Onko täällä kenelläkään lämpöpumpputietoutta kun tarvitsisin vastausta pariin kysymykseen, joita olen tässä pohtinut, mutta netistä ei ole oikein löytynyt tietoa?
Jos nyt olen oikein ymmärtänyt, niin lämpöpumppuhan on siitä veikeä kapistus, että kun laitan siihen vaikkapa 1 kWh sähköenergiaa, niin saankin takaisin vaikkapa 3 kWh lämpöä riippuen tietenkin pumpun hyötysuhteesta, joka oli tässä esimerkissä ilmeisesti 3. Lisäksi pumppu ottaa energiaa vaikkapa 0 asteisesta vedestä, ja suoltaa toisesta putkesta vaikkapa 50 asteista vettä, joka voidaan laittaa suoraan kiertovesilämmitykseen.
Kysyisinkin siis, että onko lämpöpumpun hyötysuhteella mitään rajaa? Wikipedia tiesi kertoa, että parhaiden pumppujen hyötysuhde olisi 4 tällähetkellä. Voidaanko tästä mennä vielä ylöspäin? Jos oletetaan, että lämpöpumppu ottaa energiaa 1 asteisesta vedestä, niin kuinka hyvä hyötysuhde voidaan saada? Kuinka kuumaa vettä voitaisiin tässä esimerkissä ottaa pumpusta lämmitykseen jos oletettaisiin hyötysuhteeksi tuo 4?
Jos nyt olen oikein ymmärtänyt, niin lämpöpumppuhan on siitä veikeä kapistus, että kun laitan siihen vaikkapa 1 kWh sähköenergiaa, niin saankin takaisin vaikkapa 3 kWh lämpöä riippuen tietenkin pumpun hyötysuhteesta, joka oli tässä esimerkissä ilmeisesti 3. Lisäksi pumppu ottaa energiaa vaikkapa 0 asteisesta vedestä, ja suoltaa toisesta putkesta vaikkapa 50 asteista vettä, joka voidaan laittaa suoraan kiertovesilämmitykseen.
Kysyisinkin siis, että onko lämpöpumpun hyötysuhteella mitään rajaa? Wikipedia tiesi kertoa, että parhaiden pumppujen hyötysuhde olisi 4 tällähetkellä. Voidaanko tästä mennä vielä ylöspäin? Jos oletetaan, että lämpöpumppu ottaa energiaa 1 asteisesta vedestä, niin kuinka hyvä hyötysuhde voidaan saada? Kuinka kuumaa vettä voitaisiin tässä esimerkissä ottaa pumpusta lämmitykseen jos oletettaisiin hyötysuhteeksi tuo 4?
Vastaukset 15
Vanhimmat
Hyötysuhteen maksimi riippuu kokonaan siitä, mikä on kylmän ja kuuman puolen lämpötilaero; mitä pienempi ero, siitä parempi hyötysuhde. Jos kylmä lämpötila on 1 °C ja kuuma 50 °C, niin maksimikerroin on 6,6.
Tarkempaa tietoa saat esimerkiksi täältä:
http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_pump
Hyötysuhteen teoreettinen maksimiarvo on 1 (yksi)
Ainoastaan ikiliikkujat voivat ylittää tämän arvon.
Nyt et kyllä tiedä mistä puhut. Lämpöpumpuissa homma menee eritavalla, koska ne siirtävät energiaa paikasta toiseen eivätkä tuota sitä itse. Lämpöpumpun hyötysuhde voi siis helposti ylittää ykkösen, mutta ei tämä sitä tarkoita, että laitteesta saisi ikiliikkujan.
Hyötysuhde lienee hieman väärä termi lämpöpumpun tapauksessa. Teho- tai lämpökerroin on parempi, se kertoo kuinka moninkertainen määrä lämpöä saadaan käytettyyn sähköenergiaan verrattuna.
Ehkä paras mitta lämpöpumpun hyötysuhteelle olisi määrittää pumpun todellinen lämmöntuotto suhteessa ideaalisen kiertoprosessin tuottoon. Silloin nähtäisiin, kuinka lähellä teoreettista maksimia ollaan.
No tuo on kyllä aivan totta. Kuitenkaan tässä ei ole kysymys mistään väitöstilaisuudesta, joten päätin nyt puhua hyötysuteesta, koska se on terminä selvempi kuin läpökerroin, jota tässä pitäisi ilmeisesti kuitenkin käyttää.
Idea lämpöpumppu lämmittäis stirling konetta joka jauhais generaattorilla sähköä lämpöpumpulle.
oiskos tuossa järkeä?
Päätä mitä päätät, mutta hyötysuhde on aina alle 1.
Opettele mieluummin käyttämään fysikaalisia suureita ja nimityksiä oikein !
Laskeskelin, että jos stirling koneen hyötysuhde olisi 0,3 ja lämpöpumpun 'hyötysuhde' olisi 4, niin 4kW lämpötehoa kohti saataisiin 0,2 kW sähköntuotto kun oletetaan häviöt pieniksi.
