Faglig innhold

TEP4260 omhandler varmepumpesystemer for energieffektiv og miljøvennlig oppvarming og kjøling av alle typer bygninger samt installasjoner i fjernvarme- og fjernkjølenett. Hovedtema: Introduksjon til varmesentraler basert på bioenergi, solvarme, fjernvarme, gass og varmepumper, 1) Varmepumper i det norske energisystemet, 2) Varmepumper og fornybar energi, 3) Grunnleggende termodynamikk for varmepumper med bl.a tapsanalyse, prosessforbedringer og anleggsdynamikk, 4) Arbeidsmedier, 5) Hovedkomponenter (kompressorer, varmevekslere osv.), 6) Varmekilder- og varmeopptakssystemer, 7) Bygningers effekt- og energibehov til oppvarming og kjøling, 8) Dimensjonering av ulike typer anlegg, 9) Anleggsutforming, 10) Distribusjonssystemer for varme og kjøling, 11) Styring og regulering, 12) Analyse av ulike systemløsninger for boliger, større bygninger og fjernvarme-/fjernkjøleanlegg, 13) Investeringsanalyse.

Læringsutbytte

KUNNSKAPER
Studenten skal få kunnskap/innsikt i:
- Introduksjon til ulike varmesentraler basert på bioenergi, solvarme, fjernvarme, gass og varmepumper
- Termodynamikk for varmepumpeprosessen inkl. analyse av ulike varmepumpeprosesser i T/s-, T/h og p/h-diagrammer.
- Termodynamiske, praktiske og miljømessige egenskaper/forhold for arbeidsmedier.
- Hovedkomponenter – kompressorer, varmevekslere (fordampere, kondensatorer osv.), strupeorganer osv. i varmepumper.
- Varmekilder og varmeopptakssystemer inkl. sjøvann, grunnvann, fjell, jord, uteluft, ventila-sjonsluft, gråvann og kloakk.
- Effekt- og energibehov ved oppvarming og kjøling av bygninger.
- Dimensjonering, oppbygging styring/regulering av varmepumpeanlegg.
- Varme-/ventilasjonssystemer og hvordan de påvirker ytelse og energibruk for varmepumper
- Praktisk anleggsutforming.
- Investerings- og lønnsomhetsanalyse.

FERDIGHETER
Studenten skal bli i stand til å:
- Gjennomføre eksergiberegninger for ulike oppvarmingssystemer inkl. varmepumper.
- Beregne ytelser, effektfaktor (COP) og årsvarmefaktor (SPF) for ett-trinns og to-trinns varmepumpeprosesser.
- Dimensjonere varmepumpesystemer på et overordnet nivå, dvs. ikke detaljert dimensjonering av komponenter.
- Forstå dynamikken i varmepumper ved ulike driftsforhold mht. ytelse, energibruk og ulike driftsparametre.
- Utarbeide termodynamisk gode og praktisk gjennomførbare systemløsninger for ulike typer varmepumpeanlegg.
- Foreta investeringsanalyse og lønnsomhetsberegning av varmepumpesystemer.

GENERELL KOMPETANSE
Studenten skal få forståelse for:
- Miljøbelastning og primærenergibruk for systemer for oppvarming/kjøling av bygninger.
- Prinsipper for termodynamisk oppvarming.
- Systemtilnærming, sammenheng mellom komponenter (undersystemer) og virkningsgrader.
- Optimal integrasjon av varmepumper i bygninger med varme- og kjølebehov.
- De viktigste faktorer som påvirker energibruken for varmepumpeanlegg.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, regneøvinger, laboratorieøvinger samt anleggsbesøk.
7 av 10 øvinger må leveres innen tidsfristen og godkjennes. Undervisning gis på engelsk dersom det deltar utenlandske studenter i faget. Øvingsveiledning gis på norsk til norske studenter, og eksamensoppgavene er på norsk.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

Kunnskaper tilsvarende emnene TEP4115/TEP4120 Termodynamikk 1.
Antall studenter er begrenset til 40.

Kursmateriell

Omfattende forelesningnotater på norsk (handouts av overheads i pdf-format), detaljerte løsningsforslag til øvinger på norsk samt tidligere eksamener med detaljerte løsningsforslag på norsk - legges ut på "It's Learning". De norske lærebøkene "Varmepumper - Grunnleggende varmepumpeteknikk" og "Varmepumper - Bygningsoppvarming" kan eventuelt benyttes som støttelitteratur. Bøkene fås kjøpt til selvkostpris hos Institutt for energi- og prosessteknikk.

Studiepoengreduksjon