Теплонасос

МЕТОДЫ ДЕФРОСТАЦИИ

Таких методов несколько. Если тепловой насос реверсивен, как это делается для установок, изготовленных в США и импортируе­мых в настоящее время в Европу, дефростация производится ре­версированием теплового насоса на короткий период, в течение которого испаритель становится конденсатором и температура его повышается. Во время этой операции внешний вентилятор можно отключить, чтобы температура теплообменника быстрее повыша­лась. С целью компенсации на время дефростации включается до­полнительный нагреватель.

Это элегантное решение проблемы дефростации, особенно, если учесть, что многие тепловые насосы конструировали как воздуш­ные кондиционеры круглогодичного действия, т. е. установки, ре­версивные по существу. В этом случае все клапаны и аккумулято­ры предусмотрены и требуется дополнение только в виде системы управления. Основной недостаток состоит в том, что отключение отрицательно влияет на поток хладоагента, в частности жидкость может попасть в компрессор, когда внутренний теплообменник на­чинает работать как испаритель. Превентивной мерой является установка жидкостного аккумулятора на всасывающей линии
(рис. 4.12). Такая защита вполне удовлетворительна, но она повы­шает износ компрессора вследствие постоянного изменения усло­вий нагрузки, и снижает КОП из-за теплоемкости жидкости в ак­кумуляторе. Если тепловой насос нереверсивен и рассчитан только на нагревание, следует подумать и о других методах дефростации. Если их найти не удастся, то тепловой насос придется делать ре­версивным только для целей дефро­стации.

Других методов несколько. Пред­ложено, например, устанавливать электронагревательные элементы вдоль ребер испарителя, хотя это довольно дорого и снижает эффективность ре­бер в нормальной эксплуатации. Дру­гое предложение состоит в применении струй горячей воды, которые следует правильно направить. Предлагались также испарители из плоских пластин, с которых лед опадает кусками при механической очистке и не требует плавления. Эта система приводит к увеличению объема испарителя, так как только оребрение позволяет полу­чить достаточную поверхность в малом объеме. Было проведено много исследований по выяснению влияния конструкций испарите­лей на обледенение. Варьировались такие параметры, как число рядов трубок, шаг оребрения и расход воздуха [7, 8]. Если испари­тель оптимизирован по минимуму эксплуатационных затрат с уче­том мощности вентилятора, то расход воздуха будет меньше, чем оптимальный с точки зрения дефростации, так как повышение расхода воздуха снижает скорость обледенения, по крайней мере при температуре воздуха выше 0° С. Эксперименты были проведе­ны с увеличением шага оребрения до 12 мм, а также с переменным шагом оребрения, когда ребра широко расположены на правом ря­ду трубок испарителя с целью накопления льда, а на последующих рядах расстояние между ребрами уменьшается для улучшения теплообмена. Это довольно сложная конструкция, и вряд ли она получит широкое распространение.

Если тепловой насос с использованием низкопотенциального тепла окружающего воздуха получает еще и высокопотенциальное тепло (абсорбционный цикл или газомоторный парокомпрессион- ный цикл), то можно применять для дефростации сбросное тепло. Например, сбросное тепло от выхлопа двигателя внутреннего сго­рания обычно добавляется к теплу от конденсатора теплового на­соса, но его можно эффективно использовать для периодической дефростации, подавая выхлоп на испаритель.

На Британской исследовательской станции в Солихалле создан экспериментальный тепловой насос, на котором исследуется этот метод дефростации с целью его последующего широкого примене­
ния. Здесь выхлопные газы охлаждаются не слишком сильно и по­этому содержат большую долю влаги. В абсорбционном тепловом насосе может быть применена очень эффективная камера сгора­ния, дающая выхлопные газы при температуре не более 100— 200° С. Если их подмешивать к потоку воздуха через испаритель, то обледенение фактически может увеличиваться в условиях очень холодной погоды. Но в целом тепловые насосы с огневым обогре­вом имеют хорошие возможности для дефростации горячим воз­духом.