Domanda:
Le pompe di calore più piccole sono più efficienti?
dezza3192
2015-11-18 10:19:27 UTC
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Stavo facendo un tirocinio presso un'azienda e stavano progettando una nuova pompa di calore. Mi è stato detto che più compatta è possibile realizzare una pompa di calore, migliore è in termini di efficienza, e hanno menzionato qualcosa a riguardo perché la densità di potenza è stata aumentata.

Ho capito che ci sono vantaggi nell'usarne di meno materiale e fare qualcosa di più leggero che migliorerebbe l'efficienza in tal senso, ma non ottengo il vantaggio di una maggiore densità di potenza in una pompa di calore. Capisco che in un motore termico come un motore a combustione si desidera un rapporto di compressione elevato, quindi si vorrebbe rendere la cosa il più compatta possibile, ma perché una migliore densità di potenza è utile anche per una pompa di calore? È proprio questa la cosa con tutti i tipi di macchinari che hanno una sorta di volume che viene compresso? Se è così, perché?

Modifica: non volevo dire COP ma piuttosto efficienza per mantenere la domanda più generale. Questi ragazzi sembravano abbastanza sicuri che avere una piccola pompa di calore ad alto numero di giri offrisse prestazioni migliori, mentre presumo che intendessero dire che il COP potrebbe essere qualcos'altro che stanno guardando. Forse un modo migliore per chiedere questo è: ci sono vantaggi teorici per il COP di una pompa di calore rendendola più piccola?

Il termine "efficienza" è usato spesso in modo incoerente, sei sicuro che lo intendessero in termini, ad esempio, di coefficiente di prestazione?
Per aggiungere a ciò che ha detto @Carlton, "efficienza" è terribilmente generico. Tutto ciò che realmente significa è ciò che ottieni per ciò che inserisci. Ma quelle misure di input e output potrebbero essere qualsiasi cosa: costo, potenza, dimensioni, ecc. E troppo spesso, "più efficiente" significa "migliore", ma dipende su qual è la tua definizione di bene. Puoi ottimizzare solo per una variabile alla volta. Questo sta diventando difficile, ma il tl; dr è che abbiamo bisogno di sapere come misurare l'efficienza per dare una buona risposta.
Teoricamente le perdite di pompaggio almeno * aumentano * per unità più piccole, a causa della regola del cubo quadrato: con un aumento lineare delle dimensioni il volume di es. un tubo aumenta del cubo, mentre la superficie (che causa le perdite per attrito) aumenta del quadrato. E assumendo una potenza di uscita fissa, tubi più grandi significano velocità di flusso inferiori, riducendo ulteriormente le perdite per attrito in un'unità più grande. Anche se di solito un'unità più grande avrà anche una maggiore potenza.
Una risposta:
ericnutsch
2015-11-19 04:34:05 UTC
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Per quanto ne so, il COP di una pompa di calore non varia molto con le dimensioni dell'unità solo con la tecnologia utilizzata, la qualità dei componenti e il prezzo corrispondente. Come regola ingegneristica generale, è più facile creare qualcosa di più economico / più efficace quando si hanno meno vincoli. Quindi, non avere alcun vincolo sull'ingombro renderebbe generalmente l'unità più economica / COP più alta.

Non lavoro in HVAC, ma generalmente un grande edificio investirà in due grandi gestori d'aria a pompa di calore integrati in un unico sistema. Ne hanno due per scopi di ridondanza e non più di due perché la manutenzione aumenta con l'aumentare del numero di unità.

Se l'affidabilità delle piccole unità fosse molto alta, potrebbero potenzialmente essere una soluzione migliore a causa dell'eliminazione del grande canalizzazione richiesta. Con la tecnologia attuale, tuttavia, le piccole unità aumentano la manutenzione della struttura. Un altro aspetto è il controllo. Una o due unità di grandi dimensioni sono facili da controllare. Molte piccole unità, tutte con diversi setpoint e differenziali di pressione possono causare molti problemi di manutenzione.

Grazie per il punto di vista della manutenzione non ci avrei pensato da quell'angolazione, ma cerco qualcosa proveniente dalla conoscenza teorica.
A livello teorico della pompa termodinamica, per la stessa tecnologia utilizzata, le unità più piccole non saranno più efficienti delle unità di grandi dimensioni. Di solito è vero il contrario, perché una singola unità di grandi dimensioni impiega componenti di qualità superiore. Anche le unità più grandi possono invece impiegare una tecnologia più efficiente che potrebbe non essere stata economica su piccola scala; come un compressore a vite. http://www.trane.com/commercial/north-america/us/en/products-systems/equipment/chillers/air-cooled-chillers.html
Grazie a quello che dici è vero, proprio come è più efficiente avere un grande condizionatore d'aria per un edificio invece di un mucchio di piccoli. Ma credo che ci siano alcune ragioni teoriche termodinamiche per cui si vorrebbe rendere più piccola la parte della pompa di calore con il compressore. Ad ogni modo accetterò la tua risposta, se qualcuno dovesse trovare qualche motivo per cui più piccolo è meglio, posso cambiarlo però.


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Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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