Dimensjoneringsprogram for væske/vann- varmepumpe

Abstract

Denne masteroppgaven anvender Python til utvikling av et dimensjoneringsprogram for bereg- ning av ytelser til varmepumper. Målet er å skreddersy programmet for en rådgiver innenfor VVS med behov for utredning og dimensjonering av varmepumper i forskjellige klima og anvendelser. Metoden involverer bruk av et Python- script som vurderer effekten av forskjellige parametere på varmepumpens ytelse. Variablene som ble vurdert inkluderer størrelsen på varmeveksleren og kompressoren, kjølemediet, det lokale klimaet og tur/retur-temperaturen for systemet. Resultatene fra analysene viste at størrelsen på varmeveksleren har en positiv innvirkning på varmeoverføringen og effektfaktoren til anlegget. En økning i kompressorens volum førte til økning i varmeoverføringen, men en reduksjon i COP grunnet høyere kondenseringstemperatur. Dette peker på nødvendigheten av en balanse mellom kompressorens volum og varmevekslerens størrelse for optimal ytelse. Tre forskjellige miljøvennlige kjølemedier (R290, R717 og R1270) med lav Global Warming Po- tential (GWP) ble vurdert. Sikkerhet, effektfaktor og investeringskostnader ble identifisert som sentrale vurderingskriterier ved valg av kjølemedier. Dette understreker betydningen av en hel- hetlig vurdering som inkluderer både miljøpåvirkning og økonomiske faktorer. Kjølemediet R717 oppnådde høyest effektfaktor av de tre mediene. Valget av oppvarmingssystem ble også funnet å ha betydelig innvirkning på varmepumpens effektfaktor, med systemer med lavere turtemperatur som resulterte i en høyere effektfaktor. Dette peker på behovet for å matche varmepumpesystemet med oppvarmingskravene for å oppnå optimal energieffektivitet. Innvirkningen av klimaforhold ble vurdert ved å sammenligne dekningsgraden for tre forskjellige lokasjoner, Mandal, Oslo og Røros. Dette viste betydelige forskjeller. Røros hadde den laveste effektdekningsgraden på 27 %, mens Mandal hadde den høyeste på 43%. Oslo hadde en dekning på 40 %. Dette understreker viktigheten av å vurdere lokale klimaforhold ved dimensjonering av varmepumper. For å demonstrere hvordan Python- scriptet kan benyttes i VVS- faget ble det utviklet en case, navngitt til case F. Denne casen illustrerer hvordan programmet kan brukes til å sette ønsket varmebehov for bygget og manipulere inndata til å analysere forskjellige dekningsgrader og fy- ringskurver. Resultatet av dekningsgraden vil være nyttig ved dimensjonering av størrelse på varmepumper som igjen påvirker investeringskostnadene.