Como fornecedor de bombas de calor de alta temperatura, sou frequentemente questionado sobre o processo de descongelação destes sistemas inovadores. Nesta postagem do blog, vou me aprofundar no que envolve o processo de descongelamento de uma bomba de calor de alta temperatura, sua importância e como isso afeta o desempenho geral da bomba de calor.
Para começar, vamos entender o que é uma bomba de calor de alta temperatura. UMBomba de calor de alta temperaturafoi projetado para extrair calor de uma fonte de baixa temperatura, como o ar ambiente, e fornecê-lo a uma temperatura mais alta para diversas aplicações, incluindo aquecimento de edifícios comerciais ou processos industriais. Estas bombas de calor são conhecidas pela sua elevada eficiência e capacidade de operar numa ampla gama de condições climáticas.
Por que o descongelamento é necessário
Quando uma bomba de calor de alta temperatura opera no modo de aquecimento durante o tempo frio, a bobina do trocador de calor externo atua como um evaporador. À medida que o refrigerante na serpentina absorve calor do ar externo, a temperatura da serpentina pode cair abaixo do ponto de orvalho do ar circundante. Isso faz com que a umidade do ar se condense na bobina e depois congele quando a temperatura estiver abaixo de 0°C (32°F). Uma camada de gelo começa a se formar na bobina.
A acumulação de gelo na serpentina exterior tem vários impactos negativos no desempenho da bomba de calor. Em primeiro lugar, actua como isolante, reduzindo a eficiência da transferência de calor entre o ar exterior e o refrigerante na serpentina. Como resultado, a bomba de calor tem de trabalhar mais para extrair a mesma quantidade de calor, levando a um aumento do consumo de energia. Em segundo lugar, o gelo excessivo pode bloquear o fluxo de ar através da serpentina, reduzindo a quantidade de calor que pode ser absorvida do ar exterior. Eventualmente, se o gelo não for removido, a bomba de calor pode não conseguir satisfazer a necessidade de aquecimento do edifício e, em alguns casos, pode até desligar devido à protecção de baixa pressão.
O processo de descongelamento
Existem vários métodos usados para descongelar uma bomba de calor de alta temperatura, mas o mais comumente usado é o método de descongelamento de ciclo reverso.
Método de degelo de ciclo reverso
No modo de descongelação por ciclo inverso, o funcionamento da bomba de calor é temporariamente invertido. A válvula de quatro vias, que normalmente controla a direção do fluxo de refrigerante, é comutada. Em vez de o refrigerante fluir da serpentina externa (evaporador) para a serpentina interna (condensador), como no modo de aquecimento normal, ele agora flui da serpentina interna para a serpentina externa.
O refrigerante de alta pressão e alta temperatura do compressor é direcionado para a serpentina externa. O refrigerante quente libera calor à medida que se condensa na serpentina externa, derretendo o gelo em sua superfície. Entretanto, o ventilador interior pode ser desligado durante o processo de descongelação para evitar que o ar frio entre no edifício. O ciclo de descongelamento geralmente dura alguns minutos, dependendo da gravidade do acúmulo de gelo.
Assim que o gelo derreter, a válvula de quatro vias volta ao modo de aquecimento normal e a bomba de calor retoma o seu funcionamento normal de extrair calor do ar exterior e fornecê-lo para o interior.
Início e término do degelo
A decisão de iniciar um ciclo de degelo é geralmente baseada no controle de tempo - temperatura ou no controle de demanda - degelo.
O controle de tempo e temperatura é um método mais tradicional. Nesta abordagem, o ciclo de degelo é iniciado em intervalos de tempo predefinidos, normalmente a cada 30 minutos a 2 horas, dependendo das configurações do fabricante. Além disso, um sensor de temperatura na bobina externa é usado para medir a temperatura da bobina. Se a temperatura da bobina cair abaixo de um determinado limite (por exemplo, -2°C ou 28,4°F) e o tempo predefinido tiver decorrido, o ciclo de degelo é iniciado.
