Energy consumption of a Rankine cycle heat pump system in a residential building

Abstract

In an effort to obtain a gas fired heat pump with COPs (coefficient of performance) comparable to those obtained with electric heat pumps, an alternative system that consists of a Rankine power cycle and a vapor-compression cycle have been developed. Operating this heat pump system with R123/R22 (dichlorotrifluoroethane/chlorodifluoromethane) combination, energy consumption for both heating and cooling in a residential building facing different directions (east/west, north, and, south) in Columbus (40 °N), Ohio and Los Angeles (34 °N), California, U.S.A. was estimated. The heat pump system met all the heating and almost all the cooling requirements of the residential building at all orientations. It was concluded that the proposed heat pump system performed very well in the residential building and for minimum energy consumption, this particular residential structure should be built facing south which would result in energy savings up to 5 %.

Özet

Elektrikli ısı pompaları ile kıyaslanabilir performansa sahip gazlı ısı pompası geliştirmeye yönelik olarak, Rankine devresi ile çalışan bir alternatif ısı pompası sistemi geliştirilmiştir. Bu sistem R123/R22 (diklorotrifluoroetan/klorodiflorometan) kombinasyonu ile çalıştırılarak, Columbus (40 °N), Ohio ve Los Angeles (34 °N), California, A.B.D.'de farklı yönlere yönelik (doğu/batı, kuzey, güney) inşa edilen tipik bir meskende ısıtma ve soğutma için gerekli olan enerji tüketimleri belirlenmiştir. Isı pompası sistemi meskenin gereksinim duyduğu tüm ısıtma ve soğutmayı bütün yönlerde karşılamıştır. Sonuç olarak, önerilen ısı pompası kullanılan meskende oldukça iyi bir performans göstermiş olup, toplam enerji tasarrufu (yaklaşık %5) açısından mevcut yapının güneye yönelik inşa edilmesi önerilmiştir.