OBLICZENIA CIEPLNE WYMIENNIKA STANOWIĄCEGO UJĘCIE DOLNEGO ŹRÓDŁA CIEPŁA POWIETRZNEJ POMPY CIEPŁA

W pracy przedstawiono sposób przeprowadzania obliczeń cieplnych lamelowanego wymiennika ciepła, stanowiącego ujęcie dolnego źródła ciepła powietrznej pompy ciepła, pełniącego w obiegu termodynamicznym pompy funkcję parowacza. Podano algorytm obliczeń pozwalający na wyznaczenie pola powierzchni wymiany ciepła przy znanej wydajności cieplnej wymiennika. Posłużono się metodą NTU, służąca do przeprowadzania obliczeń cieplnych wymienników. Do wyznaczenia współczynnika przejmowania ciepła od strony powietrza zastosowano wzór Schmidta [4], dotyczący wymiany ciepła na powierzchniach ożebrowanych. Sprawność lameli określono w przybliżony sposób za pomocą wzorów odnoszących się do żeber, dzieląc lamelę na żebra o kształcie wynikającym z układu przestrzennego rur. W obliczeniach uwzględniono również, za pomocą współczynnika wymiany wilgoci RCJ, wpływ ciepła utajonego wykraplającej się z powietrza pary wodnej na intensywność wymiany ciepła. Ze względu na możliwość pracy wymiennika w warunkach oszronienia powierzchni wymiany ciepła, przedstawiono sposób uwzględnienia wpływu powstającej warstwy szronu na wartość współczynnika przenikania ciepła. Współczynnik przejmowania ciepła przy wrzeniu czynnika roboczego w rurach proponuje się wyznaczać za pomocą uogólnionej korelacji Iwaszkiewicza [6]. Stosowanie wzorów Schmidta i Iwaszkiewicza ograniczone jest zakresami ich ważności, które podane są we wskazanych materiałach źródłowych. Przedstawiony algorytm obliczeń cieplnych wymienników lamelowanych może zostać wykorzystany do przeprowadzania obliczeń mających na celu weryfikację istniejących rozwiązań konstrukcyjnych, a także uzupełnienie i rozszerzenie danych eksploatacyjnych, podawanych przez producentów wymienników ciepła i pomp ciepła.

Pełny tekst (pdf)

[1]  Spektakularny wzrost rynku powietrznych pomp ciepła w 2015 roku, Chłodnictwo, nr 3, 2016, s. 9-10.

[2]  Niezgoda-Żelasko B., Zalewski W.: Chłodnicze i klimatyzacyjne wymienniki ciepła-obliczenia cieplne, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2013.

[3]  Zalewski W., Kot J.: Obliczenia cieplno-przepływowe wentylatorowych chłodnic powietrza, cz. I, Chłodnictwo, nr 1-2, 2015, s. 40-44.

[4]  VDI-Wärmeatlas: Wärmeübergang an berippten Oberflächen, VDI Verlag, Düsseldorf 1991, S. Mb1-Mb4.

[5]  Mikielewicz D., Mikielewicz J.: Analiza możliwości wykorzystania ogólnych korelacji wrzenia w przepływie w technice chłodniczej, Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna, nr 8, 1997.

[6]  Madejski J.: Teoria wymiany ciepła, Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 1998.