1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zasadą działania pompy ciepła, jej budową, oraz charakterystycznymi przemianami zachodzącymi w poszczególnych jej elementach. Doświadczenie przeprowadzaliśmy na pompie ciepła sprężarkowej , w której woda była podgrzewana za pomocą powietrza pobieranego z otoczenia. W pompach ciepła realizowany jest obieg Lindego, który składa się z izentropowego sprężania, izobarycznego skraplania, adiabatycznego rozprężania oraz izobarycznego parowania. W tym ćwiczeniu badaliśmy temperatury czynników w poszczególnych miejscach układu. Największe znaczenie miał oczywiście pomiar temp. wody na początku i na końcu doświadczenia. Zmierzony został także czas pracy układu oraz spisana została moc sprężarki. Celem wszystkich pomiarów było rzeczywistej efektywności obiegu grzejnego.

1. Schemat stanowiska

1 – sprężarka, 2- wymiennik ciepła, 3 – skraplacz, 4- odwadniacz,
5 – zawór dławiący, 6 – parowacz, 7 – pompa, 8 – zbiornik z wodą

1. Wyniki pomiarów

	Temp.wody w zbiorniku T16, °C	Ciśnienie parowania p0 , Pa	Ciśnienie skraplania pk , Pa
Parametry początkowe	21	9,4·10^5	13,5·10^5
Parametry końcowe	25,5

Moc pompy ciepła P, W	Czas pomiaru, t, s	Objętość wody w zbiorniku V , m^3
207,5	558	0,0045

T₁ – temperatura ziębnika na ssaniu sprężarki,

T₂ – temperatura ziębnika na wypływie ze sprężarki, 36,5°C

T₃ – temperatura ziębnika na wypływie ze skraplacza, 25°C

T₄ – temperatura ziębnika na dopływie do zaworu dławiącego, 21°C

T₅ – temperatura ziębnika na dopływie do parowacza,

T₆-T₈ – temperatura powierzchni parowacza,

T₉ – temperatura ziębnika na wypływie z parowacza, 21°C

T₁₀ – temperatura czaszy sprężarki, 25°C

T₁₁ – temperatura powietrza na dopływie z parowacza,

T₁₂ – temperatura powietrza na odpływie z parowacza,

Dla T₁₆=25,5°C :

Gęstość wody
Ciepło właściwe

Strumień objętości:

$$q_{v} = \frac{V}{t} = \frac{0,0045}{558} = 8,06*10^{- 6}\frac{m^{3}}{s}$$

Strumień masy:

$$q_{m} = q_{v}*\rho = 8,06*10^{- 6}*998,2 = 8,05*10^{- 3\ }\frac{\text{kg}}{s}$$

Strumień ciepła doprowadzonego:

Q_d  =  q_m  *  c_p * (T_k −T_p ) = 8, 05 * 10⁻³  * 4183 * (25,5−21) = 151, 53 W

Sprawność pompy ciepła:

$$COP = \frac{Q_{d}}{N} = \frac{151,53}{207,5} \approx 0,73$$

Wnioski:

Naszym zadaniem na zajęciach było zapoznanie się z działaniem pompy ciepła sprężarkowej. Po przeprowadzonych obliczeniach można dojść do wniosku, że sprawność sprężarki w relacji powietrze-woda, jest niższa niż w relacji woda-woda. Niestety duży wpływ na wyniki obliczeń mogła mieć dość duża eksploatacja urządzenia. Wartości temperatur również mogły być niedokładnie odczytane co wpłynęło na dokładność wyników. Jednak ćwiczenie zostało wykonane poprawnie, nie można mieć żadnych zastrzeżeń do realizacji ćwiczenia, staraliśmy się sprawnie odczytywać wyniki, jak i również prowadzący nie miał żadnych uwag.