Já o controle de demanda - degelo é um método mais avançado e inteligente. Ele usa vários sensores, como sensores de pressão, sensores de temperatura e sensores de fluxo de ar, para monitorar as condições operacionais da bomba de calor. Esses sensores podem detectar sinais de acúmulo de gelo, como uma diminuição na pressão do refrigerante ou no fluxo de ar através da bobina. Quando os sensores indicam que o gelo está a afectar o desempenho da bomba de calor, o ciclo de descongelação é iniciado automaticamente. Este método pode economizar energia em comparação com o controle de tempo e temperatura porque só descongela quando necessário.
O término do ciclo de degelo também é determinado por sensores. Quando a temperatura da serpentina exterior sobe acima de um determinado nível (por exemplo, 5°C ou 41°F), o que indica que o gelo derreteu, a válvula de quatro vias volta ao modo de aquecimento e a bomba de calor retoma o funcionamento normal.
O impacto do descongelamento no desempenho da bomba de calor
Embora o descongelamento seja essencial para manter a eficiência e o desempenho de uma bomba de calor de alta temperatura, tem algum impacto no funcionamento geral do sistema.
Durante o ciclo de descongelação, a bomba de calor não fornece calor ao edifício. Isto pode causar uma queda temporária na temperatura interior, especialmente se o ciclo de descongelação for longo ou se ocorrer com frequência. Para mitigar este efeito, algumas bombas de calor de alta temperatura estão equipadas com sistemas auxiliares de aquecimento, tais como resistências eléctricas, que podem fornecer calor adicional durante o ciclo de descongelação.
Outro impacto é o consumo de energia durante o ciclo de degelo. Como o compressor ainda está funcionando e o refrigerante circula em sentido inverso, a bomba de calor consome energia durante o descongelamento. No entanto, ao usar métodos avançados de controle de degelo, como controle de degelo por demanda, a frequência e a duração dos ciclos de degelo podem ser otimizadas, reduzindo o desperdício total de energia em degelos desnecessários.
Descongelação em diferentes modelos de bombas de calor
As bombas de calor de alta temperatura vêm em diferentes modelos e o processo de descongelamento pode variar ligeiramente dependendo do projeto e da aplicação. Por exemplo,Bomba de calor comercial de fonte de arusados em grandes edifícios comerciais podem ter sistemas de descongelamento mais complexos para lidar com cargas de calor maiores e condições climáticas mais severas.
Algumas bombas de calor de alta temperatura também são projetadas com recursos aprimorados de degelo, como aquecedores elétricos de degelo na bobina externa. Esses aquecedores podem ser usados em conjunto com o método de degelo de ciclo reverso para acelerar o processo de degelo, especialmente em condições de geada intensa.
Conclusão
Concluindo, o processo de descongelamento é um aspecto crucial do funcionamento de uma bomba de calor de alta temperatura. Ajuda a manter a eficiência da transferência de calor da serpentina exterior, garantindo que a bomba de calor pode continuar a fornecer aquecimento fiável e eficiente mesmo em tempo frio. Como fornecedor de bombas de calor de alta temperatura, trabalhamos constantemente na melhoria da tecnologia de descongelamento para tornar os nossos produtos mais eficientes em termos energéticos e fáceis de utilizar.
Se você está procurando uma bomba de calor de alta temperatura ou precisa de mais informações sobre nossos produtos e suas capacidades de descongelamento, entre em contato conosco. Nossa equipe de especialistas está pronta para discutir suas necessidades específicas de aquecimento e fornecer as melhores soluções. Vamos iniciar uma conversa hoje para explorar como as nossas bombas de calor de alta temperatura podem atender às suas necessidades.
Referências
Manual ASHRAE - Sistemas e Equipamentos HVAC. Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado, Inc.
Kreider, JF, et al. (2010). Aquecimento e Arrefecimento de Edifícios: Princípios e Práticas de Energia - Design Eficiente. McGraw-Hill.