لنظام التدفئة بأكمله. في HSPF وكذلك 6,8 يتوافق تقريبًا مع متوسط ​​COP-2. HSPFs 5-7 تعتبر جيدة. أعلى HSPF كذلك. أكثر كفاءة مضخة الحرارة. لتقدير متوسط ​​COP ، قسِّم HSPF وكذلك 3.4.

تتطلب معظم برامج المضخات الحرارية المشمولة برعاية مشتركة أن تحتوي المضخات الحرارية على HSPF ، على الأقل 6.8. مضخات الحرارة العديد من تلبية هذا المطلب. بعض المضخات الحرارية لها HSPF وكذلك تصنيفات أعلى من 9. بشكل عام ، المضخات الحرارية الأكثر كفاءة هي أكثر تكلفة. مقارنة توفير الطاقة ، وشملت ضريبة القيمة المضافة.

نسبة كفاءة الطاقة الموسمية (SEER)

كما هو موضح أعلاه ، تختلف مضخة الحرارة بشكل كبير ، اعتمادًا على الطقس وعدد الحرارة الإضافية المطلوبة. وبالتالي ، هناك مقياس أكثر واقعية ، خاصة بالنسبة لمضخات تسخين الهواء ، يتم حسابها على أساس موسمي. تسمى هذه القياسات نسبة كفاءة الطاقة الموسمية (SEER) لدورة التبريد. لذلك تصنيف SEER أداء التبريد الموسمي للمضخة الحرارية. SEER هي نسبة إجمالي مضخة حرارة التبريد إلى إجمالي مدخلات الطاقة الكهربائية خلال نفس الفترة.

SEER = إجمالي التبريد الموسمي / استنتاج إجمالي مدخلات الطاقة الكهربائية

بطبيعة الحال ، تختلف وحدات SEER ، اعتمادًا على مكانه. تعتبر العدادات 8-10 جيدة. كلما ارتفع ضغط مضخة SEER الأكثر كفاءة. SEER هو معامل الطاقة الحرارية التي يتم إزالتها من المنزل عن الطاقة المستخدمة لتشغيل المضخة الحرارية ، بما في ذلك المراوح. كقاعدة عامة ، أعلى بكثير من HSPF وكذلك إزالة الجليد ليست ضرورية وليس هناك حاجة إلى طاقة حرارية إضافية باهظة الثمن لتكييف الهواء الطقس.