Zadanie 8.7.4: Współczynnik grzewczy pompy przy różnych różnicach temperatur

Punkty
3 pkt
Dział
Termodynamika · Pompy ciepła
Trudność
Poziom trudności: łatwe
Poniższe pomiary dotyczą pomp ciepła o różnym współczynniku doskonałości DwD_w: | Różnica temperatur ΔT\Delta T | COPHCOP_H dla Dw=100%D_w=100\% | COPHCOP_H dla Dw=60%D_w=60\% | |---|---:|---:| | 25 K25\text{ K} | 1111 | 6,76{,}7 | | 45 K45\text{ K} | 77 | 4,24{,}2 | a) Podaj wartości teoretyczne i wartości dla Dw=60%D_w=60\% przy obu różnicach temperatur. b) Wymień dwie przyczyny, dla których rzeczywista pompa osiąga niższy współczynnik niż idealny obieg Carnota. c) Przy stałej mocy elektrycznej porównaj ilość ciepła oddawanego w tym samym czasie, gdy pompa działa najpierw przy ΔT=25 K\Delta T=25\text{ K}, a potem przy ΔT=45 K\Delta T=45\text{ K}. Wykonaj porównanie dla Dw=60%D_w=60\%.

Odpowiedź i wynik końcowy

a) Dla ΔT=25∘C\Delta T = 25^\circ\text{C}: COPteor≈11COP_{\text{teor}} \approx 11; COP60%≈6,7COP_{60\%} \approx 6,7. Dla ΔT=45∘C\Delta T = 45^\circ\text{C}: COPteor≈7COP_{\text{teor}} \approx 7; COP60%≈4,2COP_{60\%} \approx 4,2. b) Straty tarcia mechanicznego w sprężarce, nieodwracalny proces dławienia w zaworze rozprężnym, straty ciepła do otoczenia oraz opory hydrauliczne przepływu czynnika chłodniczego. c) Ilość dostarczanego ciepła zmaleje do ok. 63%63\% wartości początkowej (spadek o ok. 37%37\%), ponieważ QH2QH1=4,26,7≈0,63\frac{Q_{H2}}{Q_{H1}} = \frac{4,2}{6,7} \approx 0,63.