Като доставчик на високотемпературни термопомпи често ме питат за процеса на размразяване на тези иновативни системи. В тази публикация в блога ще разгледам какво включва процесът на размразяване на високотемпературна термопомпа, неговото значение и как влияе върху цялостната работа на термопомпата.
Като начало, нека разберем какво е високотемпературна термопомпа. АВисокотемпературна термопомпае проектиран да извлича топлина от източник с ниска температура, като околен въздух, и да я доставя при по-висока температура за различни приложения, включително отопление на търговски сгради или промишлени процеси. Тези термопомпи са известни със своята висока ефективност и способност да работят в широк диапазон от климатични условия.
Защо размразяването е необходимо
Когато високотемпературна термопомпа работи в режим на отопление по време на студено време, нейната намотка на външния топлообменник действа като изпарител. Тъй като хладилният агент в серпентината абсорбира топлина от външния въздух, температурата на серпентината може да падне под точката на оросяване на околния въздух. Това кара влагата във въздуха да кондензира върху намотката и след това да замръзне, когато температурата е под 0°C (32°F). Слой скреж започва да се натрупва върху намотката.
Натрупването на скреж върху външната намотка има няколко отрицателни въздействия върху работата на термопомпата. Първо, той действа като изолатор, намалявайки ефективността на топлообмена между външния въздух и хладилния агент в намотката. В резултат на това термопомпата трябва да работи повече, за да извлече същото количество топлина, което води до повишена консумация на енергия. Второ, прекомерната скреж може да блокира въздушния поток през намотката, намалявайки количеството топлина, което може да се абсорбира от външния въздух. В крайна сметка, ако скрежът не бъде отстранен, термопомпата може да не е в състояние да отговори на нуждите от отопление на сградата, а в някои случаи може дори да се изключи поради защита от ниско налягане.
Процесът на размразяване
Има няколко метода, използвани за размразяване на високотемпературна термопомпа, но най-често използваният е методът на размразяване с обратен цикъл.
Метод на размразяване с обратен цикъл
В режим на размразяване с обратен цикъл, работата на термопомпата временно се обръща. Четирипътният вентил, който обикновено контролира посоката на потока на хладилния агент, е превключен. Вместо хладилният агент да тече от външната серпентина (изпарител) към вътрешната серпентина (кондензатор), както при нормален режим на отопление, сега той тече от вътрешната серпентина към външната серпентина.
Хладилният агент с високо налягане и висока температура от компресора се насочва към външната намотка. Топлият хладилен агент отделя топлина, докато кондензира във външната серпентина, разтопявайки скрежта по повърхността й. Междувременно вътрешният вентилатор може да бъде спрян по време на процеса на размразяване, за да се предотврати вдухването на студен въздух в сградата. Цикълът на размразяване обикновено продължава няколко минути, в зависимост от тежестта на натрупването на скреж.
След като скрежът се разтопи, четирипътният вентил се връща към нормален режим на отопление и термопомпата възобновява нормалната си работа за извличане на топлина от външния въздух и доставянето й на закрито.
Иницииране и прекратяване на размразяването
Решението за стартиране на цикъл на размразяване обикновено се основава или на време - контрол на температурата, или на потребление - контрол на размразяване.
Време - температурният контрол е по-традиционен метод. При този подход цикълът на размразяване се стартира на предварително зададени интервали от време, обикновено на всеки 30 минути до 2 часа, в зависимост от настройките на производителя. Освен това се използва температурен датчик на външната намотка за измерване на температурата на намотката. Ако температурата на серпентината падне под определен праг (напр. - 2°C или 28,4°F) и предварително зададеното време е изтекло, цикълът на размразяване започва.
От друга страна, контролът на размразяването е по-напреднал и интелигентен метод. Той използва множество сензори, като сензори за налягане, сензори за температура и сензори за въздушен поток, за да следи работните условия на термопомпата. Тези сензори могат да открият признаци на натрупване на скреж, като намаляване на налягането на хладилния агент или въздушния поток през намотката. Когато сензорите покажат, че скрежът влияе на работата на термопомпата, цикълът на размразяване се стартира автоматично. Този метод може да спести енергия в сравнение с времевия контрол на температурата, тъй като размразява само когато е необходимо.
Прекратяването на цикъла на размразяване също се определя от сензори. Когато температурата на външната серпентина се повиши над определено ниво (напр. 5°C или 41°F), което показва, че скрежът е разтопен, четирипътният вентил превключва обратно в режим на отопление и термопомпата възобновява нормалната си работа.
Влиянието на размразяването върху работата на термопомпата
Докато размразяването е от съществено значение за поддържане на ефективността и производителността на високотемпературна термопомпа, то има известно въздействие върху цялостната работа на системата.
По време на цикъла на размразяване термопомпата не осигурява топлина на сградата. Това може да причини временно спадане на вътрешната температура, особено ако цикълът на размразяване е дълъг или ако се случва често. За да смекчат този ефект, някои високотемпературни термопомпи са оборудвани със спомагателни отоплителни системи, като електрически нагреватели, които могат да осигурят допълнителна топлина по време на цикъла на размразяване.
Друго въздействие е консумацията на енергия по време на цикъла на размразяване. Тъй като компресорът все още работи и хладилният агент циркулира в обратна посока, термопомпата консумира енергия по време на размразяване. Въпреки това, чрез използване на усъвършенствани методи за контрол на размразяването, като например контрол на размразяването при поискване, честотата и продължителността на циклите на размразяване могат да бъдат оптимизирани, като се намали общата загуба на енергия за ненужно размразяване.
Размразяване в различни модели термопомпи
Високотемпературните термопомпи се предлагат в различни модели и процесът на размразяване може леко да варира в зависимост от дизайна и приложението. например,Търговска термопомпа с въздушен източникизползвани в големи търговски сгради, може да имат по-сложни системи за размразяване, за да се справят с по-големи топлинни натоварвания и по-тежки климатични условия.
Някои високотемпературни термопомпи също са проектирани с подобрени функции за размразяване, като електрически нагреватели за размразяване на външната намотка. Тези нагреватели могат да се използват заедно с метода на размразяване с обратен цикъл, за да се ускори процеса на размразяване, особено при тежки условия на студ.
Заключение
В заключение, процесът на размразяване е решаващ аспект от работата на високотемпературна термопомпа. Той помага да се поддържа ефективността на топлообмен на външната серпентина, като гарантира, че термопомпата може да продължи да осигурява надеждно и ефективно отопление дори в студено време. Като доставчик на високотемпературни термопомпи, ние непрекъснато работим върху подобряването на технологията за размразяване, за да направим нашите продукти по-енергийно ефективни и удобни за потребителя.
Ако сте на пазара за високотемпературна термопомпа или се нуждаете от повече информация за нашите продукти и техните възможности за размразяване, приветстваме ви да се свържете с нас. Нашият екип от експерти е готов да обсъди вашите специфични изисквания за отопление и да ви предостави най-добрите решения. Нека започнем разговор днес, за да проучим как нашите високотемпературни термопомпи могат да отговорят на вашите нужди.
Референции
Наръчник на ASHRAE - ОВК системи и оборудване. Американското дружество на инженерите по отопление, охлаждане и климатизация, Inc.
Kreider, JF, et al. (2010). Отопление и охлаждане на сгради: Принципи и практика на енергийно ефективно проектиране. Макгроу - Хил.