Eli otetaan lämpöpumppu, jossa on 1 kW sähkömoottori ja joka tuottaa 4 kW lämpöä stirling koneelle, joka pyörittää generaattoria. Generaattorista saataisiin ulos 1,2 kW, josta tietenkin 1 kW menisi takaisin lämpöpumpulle ja jäljelle jäisi 0,2 kW. Tietenkin tuota voisi optimoida ja lämpöpumppu voisi ottaa energiansa suoraan stirling koneen akselista, joten tehoa voitaisiin saada enemmänkin.
Niin haluaisinkin kysyä, että mikä tässä mättää?
Stirlingin hyötysuhde taitaa mättää. Se ei voi ylittää Carnot'n kaavasta saatavaa, joka riippuu lämpötilaeroista. Jos lämpöpumppu pumppaa 1 -> 60 (tehokerroin ehkä 4), jota stirling puolestaan käyttäisi, olisi stirlingin maksimi hyötysuhde korkeintaan 0.18, käytännössä huomattavsti vähemmän.
Sinun stirlingille käyttämäsi 0.3 vaatii niin suuren lämpötilaeron ettei lämpöpumppu siihen pysty tuolla tehokertoimella.
Periaatteessahan tuo olisi mahdollinen mutta tuossa vaan stirling koneelle tulee melko olematon lämpötilaero. Maalämpöpumppu nostaa tulistettuna(=sähkövastuksilla lämmitetään lisää)vedenlämmön johonkin 55'c
http://www.suction.co.jp/stirling/ya2.html
Tuo vehje käy 100-200'c lämpötilaerolla. Jos sitä vielä yrittäisi alentaa niin koneen koko kasvaisi niin suureksi että hyöty hukkuisi jossain kohtaa.
Minulla ei ole tässä taulukkokirjaa, mutta lämpöpumpun lämpökerroin (ei hyötysyhde) on teoreettisessa maksimissaan jotenkin näin
T /(T-t)
Tässä T on lämpöpumpun kuuma lämpötila eli esimerkissäsi 60astC =T= 333K
Kylmä puoli t = -5astC = 268K
Elikkä teoriassa olisi lämpökerroin
= 333 /(333-268)= 5,1
Tässä on varmaankin epätarkkuuksia ja virhekin? mutta idea on se, että mitä vähemmän lämpöpumpulla nostetaan lämpötilaa, sen suurempi lämpökerroin voi olla.
Maalämmössä siksi kannattaa käyttää sellaisia lämmönjakotapoja, missä kiertoveden lämpötila on alhainen. Siis lattialämmitys tai ilmalämmmitys
Entä jos rakentais ulkoyksikön ympärille muutaman neliön hyvin eristetty rakennus, jossa olisi uuni, jonka savukaasut johdettaisiin glygolisäiliön läpi. Näin saavutettaisiin kovilla pakkasilla lämpöpumpulle hyvä hyötysuhde esim pienellä määrällä pellettiä tai polttopuuta. esim. jos säiliön ja rakennuksen lämpötila nousisi vaikka -20 asteesta vaikkapa 5 asteeseen, niin silloinhan lämpökerroin nousisi huomattavasti. Vielä jos rakennukseen saisi ns. häkäpönttömoottorin, jolla voisi käyttää pumppua, ja hukkalämmön saisi rakennuksen lämmittämiseen, niin hyötysuhdetta saisi varmaan nostettua, ainakin näin esikaupunkilaisjärjellä ajateltuna. Mikä sitten todellisuudessa hyötysuhteeksi tulisi, on jo toinen juttu.
Ei lämpömäärä lisäänny pumpussa. joten jos lämmität huonetta pelletillä 5kw, et voi imeä pumpulla enempää siitä huoneesta..
Sen sijaan jos laitat ulkoyksikön alle ja siitä alamäkeen 40-50m isoa peltistä ilmanvaihtotorvea 40cm noin halkaisijaltaan. Sijoitat putken maan alle .. Niin maahan varastoitunut lämpö lämmittää putkessa olevaa ilmaa kovillakin pakkasilla liki nollaa ja luonnollinen virtaus kuljettaa ilman lämmönvaihtimeen. Kannattaa sitten käyttää putkiilmaa vain sydäntalvella.
Jos lämpöpumpun ulkoyksikön ympärille rakentaa eristekerroksen, niin se vähentää lämmönvaihtimen lämmönvaihtokykyä ja siten tukkii koko systeemin.
Järjestelmän idea ei ole lämpötiloissa, vaan siinä, että on olemassa jokin lämpötila, josta voidaan jatkuvasti imeä lämpöä pois. Se, missä lämpötilassa ko. ilmiö esiintyy, on jokseenkin makuasia, koska juuri lämpoöpumpulla voidaan kyseinen lämpötilaero ylittää. Toiminta edellyttää yleensä hyvää lämmönvaihtoa ja virtaamaa, koska muussa tapauksessa lämmönvaihdin ei vaihtaisi enään lämpöä ja olisi täysin hyödytön.
Siksi esim. ulkoyksikön sijoittaminen tuuliselle paikalle on parempi ratkaisu kuin sen eristäminen. Tavoite on nimenomaa mahdollisimman hyvä lämmönvaihto riippumatta siitä, missä lämpötilassa se tapahtuu.