Тепломассообменные процессы в испарительном блоке воздушного теплового насоса

Abstract

Рассмотрены теплонасосные установки и возможность их применения в инженерных системах, что позволяет значительно расширить возможности использования возобновляемых источников энергии, а также выбросной теплоты от различных технологических процессов в инженерных системах создания микроклимата. Наиболее перспективными являются воздушные тепловые насосы, однако их применение в регионах с холодным климатом ограничено в связи с конденсацией паров влаги на холодопроводе испарительного блока с последующим образованием наледи, что снижает эффективность работы установки. В настоящей работе рассмотрен модернизированный испарительный блок воздушного теплового насоса с системой удаления наледи MOVEBIT. С учетом конструкции теплообменника, включающего блок магнитострикционного излучателя, рассмотрено влияние тепломассообменных процессов в испарительном блоке на эффективность работы теплонасосной установки в широком диапазоне температур наружного воздуха. Получено критериальное уравнение для расчета коэффициента теплоотдачи в испарительном блоке в зависимости от гидродинамических условий проведения процесса и теплофизических параметров воздушной среды. Данное уравнение позволяет рассчитывать теплопроизводительность, холодопроизводительность, определять коэффициент трансформации энергии теплонасосной установки на всех этапах жизненного цикла инженерных систем. Получена зависимость влияния температуры и относительной влажности на кинетику образования наледи, что позволяет рассчитать время работы установки между циклами включения излучателя для разрушения наледи. По результатам исследований разработаны программы для ЭВМ управления основными теплотехническими параметрами воздушного теплового насоса с системой MOVEBIT и электрической частью магнитострикционного излучателя в широком диапазоне температур.