Frostbildning på luftberörda värmepumpar

Sammanfattning: 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.