Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
The performance of the Energy Machine: A comparative study of the Energy Machine and a conventional heat pump system
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Technology, Department of Engineering Sciences.
2013 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The Achilles heel of the heat pump technology has for long been the low efficiency occurring during domestic hot water production. The problem is the high condensation pressure needed to reach high temperatures. To produce domestic hot water, the system need to deliver a supply temperature of about 60 °C, to be compared with a supply temperature of around 30-50 °C when heat is delivered to a radiator circuit. This drawback has for long held the heat pump technology back and instead gave room for alternative technologies on the market, like district heating.The Energy Machine is a heat pump system developed to bypass the poor efficiency during domestic hot water heating. The technology is based on the use of two heat pumps working together. The main heat pump delivers heat to the heating system, as usual, whilst the second smaller heat pump heats the domestic hot water. As the second heat pump is fed with reject heat from a subcooler in the main heat pump, it can operate at high efficiency, even when producing domestic hot water.The aim of this master thesis has been to investigate how the performance of the Energy Machine differs from that of a conventional heat pump system. In order to do so, models describing the two systems have been designed using MATLAB, Simulink. Simulations have then been performed to investigate how the two systems perform on an annual basis.The results of the simulations show that the Energy Machine performs much better than the conventional systems at most operating conditions, especially during domestic hot water heating. The annual COP- factor of the Energy Machine has proven to be 33,5 % higher than that of a conventional heat pump system.

Abstract [sv]

Värmepumpsteknikens akilleshäl har sedan lång tid tillbaka varit den låga verkningsgraden som uppstår vid tappvarmvattenproduktion. Problemet är att det krävs mycket högt kondenseringstryck för att uppnå den höga framledningstemperatur som efterfrågas vid tappvarmvattenproduktion. Normalt krävs en temperatur omkring 60 °C vid tappvarmvattenproduktion, att jämföras med 30-50 °C då värme levereras ut på en radiatorkrets. Detta problem har länge hållt värmepumpstekninken tillbaka och istället givit utrymme för alternativ teknik på marknaden, såsom fjärrvärme.Energimaskinen, eller Energy Machine, är ett värmepumpssystem utvecklat för att kringgå problemet med den låga verkningsgraden vid tappvarmvattenproduktion. Tekniken bygger på två värmepumpar som arbetar tillsammans. En basmaskin används för att leverera värme ut på värmesystemet, medan en mindre värmepump används för att producera tappvarmvatten. Den mindre värmepumpen matas med värme från en underkylare i basmaskinen, vilket ger hög förångningstemperatur och därmed hög COP faktor, även vid tappvarmvattenproduktion.Målet med projektet har varit att jämföra prestandan hos en Energy Machine med ett konventionellt värmepumpssystem. För att kunna göra dettta har två modeller designats, en modell som beskriver en Energy Machine och en modell som beskriver ett konventionellt värmepumpssystem. Modellerna gjordes i MATLAB, Simulink, och simuleringar utfördes varpå resultaten tolkades och jämfördes.Resultaten från simuleringarna visar att en Energy Machine presterar mycket bättre än ett konventionellt värmepumpssystem i de allra flesta driftfallen , men särskilt vid tappvarmvattenproduktion. Simuleringarna visar att COP- faktorn på årsbasis för en Energy Machine är 33,5 % högre än den för ett konventionellt värmepumpssystem.

Place, publisher, year, edition, pages
2013. , 83 p.
Series
UPTEC ES, ISSN 1650-8300 ; 13025
Keyword [en]
Heat pump, Domestic hot water, Heating, Chilled water, Cooling, COP, Efficiency, Simulink, MATLAB
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-206066OAI: oai:DiVA.org:uu-206066DiVA: diva2:643344
Educational program
Master Programme in Energy Systems Engineering
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2013-08-27 Created: 2013-08-27 Last updated: 2013-08-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3555 kB)1819 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3555 kBChecksum SHA-512
7317ff8812df24ac44f9a88d7b433888a5b077ba07dbaf5c27e0c905ce652d07a4bc84822084e9a71081b511432a855803981b6bc75c395fd463b7e112089567
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Engineering Sciences
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1819 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 623 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf