Denna studie har undersökt en torkningsprocess för diskmaskiner där värmepumpsteknologin appliceras. I och med den nya energimärkningen som implementerades för vitvaror under 2021, har detta inneburit hårdare krav på energianvändningen för diskmaskinsindustrin. Torktumlare har tidigare genomgått samma problematik som diskmaskinerna. Genom att integrera en värmepump med ett torktumlarsystem kunde samma önskade torkningsgrad uppnås med ett lägre energibehov för torkningsprocessen för torktumlarna. Detta arbete syftar till att undersöka motsvarande process för diskmaskiner.Syftet med studien är att försöka fastslå viktiga parametrar och hur de ur ett energiperspektiv och torkningsgrad påverkar systemet. Målet med studien har varit att undersöka vilken torkningsgrad och energianvändning som går att uppnå för systemet. Målet med studien har även varit att försöka fastslå vilka egenskaper som går att uppnå på den fuktiga luften efter att torkningsprocessen avslutats. Studien har realiserats genom att ta fram en beräkningsmodell för systemet i programvaran MATALAB Simulink för att sedan genomföra en parameterstudie. Systemet som har analyserats inkluderar en diskmaskin, en fläkt och en värmepump. För arbetet harbetydelsen av parametrarna massa och volym på värmeväxlare, massflöde på kylmedel, effekt på kompressorn och volymflödet på den fuktiga luften undersökts. Studien har genomförts tillsammans med ASKO Appliances AB.Resultatet från studien visar att det är massan och volymen på förångaren som är de mest betydande parametrarna sett till torkningsgraden. Den högsta kondenseringsgraden som uppnås är 93 g och den lägsta 38 g. För att uppnå en så hög kondensering som möjligt är en förångare med stor volym och massa att föredra. Volymflödet på luften anses också ha en betydande roll för kondenseringen, genom att korrigera denna parameter kan kondenseringen visa en skillnad på 55 %. Ett högt volymflöde är att föredra ur kondenserings synpunkt. Studien visar att ur ett energiperspektiv och sett till värmepumpens COP är det en kombination av de två parametrarna massflöde för kylmedel och effekt på kompressor som är de viktigaste parametrarna. Det lägsta COP som beräknades för studien var 0,6 och det högsta beräknades till 4,7. För att uppnå ett så högt COP som möjligt rekommenderas det att använda ett lågt massflöde på kylmedlet och en låg effekt på kompressorn. Korrigering av parametrarna massa och volym på kondensorn och volymflödet för luften ger sedan optimala förhållanden, där en stor kondensor och högt flöde gynnar systemet sett till COP. Parameterstudien visar att för den fuktiga luftens egenskaper är det framför allt massflödet på kylmedlet som påverkar temperaturen och den relativ fuktigheten. Ett högre flöde kommer att leda till en högre temperatur och lägre relativ fuktighet. Samtliga körningar uppnår temperaturer inom 40–51 ℃ under torkningsprocessen. Lägst relativ fuktighet beräknades till 28 % och den högsta relativa fuktigheten till 42 %. Vidare studier krävs där en fysisk prototyp konstrueras. Detta skulle innebära att mer verklighetstrogna indata skulle kunna användas för beräkningsmodellen och enförbättring av optimeringen för systemet. / This study has investigated a drying process for dishwashers, where heat pump technology has been applicated. The implementation of the new energy label for appliances during 2021 has resulted in stricter requirements for the energy demand for the dishwasher industry. Tumble dryer has earlier gone through the same problematic as dishwashers. By integrating a heat pump with a tumble dryer system, the same desired degree of drying could be reached with a lower energy demand for the drying process for the tumble dryers. This paper aims to investigate a corresponding process for dishwashers.The purpose with the study is to establish important parameters and how they affectthe system from an energy perspective and the degree of drying. This study aims to investigate the best degree of drying and energy demand possible for the system. Further, this study aims to establish which characteristics possible to reach for the moist air after the drying process has ended. The study has been carried out by a model constructed for the system in the software MATLAB Simulink, this toaccomplish a parameter study. The analyzed system includes a dishwasher, a fan,and a heat pump. The importance of the following parameters, mass and volume for the heat exchangers, mass flow on the refrigerant, effect on the compressor and volume flow on the moist air, have been analyzed. The study has been accomplished in cooperation with ASKO Appliances AB. The results show that the most important parameters are the mass and the volume for the evaporator regarding the degree of drying. The highest achieved condensation rate is 93 g and the lowest is 38 g. In order to reach a condensation as high as possible, an evaporator with large volume and mass is preferable. The volume flow on the air is also considered to have an important part for the condensation. By modifying this parameter, the condensation can exhibit a disparity of 55%. A high-volume flow is preferable from a condensation perspective. The study shows that from an energy perspective and regarding the heat pumps COP the combination of the two parameters mass flow for the refrigerant and effect on the compressor are the most important parameters. The lowest COP calculated for the study was 0.6, while the highest was 4.7. To reach as high COP as possible it is recommended to use a low mass flow on the refrigerant and a low effect on the compressor. Optimal conditions are later given by correcting the parameters mass and volume on the condenser, where a large condenser and a high flow promotes the system regarding COP. The parameter study shows that for the moist air characteristics it is above all the mass flow on the refrigerant that affects the temperature and the relative humidity. A higher flow will result in a higher temperature and lower relative humidity. Every case reaches temperatures within 40-51°C during the drying process. Lowest relative humidity was calculated to 28% and the highest relative humidity was calculated to 42%. Further studies arerequired where a physical prototype is constructed. This would result in more reliable input data which could be used for the calculation model and an improvement of the optimization for the system.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kau-92251 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Ståhlberg, Adam |
| Publisher | Karlstads universitet |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0024 seconds