Воздействие механических колебаний на обледенение испарителей воздушного теплового насоса

Abstract

Применение тепловых насосов в системах создания микроклимата является актуальной задачей теплоснабжения. Однако распространение воздушных тепловых насосов в странах с холодным зимним периодом ограничивается в связи с проблемой обледенения наружных блоков и снижением эффективности их работы. Рассмотрены существующие методы борьбы с наледью, а также их эффективность с учетом затрат электроэнергии и проблемой утилизации конденсата. Показана возможность удаления наледи с испарителей воздушных тепловых насосов применением метода высокочастотных механических колебаний. Спроектировано лабораторное оборудование для экспериментальных исследований высокочастотных колебаний в конструкциях испарителей, изготовленных промышленным методом, позволяющее оценить различные способы крепления пьезокерамических излучателей к поверхности теплообменника. Установлена низкая эффективность болтовых соединений излучателей с поверхностью теплообменника. Наиболее рационально монолитное исполнение. Проведенные исследования испарителей воздушных тепловых насосов с различными типами теплоносителя показали неэффективность акустических методов удаления наледи для жидких теплоносителей. Даны рекомендации по подбору материала теплообменника для повышения эффективности разрушения льда с поверхности испарителей. По совокупности акустических свойств и теплопроводности материалов, применяемых в конструкции испарителей, наиболее эффективным является дюралюминий. Выявлены пути повышения степени очистки испарителей от наледи, даны рекомендации для последующих исследований применения механических колебаний для борьбы с обморожением теплообменников в воздушных тепловых насосах в условиях работы при низких температурах окружающего воздуха.