Пропановый тепловой насос установил новый рекорд эффективности

ГЕРМАНИЯ: Инженеры из Германии, разрабатывающие холодильный контур на основе пропана для тепловых насосов, как сообщается, достигли тепловой мощности 12,8 кВт, используя всего лишь 124 г пропана.

Прототип схемы, являющейся частью проекта LC150 (Low Charge 150g), демонстрируется Институтом солнечных энергетических систем Фраунгофера ISE на выставке Chillventa на этой неделе в Нюрнберге (зал 4A/стенд 306).

Хотя пропан обладает очень хорошими термодинамическими свойствами и низким потенциалом глобального потепления, его воспламеняемость ограничивает размер заряда, который можно безопасно использовать. По данным Fraunhofer ISE, существующие в настоящее время тепловые насосы используют около 60 г пропана на киловатт.

Fraunhofer ISE и консорциум производителей тепловых насосов создают прототипы рассольных тепловых насосов, собирая отдельные компоненты (испаритель, компрессор, конденсатор, теплообменник и расширительный клапан) в различные комбинации. Эти модули тестируются на испытательных стендах 24 часа в сутки в течение двух недель. Каждый прототип эксплуатируется в 30–150 рабочих точках, а измеренные значения регистрируются 26 датчиками. В поисках идеального теплового насоса на данный момент построено 26 прототипов, 14 из которых уже прошли полную матрицу измерений.

Устройство с лучшим сочетанием компонентов достигло максимальной тепловой мощности 12,8 кВт и коэффициента полезного действия 4,7 всего лишь при 124 граммах пропана. Достижение всего 9,7 г пропана на кВт тепловой мощности явно превысило цель проекта по снижению удельного количества хладагента до 15-30 г/кВт.

«Это примерно эквивалентно количеству пропана в пяти зажигалках», — объяснил руководитель проекта Fraunhofer ISE Клеменс Данкверт.

Рекордный холодильный контур в таком виде еще не готов к выводу на рынок, поскольку использовался полугерметичный автомобильный компрессор. Для этого требуется меньше хладагента при более высокой производительности благодаря высокой скорости вращения и малому объему масла. До сих пор автомобильные компрессоры не были рассчитаны на продолжительное время работы теплового насоса, рассчитанного на 20 лет.

«Однако производитель уже работает над полностью герметичными компрессорами с более длительным сроком службы», — сказал Клеменс Данкверт.

Сообщается, что окончательная версия рекордного контура охлаждения будет реализована с немного большим количеством хладагента и немного большим теплообменником для достижения более сбалансированной системы. Исследовательская группа настаивает на том, что цели проекта LC 150 – холодильный контур мощностью 8–10 кВт и максимальной заправкой 150 г хладагента – могут быть достигнуты в реальных условиях эксплуатации.

Второй лучший холодильный контур в программе испытаний, использующий обычный полностью герметичный компрессор, также достиг целей проекта: при заправке 164 г пропана тепловая мощность составила 8,1 кВт.

Помимо компрессора, исследовательская группа также уменьшила внутренний объем теплообменников и количество масла, чтобы уменьшить количество требуемого хладагента. Дополнительные компоненты, такие как датчики, сведены к минимуму, а трубопроводы максимально короткие, чтобы уменьшить внутренние объемы.

Проект LC150 финансируется Федеральным министерством экономики и защиты климата Германии (BMWK) и продлится до марта 2023 года.

Разработчик низкозаряженных пропановых тепловых насосов ищет партнеров – 22 октября 2019 г. ГЕРМАНИЯ: Немецкий научно-исследовательский институт утверждает, что разработал прототип углеводородного бытового теплового насоса с тепловой мощностью 8 кВт всего из 150 г пропана. Читать далее…

Фраунгофер разработал пропановый тепловой насос – 3 сентября 2018 г. ГЕРМАНИЯ: Исследователи из Института Фраунгофера утверждают, что разработали жизнеспособный пропановый тепловой насос с использованием теплообменников малого объема и специального компрессора. Читать далее…