Konstruksjon og evaluering av en termoelektrisk varmepumpe

Abstract

Denne masteroppgaven omhandler konstruksjon og evaluering av et vann til vann termoelektrisk varmepumpe system. Hele prosessen fra idéutkast, til konstruering i CAD, maskinering av de ulike komponentene, og tilslutt testing ble gjort. Varmepumpen ble først tegnet i CAD programmet Solid Edge. Deretter ble den maskinert og montert, og tilslutt testet på maskinlaboratoriet ved Universitetet i Stavanger. Testingen ble i hovedsak gjort på to ulike måter: Steady state: Steady state testingen ble utført ved at varmepumpesystemet ble kjørt opp til steady state nivå, det vil si nivået hvor det ikke lenger var temperaturutvikling i varmtvannsreservoaret til varmepumpesystemet. Dynamisk: Den dynamiske testingen ble utført ved at temperaturutviklingen i varmtvannsreservoaret og kaldtvannstrømmen ble logget som funksjon av tid. Da testingen var gjort ble dataene brukt til beregninger av COP (coefficient of performance) som forteller hvor mye varme varmepumpen tilfører i forhold til effekten som går inn i systemet.

COP=(effekt ut)/(effekt inn)

Hovedresultatene ble: Steady state målingene hadde for stor usikkerhet, og ble målt i et temperaturområde utenfor varmepumpens mest effektive. Grunnen til at målingene ble foretatt her, var at impeller vannpumpen brukt til pumping av varmtvannreservoar, hadde et termisk bidrag til systemet som var alt for høyt. De dynamiske målingene viste at varmepumpen hadde synkende COP før økende ΔT, noe som er i samsvar med teori. Og COP verdiene var tilfredsstillende med COP > 2 for ΔT < 10°C, og COP > 1 < 2 for ΔT mellom 10°C og 30°C.