Optimalisering av lita ammoniakkvarmepumpe med akkumuleringstank for romoppvarming og tappevannsberedning

Abstract

I Norge vert det i dag selt ca 80 000 luft-til-luft varmepumper kvart år. Marknaden for varmepumper som leverer varme til tappevatn og romoppvarming er betydeleg lågare. Typiske varmepumper for denne type oppvarming nyttar R410a som kuldemedium. Termodynamisk er ammoniakk å foretrekkja, men vert lite eller ikkje nytta i små anlegg. Årsaka til dette er at det fins lite komponentar til små ammoniakkanlegg, samt at ammoniakk er giftig og at ein difor ikkje ynskjer å ha slike anlegg innandørs.I denne oppgåva blir det sett på eit bolighus der det skal installerast ei lita væske-vatn varmepumpe med ammoniakk som kjølemedium. Den skal nyttast til varming av tappevatn og romoppvarming via golvvarme. Følgjande postar har blitt undersøkt: Naudsynt vasstemperatur på golvvarmesystemet Analyse av varmekapasitet i akkumuleringstank av varierande volum Analyse av straumprisvariasjon over døgeret Vurdering av styringsstrategi for varmepumpa Dimensjonering av pumper i kretsane Dimensjonering av røyr i ammoniakkretsen Val av naudsynte ventilar og andre komponentar til anleggetDen dynamiske excelmodellen som syner varmebehovet til huset ved forskjellige utetemperaturar har blitt vidareutvikla til å innehalde vasstemperatur, tanktemperatur og kompressorarbeid på ein time-for-time basis gjennom eit heilt år. Den syner også driftstatus på varmepumpa(on/off) for kvar time. Naudsynt kondenseringstemperatur som funksjon av utetemperatur T_ute er gitt av likninga T_cond=-0,3021*T_ute+43,236. Ved å nytta eit tankvolum på 500 liter kan ein gjennom eit år spara 9,4 MWh ved å veksla mellom å henta varme frå tanken og direkte frå varmepumpa. Kutter ein ned på forbruket dei dyraste timane om morgonen og kvelden, kan ein oppnå ytterlegare innsparingar. Valet av pumper til HX35-krets, samt til varmtvannskrets og akkumuleringstankkrets enda på ei Magna 25-100 og to ALPHA2 25-40 pumper. Røyra i ammoniakkretsen har vorte dimensjonert til 18 mm indre diameter. Det har også vorte sett opp ei liste over forslag til naudsynte komponentar til anlegget.