A comparative study on electric and gas engine heat pump

• Autorzy: Kuryło Konrad , Ruciński Adam

Warianty tytułu

PL

Analiza porównawcza pompy ciepła napędzanej silnikiem elektrycznym i gazowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper compares heat pumps driven by electric motors (EHP) with heat pumps driven by gas engines (GEHP). GEHPs are still a novelty on the Polish HVACR market - therefore, the subject of the study is to indicate whether in Polish climatic conditions their use is profitable. A thorough analysis of the energy consumption of selected devices was carried out due to the consumption of utilities needed for their propulsion and the related costs. This has been done by calculating seasonal efficiency coefficients and using an innovative method of comparative modifiers allowing for unification of the performance of EHP and GEHP pumps. The results obtained include average energy efficiency coefficients, operating costs and payback times. Discussion of the calculation results proved that under certain assumptions GEHP pumps may be competitive with EHP heat pumps due to the possibility of managing waste heat at high temperatures.

PL

W artykule dokonano porównania pompy ciepła napędzanej silnikiem elektrycznym (EHP) z pompą ciepła napędzaną silnikiem gazowym (GEHP). Pompy GEHP są wciąż nowością na polskim rynku HVACR - dlatego przedmiotem badania jest wykazanie, czy w polskich warunkach klimatycznych ich stosowanie jest opłacalne. Wnikliwa analiza zużycia energii przez wybrane urządzenia została przeprowadzona ze względu na zużycie mediów niezbędnych do ich napędu oraz związane z tym koszty. Dokonano tego za pomocą obliczenia współczynników sprawności sezonowej oraz zastosowania innowacyjnej metody porównawczych modyfikatorów pozwalających na ujednolicenie wydajności pomp EHP i GEHP. Uzyskane wyniki to średnie współczynniki sprawności energetycznej, koszty eksploatacji i czasy zwrotu inwestycji. Omówienie wyników obliczeń wykazało, że przy pewnych założeniach pompy GEHP mogą być konkurencyjne w stosunku do pomp ciepła EHP ze względu na możliwość wykorzystania odnawialnych źródeł ciepła i ciepła odpadowego ze źródeł średniotemperaturowych.

Słowa kluczowe

EN

heat pumps; electric engines; gas engines; energy efficiency

PL

pompy ciepła; silnik elektryczny; silnik gazowy; sprawność energetyczna

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2020
• Tom: Nr 3
• Strony: 86--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kuryło Konrad

• absolwent Politechnik Warszawskiej

autor

Ruciński Adam

• Politechnika Warszawska, Wydział Mechaniczny Energetyki i Chłodnictwa

Bibliografia

• [1] Ruciński A., Rusowicz A., Grzebielec A.: Gas engine driven haat pump – characteristics, analysis of applications in buildings energy systems. 9th International Conference 2014. Environmental Engineering,Wilno.
• [2] Elgendy E., Schmidt J., Optimum utilization ofr recovered heat of a gas engine heat pump used for water heating at low air temperature, Energy and Buildings, 2014, Vol. 80, pp. 375-383.
• [3] Hepbasli A., Erbay Z. et al., A review of gas engine driven heat pumps (GEHPs) for residential and industrial applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews 2009, Vol. 13, pp. 85-99.
• [4] Western Cooling Efficiency Center, Gas Engine Heat Pump Technology Final Report, 2015.
• [5] Rosato A., Sibilio S., Scorpio M., A Review of Gas Engine Driven Heat Pumps for Residential Applications, Conference paper: CLIMA 2013 - 11th REHVA World Congress and the 8th International Conference on Indoor Air Quality, Ventilation and Energy Conservation in Buildings, 2013, Prague, Czech Republic.
• [6] Wan X., Cai L. et al., Power management strategy for a parallel hybrid-power gas engine heat pump system, Applied Thermal Energy, 2017, Vol. 110, pp. 234-243.
• [7] Zaltash A., Performance of gas engine driven heat pump unit, Final summary technical report by Blue Montain Energy, 2009.
• [8] Mahderekal I., Experimental evaluation and modeling of engine driven heat pump, UNLV Theses, Dissertations, Professional Papers, and Capstones, 2009.
• [9] Abuheiba A., Mahderekal I., Momen A., Vineyard E., Challenges and opportunities of Gas Engine Heat Pumps - Two Case Studies. 12th IEA Heat Pump Conference, 2017.
• [10] Al-Ahmedi K.: Solar air conditioning system using desiccant wheel technology as a solution for Iraq. Modern Engineering 2 (2019) 88-93.
• [11] Kajurek J., Rusowicz A.: Kierunki rozwoju i badań termoakustycznych urządzeń chłodniczych z falą stojącą. Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych. No 4 (2019)
• [12] Grzebielec A., Rusowicz A., Ruciński A.: Analysis of the performance of the rotary heat exchanger in the real ventilation systems. 9th International Conference on Environmental Engineering, ICEE 2014; Vilnius; Lithuania; http://dx.doi.org/10.3846/enviro.2014.259
• [13] Laskowski R.: Relations for steam power plant condenser performance in off-design conditions in the function of inlet parameters and those relevant in reference conditions. Applied Thermal Engineering 103 ( 2016) 528-536.
• [14] Rusowicz A., Grzebielec A., Baranowski P.A.: Data security improvement with electronics cooling, Rynek Energii 108, 5, (2013) 112-116.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).