| Summary: | Denna rapport avhandlar undersökning av frostbildning på luftberörda värmepumpars utomhusstående förångare. Rapporten innefattar skapandet av en Sverigekarta med information om frostbildning på förångare på grund av lufttemperatur och relativ luftfuktighet och när de båda samverkar för att skapa optimala förutsättningar för frostbildning, frostbildning på förångare pga. snöfall och underkylt regn samt ett sammanfattande av olika aktuella metoder för avfrostning och förhindrandet av frostbildning på förångare. En litteraturstudie genomfördes för att undersöka de olika metoder för avfrostning av förångare som finns idag, både på industristandard och innovationsnivå. De metoder som undersöktes var reverserad cykelavfrostning, het gas bypass avfrostning, avfrostning med elektrisk värmare, varmvattenspray avfrostning, ultraljuds avfrostning, Hydrofila/Hydrofoba ytor, fasomvandlande material som termisk energilagring samt avfuktning av luft innan förångaren. De olika metodernas fördelar och nackdelar diskuterades sedan. Rapporten ger även en sammanfattning av luftvärmepumpens historia. Frostkartan skapades med hjälp av Excel samt Photoshop. Data som användes för kartan togs fram genom iteration av mätvärden i form av lufttemperatur och relativ luftfuktighet från 113 av SMHI:s mätstationer i Sverige från 1998-01-01 till 2018-01-01. Antal timmar frostbildning kan ske på förångare i Sverige varierar mellan ca 3000 till 6400 timmar per år beroende på plats i landet. För att undersöka problemet med snöfall och underkylt regn som frostpåverkande för förångare så gjordes en fysikalisk modell där det undersöktes hur långt snö respektive underkylt regn kan transporteras i sidled pga. luftinsuget i förångarkomponenten och om någon konstruktionslösning kunde appliceras. Modellen baserades på mätdata tagna med lufthastighetsmätare på en luft/vatten värmepump i Stockholm under lugna väderförhållanden. För de båda scenariona betraktades en konstruktionslösning i form av ett tak som adekvat för att undvika problemet och frågan blev istället hur långt ett sådant tak måste vara. En kritisk taklängd för att förhindra snöfall och underkylt regn från att komma i kontakt med förångaren beräknades och blev 18 cm för snöfall respektive 7 cm för underkylt regn. Rapportens slutsats är att optimala förutsättningar för frostbildning råder 34–73% årligen samt att en konstruktionslösning i form av ett tak är adekvat för att förhindra frostbildning pga. snöfall och underkylt regn. === This report deals with the study of frost formation on air-conditioned heat pump's outdoor evaporators. The report includes the creation of a map of Sweden with information on frost formation on evaporators due to air temperature and relative humidity, and further when they both interact to create optimal conditions for frost formation, frost formation on evaporators due to. snowfall and supercooled rain as well as a summary of various current methods of defrosting and preventing frost formation on evaporators. A literature study was conducted to investigate the various methods of defrosting evaporators present today, both at industry standard and innovation level. The methods investigated were reversed cycle defrosting, hot gas bypass defrosting, electric heater defrosting, hot water spray defrosting, ultrasonic defrosting, Hydrophilic / Hydrophobic surfaces, phase changing materials such as thermal energy storage and dehumidification of air before the evaporator. The advantages and disadvantages of the different methods were then discussed. The report also provides a summary of the history of the air heat pump. The map of frost was created using Excel as well as Photoshop. Data used for the map was created by iteration through measurement values in the form of air temperature and humidity from 113 of SMHI's measurement stations in Sweden from 1 January to 2018-01-01. The number of hours of frosting can occur on the evaporator in Sweden varies between about 3000 to 6400 hours per year depending on location in the country. To investigate snowfall and supercooled rain as problematic in terms of frost for evaporators, a physical model was investigated, investigating how far snow and supercooled rain can be transported laterally due to air inlet in the evaporator component and if any design solution could be applied. The model was based on measurement data taken with air velocity meters on an air / water heat pump in Stockholm in calm weather conditions. For the two scenarios a construction solution in the form of a roof was considered adequate to avoid the problem and instead the question became how much protection the evaporator needs in terms of outdoor roofs. A critical roof length to prevent snowfall and supercooled rain from coming into contact with the evaporator was calculated to 18 cm for snowfall and 7 cm for supercooled rain. The report's conclusion is that optimal frost formation conditions are 34-73% annually and that a design solution in the form of a roof is adequate to prevent frost accumulation due to snowfall and supercooled rain.
|
|---|
