Sulatusten energiatase

[Wesa]

Mikä mahtaa olla todellinen sulatusten vaikutus coppiin?

Se on selvää että pumppu käy jäähdytykellä ja siirtää sisältä ja sisäkennoon varautunutta lämpöä ulkoyksikköön ja käydessään kuluttaa sähköä.
Mutta miten on laita kennoon tiivistyneen kosteuden/jään ja sen sulattamisen suhteen?
Ymmärtääkseni kosteuden tiivistyminen tuo systeemiin lämpöä, mutta vastaako se sitä lämpötarvetta joka tarvitaan myöhemmin sen sulatukseen?
Miten noiden sulatusten vaikutus kokonaisCoppiin pitäisi lopulta arvioida omissa mittauksissa ja laskelmissa?

 

[mstr]

Vs: Sulatusten energiatase

Ainakin on hyvä tiedostaa että sulatusten vaikutus riippuu laitteen ottotehosta, ts. kylmässä kun ottoteho on suuri, suhteellinen merkitys on pienempi kuin silloin kun ottoteho on pieni. Pahin tilanne lienee siis nollan kieppeillä kun sulatukset juuri alkavat. Käsitykseni on nimittäin että sulatus menee kutakuinkin samanlaisena teholtaan pakkasella ja nollakelillä.

Jos laitetta tarkastelee mustana laatikkona analyysi mielestäni on yksinkertaisempi kuin jos alkaa mittaamaan laitteen sisäisten osien lämpötilojen muutoksia. Mustan laatikon tapauksessa tarvitsee vain pystyä mittaamaan/arvioimaan rajapintojen yli siirtyvä sähköteho ja lämpövirrat. Siis sisäyksikön osalta. Pohdiskelin asiaa hieman täällä:
http://lampopumput.info/foorumi/index.php?topic=8987.msg110909#msg110909

Sulatuksen päättyminen on useita minuutteja kestävä vaihe. Pitäisi mitata tiheällä näytteenotolla sähköteho ja puhallusilman määrä ja lämpötila sen aikana. Kun summaa tämän vaiheen kokonaistehot alkaa olla jo tarpeeksi tietoa COPin laskemiseksi.

 

[Wesa]

Vs: Sulatusten energiatase

No onhan tuosta ollut keskustelua.., mutta noiden faasimuutosten vaikutuksesta ei niinkään.
Eli kuinka paljon vesihöyryn härmistyminen tuo systeemiin lämpöä josta vain sulatuksen osuus tuodaan takaisin veteen?
Onko härmistymislämpö sama kuin tiivistymis+jäätymislämpö (käänteisesti höyrystymis+sulamis)
Eli jos vaikka vuorokaudessa tulee 3 kg sulatusvesiä paljonko ilmaista energiaa tulee?
Kysymys Copin kannalta sikäli turha että vesihöyryn tiivistyminen näkyy sisäyksikon puhalluslämmössä ja on automaattisesti mukana cop laskelmissa.
Mutta kysymys enemmänkin yleisellä tasolla onko parempi mitä enemmän jäätä kertyy laitteen mahdollisimman vähillä sulatuksilla?

 

[mstr]

Vs: Sulatusten energiatase

Kysymys ei taidakaan olla sulatusten vaikutuksesta COP-arvoon vaan siitä minkä verran nettoenergiaa ilppi saa vesihöyryn härmistymisen ja sulatusten kautta.

Energiaa ei häviä olomuotojen edestakaisissa muutoksissa, esim. sulaminen -> jäätyminen -> sulaminen. Sama täytyy olla voimassa myös silloin kun tilanmuutokset tapahtuvat kahden eri olomuodon kautta, sulaminen + höyrystyminen -> härmistyminen.

Löytyihän näitä arvoja netistä.

Jää ominaislämpö 2,218 kJ/kgK
Jää sulamislämpö 334,4 kJ/kg
Vesi ominaislämpö 4,190 kJ/kgK
Vesi höyrystymislämpö 2260 kJ/kg
Vesihöyry ominaislämpö 1,890 kJ/kgK

Eli tuosta saadaan esim. 1 kg jäätä -5 C höyrystyy 100 C vesihöyryksi: E = 3024 kJ = 0,84 kWh.

Käänteinen prosessi jossa tapahtuu härmistyminen tuottaa saman määrän energiaa.

Ilpin tapauksessa vesihöyry on lämpötilaltaan pakkasen puolella ja sisältää jotain 189 kJ/kg vähemmän energiaa.

Härmistymisessä vapautuu energiaa noin 2800 kJ/kg, riippuu jonkin verran siitä missä lämpötilassa ilpo toimii mutta karkeaan laskelmaan tuo riittää.

Kun ilpo sulattaa jään, sen minimissään tarvitsee luovuttaa energiaa noin 334 kJ/kg eli se voisi saada nettona noin 2500 kJ/kg. Arvelen että tuo siirtyy kaikki kylmäaineeseen koska lamellien ja niitä peittävän jään lämpötila on kylmempi kuin ympäröivän ilman. Jää on melko hyvä lämmönjohde.

Ilpo tuskin osaa käyttää energiaa juuri tarvittavaa määrää vaan oletettavasti tuhlaa aika lailla mikä heikentää energiatasetta tältä osin.

Jos ilpo tuottaa 3 litraa sulamisvettä/vrk, se on siis hyödyntänyt enintään 2,1 kWh härmistyneen vesihöyryn energiaa. Aika pieni osa se silti on kokonaisenergiasta.

 

[mstr]

Vs: Sulatusten energiatase

Chofun sulatus on ao. kuvan mukainen kun ulkolämpötila +0,2 C ja ilman suhteeellinen kosteus 100 %. Varsinainen sulatusvaihe kesti 7 min 30 s ja
tehon nosto takaisin kesti 5 min 30 s. Sulatusvaiheen aikana lämpömittarit jotka ovat lamellien välissä mittasivat noin 4 min ajan 2 ... 4 C
kylmempää ilmaa kuin imuilman anturi.

Sähköverkosta otettu energia 7:30 aikana oli noin 42 Wh.

Chofu alla olevaan astiaan oli kertynyt noin 0,5 l vettä / vrk. Chofu sulatti 12 kertaa/vrk eli noin 0,042 l/kerta minkä sulattaminen optimaalisesti
vie 3,9 Wh. Voi siis sanoa että laitteen sähköverkosta ottama teho sulatusvaiheen aikana riittää noin 10-kertaisesti jään sulattamiseen. Enemmän energiaa kuluu ulkoyksikön kuparin lämmittämiseen.

En tunne laitteen sisäistä toimintaa ollenkaan mutta eikös sulatuksen pitänyt perustua siihen että sisäyksikköön kertynyttä ja sisäilmasta
napattua lämpöä ohjataan ulkoyksikköön. Vaikuttaa siltä että ainakaan Chofussa sulatus ei toimi ollenkaan taloudellisesti.