The Achilles heel of the heat pump technology has for long been the low efficiency occurring during domestic hot water production. The problem is the high condensation pressure needed to reach high temperatures. To produce domestic hot water, the system need to deliver a supply temperature of about 60 °C, to be compared with a supply temperature of around 30-50 °C when heat is delivered to a radiator circuit. This drawback has for long held the heat pump technology back and instead gave room for alternative technologies on the market, like district heating.The Energy Machine is a heat pump system developed to bypass the poor efficiency during domestic hot water heating. The technology is based on the use of two heat pumps working together. The main heat pump delivers heat to the heating system, as usual, whilst the second smaller heat pump heats the domestic hot water. As the second heat pump is fed with reject heat from a subcooler in the main heat pump, it can operate at high efficiency, even when producing domestic hot water.The aim of this master thesis has been to investigate how the performance of the Energy Machine differs from that of a conventional heat pump system. In order to do so, models describing the two systems have been designed using MATLAB, Simulink. Simulations have then been performed to investigate how the two systems perform on an annual basis.The results of the simulations show that the Energy Machine performs much better than the conventional systems at most operating conditions, especially during domestic hot water heating. The annual COP- factor of the Energy Machine has proven to be 33,5 % higher than that of a conventional heat pump system. / Värmepumpsteknikens akilleshäl har sedan lång tid tillbaka varit den låga verkningsgraden som uppstår vid tappvarmvattenproduktion. Problemet är att det krävs mycket högt kondenseringstryck för att uppnå den höga framledningstemperatur som efterfrågas vid tappvarmvattenproduktion. Normalt krävs en temperatur omkring 60 °C vid tappvarmvattenproduktion, att jämföras med 30-50 °C då värme levereras ut på en radiatorkrets. Detta problem har länge hållt värmepumpstekninken tillbaka och istället givit utrymme för alternativ teknik på marknaden, såsom fjärrvärme.Energimaskinen, eller Energy Machine, är ett värmepumpssystem utvecklat för att kringgå problemet med den låga verkningsgraden vid tappvarmvattenproduktion. Tekniken bygger på två värmepumpar som arbetar tillsammans. En basmaskin används för att leverera värme ut på värmesystemet, medan en mindre värmepump används för att producera tappvarmvatten. Den mindre värmepumpen matas med värme från en underkylare i basmaskinen, vilket ger hög förångningstemperatur och därmed hög COP faktor, även vid tappvarmvattenproduktion.Målet med projektet har varit att jämföra prestandan hos en Energy Machine med ett konventionellt värmepumpssystem. För att kunna göra dettta har två modeller designats, en modell som beskriver en Energy Machine och en modell som beskriver ett konventionellt värmepumpssystem. Modellerna gjordes i MATLAB, Simulink, och simuleringar utfördes varpå resultaten tolkades och jämfördes.Resultaten från simuleringarna visar att en Energy Machine presterar mycket bättre än ett konventionellt värmepumpssystem i de allra flesta driftfallen , men särskilt vid tappvarmvattenproduktion. Simuleringarna visar att COP- faktorn på årsbasis för en Energy Machine är 33,5 % högre än den för ett konventionellt värmepumpssystem.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-206066 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Hemgren, Viktor |
| Publisher | Uppsala universitet, Institutionen för teknikvetenskaper |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | UPTEC ES, 1650-8300 ; 13025 |
Page generated in 0.0049 seconds