Przyczyny tłumienia wydajności cieplnej powietrznej pompy ciepła w niskiej temperaturze otoczenia
Wszyscy wiemy, że nieuniknione jest, że ciepło wytwarzane przez powietrzną pompę ciepła będzie tłumić się wraz ze spadkiem temperatury otoczenia na zewnątrz. Możemy podsumować kilka przyczyn tłumienia w następujący sposób:
01. Spadek temperatury parowania spowoduje spadek ciśnienia ssania sprężarki i wzrost objętości właściwej dla ssania, co doprowadzi do spadku wydajności grzewczej na jednostkę objętości czynnika chłodniczego. Jest to główny powód tłumienia ciepła powietrznej pompy ciepła.
02. Spadek ciśnienia ssania spowoduje wzrost stosunku ciśnienia sprężarki i pogorszenie efektu smarowania; wydajność objętościowa sprężarki spadnie, co spowoduje zmniejszenie rzeczywistej objętości dostarczania powietrza i zmniejszenie wydajności grzewczej.
03. Wzrost objętości właściwej ssania i spadek sprawności objętościowej sprężarki doprowadzi do zmniejszenia przepływu masowego czynnika chłodniczego, co spowoduje zmniejszenie współczynnika przenikania ciepła po stronie czynnika chłodniczego parownika i skraplacza, a ciepło pochłaniane przez parownik i ciepło uwalniane przez skraplacz (równoważne wydajności grzewczej) jest zmniejszone.
04. Spadek ciśnienia ssania doprowadzi do zwiększenia suchości na wlocie parownika, zwiększenia lepkości dynamicznej ciekłego czynnika chłodniczego i zmniejszenia gęstości gazowego czynnika chłodniczego po stronie niskiego ciśnienia oraz wzrostu spadku ciśnienia przepływu w parowniku i przewodzie ssącym. Jeśli ciśnienie ssania sprężarki pozostanie niezmienione, ciśnienie parowania i odpowiadająca mu temperatura nasycenia wzrosną, efektywna różnica temperatur wymiany ciepła parownika zmniejszy się, a absorpcja ciepła parownika zmniejszy się, co również doprowadzi do zmniejszenia wydajności grzewczej.
05. Gdy temperatura powierzchni żeber parownika jest niższa niż temperatura punktu rosy wilgotnego powietrza i niższa niż 0 °C, powierzchnia parownika jest równaost; tempo wzrostu warstwy mrozu wzrasta wraz ze wzrostem zawartości wilgoci w wilgotnym powietrzu i spadkiem temperatury parowania. Wzrost grubości warstwy mrozu doprowadzi do wzrostu zarówno odporności termicznej, jak i odporności na wiatr parownika, a wydajność grzewcza gwałtownie się pogorszy.
Powietrzna pompa ciepła musi być okresowo rozmrażana, aby działała normalnie, a wydajność grzewcza podczas rozmrażania jest zerowa lub nawet ujemna, co powoduje zmniejszenie średniej wydajności grzewczej.
