Эффективность работы воздушных тепловых насосов с испарителями различных конструкций

Развитие рынка тепловых насосов обусловлено ростом цен на энергоресурсы, борьбой с глобальным потеплением и стимулированием правительствами развитых стран перехода на «чистые источники энергии». Наиболее экологически безопасными и энергоэффективными с учетом затрат на их прокладку и эксплуатацию являются воздушные тепловые насосы по сравнению с геотермальными. Однако их применение в странах с холодным климатом ограничено образованием наледи на теплообменнике испарительного блока, что значительно снижает их теплопроизводительность и коэффициент преобразования.

Цель исследования. Целью настоящей работы является сравнение эффективности работы тепловых насосов с теплообменником испарительного контура производства MITSUI (Япония) и теплообменника с антиобледенителем MOVEBIT производства АЛТЕК (Россия).

Методы. Методология исследования базируется на проведении лабораторных испытаний испарителя с колебательным контуром системы MOVEBIT (АЛТЭК – Россия) и теплообменника промышленного производства MITSUI (Япония), графоаналитического анализа работы теплового насоса с различными испарителями, теоретического обоснования полученных значений коэффициента трансформации. Для сравнения основных стандартизированных эксплуатационных показателей используется коэффициент трансформации (СОР), показывающий отношение полученной энергии к затраченной работе.

Результаты. Анализ результатов работы теплового насоса показал, что при сохранении влажности на постоянном уровне ߮ ≈ 65% и понижении температуры с +10°С до -5°С наблюдается снижение теплопроизводительности установки, независимо от вида теплообменника МOVEBIT и МITSUI. Однако при использовании теплообменника МОVEBIT теплопроизводительность установки на 10,1% выше, чем с теплообменником МITSUI. Это объясняется наличием на испарителе теплообменника МITSUI наледи, уменьшающей его теплопередающие способности.

Заключение. Проведенные нами исследования показали, что наиболее перспективным способом удаления наледи является применение механических колебаний с помощью магнитострикционных излучателей. COP воздушного теплового насоса с системой MOVEBIT превышает СОР теплового насоса со стандартным испарителем MITSUI в 2 раза при температуре 0°С и ниже.