3.3 Джерело низькопотенцїйного тепла - зовнішнє повітря
Зовнішнє повітря є найбільш доступним і необмеженим джерелом
тепла низького потенціалу. Воно знаходить застосування в теплових насосах,
що служать для зимового опалювання і літнього охолоджування повітря в
приміщеннях.
Водні і ґрунтові теплові насоси мають обмежену
певними рамками сферу застосування. Проте повітря є скрізь, і воно теж придатне
для роботи теплового насоса. Тепловий насос з повітряним теплозабірником можна
встановити практично у будь-якому
місці. Найширше поширення такі теплові насоси отримали в США. Проте
опалювальні агрегати цього типу мають істотний недолік: при мінусовій
температурі їх ефективність невелика.
Використання тепла повітря представляє значні труднощі, передусім, через низькі значення коефіцієнтів тепловіддачі. Щоб уникнути великих поверхонь нагріву випарника доводиться знижувати температуру випаровування робочого агента, що знижує коефіцієнт перетворення.
Рисунок 3.3.1 – Принципова схема роботи
теплового насосу системи «повітря-повітря»
Крім того,
пристрій для відбору тепла — випарник — при низьких температурах покривається
інієм, що
конденсується з навколишнього повітря. В результаті ефективність теплообміну
істотно знижується, і тоді доводиться зупиняти роботу і відтавати випарник. Як
правило, у випарнику кондиціонера температура
знижується на 10...15°С (у холодильниках температурний перепад зазвичай більше —
25...40°С). Тому більшість кондиціонерів настроїти на температуру нижче 13-17°С
не вдасться — цей поріг встановлений їх конструкторами щоб уникнути обмерзання випарника,
адже режим його відтавання у більшості кондиціонерів не передбачений. Це ж є
однією з причин, по якій практично усі кондиціонери з інверторним режимом не працюють
навіть при не дуже великих негативних температурах — хоча б при — 10°C. Зазвичай
вважається, що вже при — 5°C витрати енергії на відтавання будуть порівнянні з
кількістю закачаної з вулиці теплоти, і перекачування тепла з вулиці стає
неефективним, особливо якщо вологість зовнішнього повітря близька до 100% — тоді
зовнішній тепловідбірник особливо швидко покривається
льодом.
Найбільш доцільним методом боротьби з інієм є періодичне відтавання випарника. Теплові насоси фірми "Toshiba" – забезпечені автоматичним розморожуючим пристроєм, агрегати швейцарської фірми "Six Modun Rudolf Schmidlin AG", що виготовляються по японській ліцензії, забезпечені автоматичною системою відтавання випарника за допомогою перепуску гарячого хладагенту, теплові насоси французької фірми "С'liref" містять в своїй конструкції термостат розмороження. Фірма ФРН "Vaillant" виготовляє повітряно-водяні теплові насоси з автоматично діючим розморожуючим пристроєм. Наявність ефективної системи відтавання випарника дозволяє застосовувати теплові насоси при температурі зовнішнього повітря нижче за 0°С. Система автоматичного відтавання випарника фірми " Toshiba " допускає роботу теплового насоса при температурі зовнішнього повітря -10°С. Фірма "Slant Fin Corp" (США) виготовляє теплові насоси з мінімальною температурою випаровування -12°С.
Рисунок 3.3.2 – Встановлення теплового насосу системи "повітря-вода"
