Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Novel defrost techniques on air source heat pumps
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

This study aimed to reach a new solution for the defrost problem for air source heat pumps. In order to achieve this goal, the study was divided in 3 different parts. A literature survey about what the industry and the academy are utilizing now; a benchmark study with products that fit in a specific range of characteristics and then select and try one of the feasible solutions in the laboratory.

A literature survey was done to search for alternative solutions for the defrost for air source heat pumps. Multiple types of solutions were found and they can be divided on electric defrost, hot gas injection methods, advanced circuiting systems, pre-dry treatment of air, surface treatment of the heat exchanger, thermal energy storage and other type of solutions that cannot be placed in the previous tags.

The benchmark study was done simultaneously with the literature survey and two products of 9000 Btu/h of heating capacity were dismounted and tested in the psychrometric chamber of Electrolux AB in Stockholm. The results were different and some conclusions were achieved, but the main difference between the units was the condensation temperature during defrost, which is related to a higher heat exchange between the refrigerant and the frost, also was noticed that the control of the compressor and electronic expansion valve, a high optimization of these can improve substantially the defrost of an air source heat pump.

The solution selected to be tried in the lab was based on a thermal energy storage utilizing phase change materials (PCM). A PCM heat exchanger was designed, built and installed in the test rig. Two types of PCM were utilized, with melting points of 18ºC and 28ºC. They were compared with a reference without the PCM thermal energy storage. The results showed that 18ºC is not a viable election for a melting point of the PCM, and with this solution the defrost using the 28ºC PCM, the heat transfer can be improved in 57%, which means a shorter defrost period. Furthermore, the defrost cycle duration could be decreased up to a 67% and the energy consumption during the defrost was also decreased by a 70%.

Abstract [sv]

Denna studie syftade till att nå en ny lösning för avfrostningen problem för luftvärmepumpar. För att uppnå detta mål, var studien uppdelad i 3 olika delar. En litteraturstudie om vad industrin och akademin utnyttjar nu; ett riktmärke studie med produkter som passar in i ett specifikt område av egenskaper och välj sedan och prova en av de möjliga lösningarna i laboratoriet.

En litteraturundersökning gjordes för att söka efter alternativa lösningar för avfrostning för luftvärmepumpar. Flera typer av lösningar hittades och de kan delas på elavfrostning, varm gas injektion metoder avancerade lutande system, pre-torr behandling av luft, ytbehandling av värmeväxlaren, termisk energilagring och andra typer av lösningar som inte kan placeras i de tidigare etiketter.

Riktmärket studie gjordes samtidigt med litteraturstudien och två produkter av 9000 Btu/h värmeeffekt var demonteras och testades i psychrometric kammare Electrolux AB i Stockholm. Resultaten var olika och vissa slutsatser uppnåddes, men den största skillnaden mellan enheterna var kondensationstemperaturen under avfrostning, som är relaterad till en högre värmeväxling mellan kylmediet och frost, också noterades att styrningen av kompressorn och elektroniska expansionsventil, kan en hög optimering av dessa förbättras avsevärt avfrostning av en luftvärmepumpen.

Lösningen valts för att ställas inför rätta i labbet baserades på en termisk energilagring som använder fasomvandlingsmaterial (PCM). En PCM värmeväxlare designat, byggt och installerat i testriggen. Två typer av PCM utnyttjades, med smältpunkter av 18 ° C och 28 ° C. De jämfördes med en referens utan PCM termisk energilagring. Resultaten visade att 18ºC är inte en livskraftig val för en smältpunkt av PCM, och med denna lösning avfrostningen med hjälp av 28ºC PCM, kan värmeöverföringen förbättras 57%, vilket innebär en kortare avfrostningsperiod. Dessutom kan avfrostningscykeln tiden minskas upp till en 67% och energiförbrukningen under avfrostning också minskat med 70%.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 58 p.
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-192491OAI: oai:DiVA.org:kth-192491DiVA: diva2:968954
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-09-13 Created: 2016-09-13 Last updated: 2016-09-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2837 kB)7 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2837 kBChecksum SHA-512
449ffef35b72c6aedebcc1a2cea1c4f969d1ea671221724c0dacde23c8f807e0c364ad29f3e3ade5f9410f22a1d4a9839f56d01c0cb3b79391fc7727f7193e23
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 7 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 22 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link