Preview

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Работа водяного теплового насоса в условиях образования льда на поверхности трубки испарителя

https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-3-4-49-57

Полный текст:

Аннотация

Экспериментально исследованы закономерности и характеристики образования льда на поверхности трубки испарителя теплового насоса при использовании холодной (при температуре менее 280 К) воды в качестве низкопотенциального источника энергии. В условиях работы такого теплового насоса зарегистрированы значения температуры воды в испарителе, температуры поверхности трубки испарителя, толщины слоя льда. Полученные результаты позволили сделать вывод о возможности использования водяного теплового насоса на практике в условиях частичного формирования слоя льда на поверхности   трубки   испарителя,   при   прогреве   воды   в   конденсаторе   до   313 К. Экспериментально установлено, что, при снижении начальной температуры воды в испарителе  на  6 градусов,  максимальное  значение  толщины  льда,  формирующегося на поверхности   трубки   испарителя,   увеличивается   на   30 %.   Лед,   образующийся   на испарителе, после достижения максимального значения температуры воды в конденсаторе,  полностью тает  с  течением  времени.  Установлена зависимость числа Нуссельта  от  характеристик  естественно-конвекционного теплообмена  при  фазовом переходе.

Об авторах

В. И. Максимов
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия

Максимов  Вячеслав  Иванович  – кандидат  технических  наук,  доцент научно-образовательного  центра И.Н. Бутакова.



А. Салум
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия

Салум Амер    –   аспирант научно-образовательного центра И.Н.  Бутакова.



Список литературы

1. Experimental study of a new multifunctional water source heat pump system / X. Liu, F. Li, Q. Guo,Y. Zhang, T. Sun // Energy Build. 2016. Vol. 111. P. 408–423. DOI: 10.1016/j.enbuild.2015.11.069.

2. Heat pump placement, connection and operational modes in European district heating / M. A. Sayegh, P. Jadwiszczak, B.P. Axcell, E. Niemierka, K. Bryś, H. Jouhara // Energy Build. 2018. Vol. 166. P. 122–144. DOI: 10.1016/j.enbuild.2018.02.006.

3. Liu Z., Tan H., Li Z. Heating and Cooling Performances of River-Water Source Heat Pump System for Energy Station in Shanghai // Procedia Eng. 2017. Vol. 205. P. 4074–4081. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.09.898.

4. Piccolroaz S., Toffolon M., Majone B. A simple lumped model to convert air temperature into surface water temperature in lakes // Hydrol. and Earth System Sciences. 2013. Vol. 8. P. 3323–3338. DOI: 10.5194/hess-17-3323-2013.

5. Livingstone D.M., Lotter A.F. The relationship between air and water temperatures in lakes of the Swiss Plateau:a case study with palaeolimnological implication // J. Paleolimnol. 1998. Vol. 9. P. 181–198.

6. Wu W., Skye H. M. Progress in ground-source heat pumps using natural refrigerants // Int. J. of Refrig. 2018. Vol. 92. P. 70–85. DOI: 10.1016/j.ijrefrig.2018.05.028.

7. Valizade L. Ground Source Heat Pumps // J. Clean Energy Technol. 2013. Vol. 3. P. 216–219.

8. Todoran T.P., Balan M.C. Long term behavior of a geothermal heat pump with oversized horizontal collector // Energy Build. 2016. Vol. 133. P. 799–809. DOI: 10.1016/j.enbuild.2016.10.037.

9. Zhang N., Wang Z. Review of soil thermal conductivity and predictive models // Int. J. Therm. Sci. Elsevier Masson SAS. 2017. No. 117. P. 172–183. DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2017.03.013.

10. Харченко В. В., Сычёв А.О. Использование низкопотенциальной теплоты поверхностного водотока в теплонасосной системе теплоснабжения сельского дома // Науковий вісник НУБіП України. Серія: Техніка та енергетика АПК. 2014. № 194-2. С. 19–24.

11. Харченко В.В., Сычёв А.О. Оптимизация низкотемпературного контура теплонасосной установки на основе теплоты поверхностных вод // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. 2013. № 7 (129). С. 31–36.

12. Zhou C., Ni L., Yao Y. Heat transfer analysis of multi-row helically coiled tube heat exchangers for surface water-source heat pump // Energy. 2018. Vol. 163. P. 1032–1049. DOI: 10.1016/j.energy.2018.08.190.

13. Maksimov V.I., Nagornova T.A., Chernyshev V.S. Conditions and characteristics of water crystallization on the working surface of evaporator heat pumps in reservoirs with low temperatures // MATEC Web of Conferences: Heat and Mass Transfer in the Thermal Control System of Technical and Technological Energy Equipment. Tomsk, 2015. Vol. 23, № 01051 (1-8). DOI: 10.1051/matecconf/20152301051.

14. Maksimov V.I., Saloum A. An experimental study of the effect of water bodies temperature on water heat pump performance // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 194, № 01050 (1-4). DOI: 10.1051/matecconf/201819401050.

15. Piccolroaz S., Toffolon M., Majone B. A simple lumped model to convert air temperature into surface water temperature in lakes // Hydrology and earth system sciences. 2013. Vol. 8. P. 3323 – 3338. DOI:10.5194/hess-17-3323-2013.

16. Livingstone D.M., Lotter A.F. The relationship between air and water temperatures in lakes of the Swiss Plateau:a case study with palaeolimnological implication // Journal Paleolimnol. 1998. Vol. 9. P. 181–198. URL: https://link.springer.com/article/10.1023/A:1007904817619.

17. Sebarchievici C., Dan D., Sarbu I. Performance assessment of a ground-coupled heat pump for an office room heating using radiator or radiant floor heating systems // Procedia Engineering. 2015. Vol. 118. P. 88– 100. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.08.407.

18. Performance evaluation of different heating terminals used in air source heat pump system / H. Bin, R.Z. Wang, B. Xiao, L. He, W. Zhang, Sh. Zhang // International Journal of Refrigeration. 2019. Vol. 98. P. 274–282. DOI: 10.1016/j.ijrefrig.2018.10.014.


Для цитирования:


Максимов В.И., Салум А. Работа водяного теплового насоса в условиях образования льда на поверхности трубки испарителя. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2019;21(3-4):49-57. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-3-4-49-57

For citation:


Maksimov V.I., Saloum A. The water heat pump operation under frost conditions on the evaporator surface. Power engineering: research, equipment, technology. 2019;21(3-4):49-57. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-3-4-49-57

Просмотров: 21


ISSN 1998-9903 (Print)