空气源热泵降湿防结霜方法分析
空气能除霜参数设置技巧
空气能除霜参数设置技巧全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:空气能除霜参数设置技巧空气能除霜是一种非常便捷、安全、环保的除霜方式,它不需要像传统制冷方式那样使用化学除霜剂或者频繁清理结霜物,只需要通过设定好相关参数进行操作即可。
而正确的参数设置则是空气能除霜的关键,下面就为大家详细介绍一下空气能除霜参数设置的技巧。
1. 温度设置在进行空气能除霜时,首先要正确设置温度参数。
一般来说,通常将除霜温度设定在5℃至10℃之间比较合适。
这个温度范围可以有效地保证除霜效果,同时又能节省能源,提高空调的工作效率。
2. 时间设置除了温度参数外,时间参数也是十分重要的。
在设置时间参数时,要根据需要除霜的频率和结霜情况来决定。
通常情况下,除霜时间可以设定在每天1至2次,每次持续10至20分钟。
这样可以确保空调内部不会出现过多的结霜物,保证空调的正常运行。
3. 风速设置除霜时的风速也是一个很重要的参数。
一般来说,风速可以根据结霜的程度来进行调节。
如果结霜严重,那么风速可以适当增大,以加快除霜的速度。
如果结霜较轻,风速可以适当减小,以保护空调内部的部件。
在进行空气能除霜时,要注意温差的设置。
温差过大容易造成空调内部温度波动较大,影响除霜效果;而温差过小则会使除霜效率变低,浪费时间和能源。
要根据实际情况来合理设置温差参数,以达到最佳的除霜效果。
5. 温度控制还需要注意温度控制参数的设置。
在使用空气能除霜功能时,要根据实际需要控制除霜开始的温度和结束的温度。
这样可以避免除霜过度或不足,影响空调的正常运行。
空气能除霜参数设置是空调除霜过程中的重要一环,正确的参数设置可以有效提高除霜效果,延长空调的使用寿命,同时也能节约能源。
在使用空气能除霜功能时,一定要根据上述技巧来正确设置相关参数,以确保空调的正常运行和除霜效果的最佳化。
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第二篇示例:空气能除霜参数设置技巧是制冷行业中非常重要的一环,正确的设置参数可以有效地提高除霜效率,延长设备使用寿命,节省能源消耗。
空气源热泵常见故障和解决方法
空气源热泵常见故障和解决方法空气源热泵常见故障和解决方法我们在日常生活中使用空气源热泵热水器时,常会遇到一些使用不方面的问题,如何解决这种问题呢?一、压缩机噪音大分析原因:1、机内管路,阀件紧固部分松脱,振动2、油压过低3、消声器、吸排气阀门坏或者破碎4、热力膨胀阀开启过大解决方法:1、检查紧固压缩机,管路,阀件2、更换润滑油、消声器、吸排气阀门3、调整热力膨胀阀开启度二、压缩机表面结霜故障可能原因:1、热力膨胀阀感温包脱落2、热力膨胀阀失灵或开启过大3、制冷剂充注不足4、热力膨胀阀阀芯卡住或温度设置不当解决方法:1、重新包扎感温包2、调整,清洗,更换热力膨胀阀3、检漏,补漏,充注制冷剂4、重新调整三、机组制热能力偏低故障可能原因:1.雪种不足2.水系统水箱保温不良3.更换干燥过滤器,用淡气吹通,重新抽真空加雪种4.主机换热器换热效果不良5.水流量不足处理办法:1.系统检漏及加雪种2.加强水系统水箱保温3.氟系统脏堵4.清洗换热器,保证换热器正常热交换5.清洗水过滤器四、机组不转,无显示故障可能原因:1.电源故障2.机组电源线松动3.主板熔断器烧断4.热过载保护器烧毁处理办法:1.断开电源开关,检查电源2.检查机组电源线并扭紧3.更换容断器4.检查压缩机电源线及电压,电流。
五、压缩机不停机故障可能原因:1、温控器位置安放有误或失灵2、传感探头阻值不对或传感线断落。
解决方式:1、重新安放或更换修理温控器2、更换传感探头我们在日常生活中使用空气源热泵热水器时,常会遇到一些使用不方面的问题,如何解决这种问题呢?一、压缩机噪音大分析原因:1、机内管路,阀件紧固部分松脱,振动2、油压过低3、消声器、吸排气阀门坏或者破碎4、热力膨胀阀开启过大解决方法:1、检查紧固压缩机,管路,阀件2、更换润滑油、消声器、吸排气阀门3、调整热力膨胀阀开启度二、压缩机表面结霜故障可能原因:1、热力膨胀阀感温包脱落2、热力膨胀阀失灵或开启过大3、制冷剂充注不足4、热力膨胀阀阀芯卡住或温度设置不当解决方法:1、重新包扎感温包2、调整,清洗,更换热力膨胀阀3、检漏,补漏,充注制冷剂4、重新调整三、机组制热能力偏低故障可能原因:1.雪种不足2.水系统水箱保温不良3.更换干燥过滤器,用淡气吹通,重新抽真空加雪种4.主机换热器换热效果不良5.水流量不足处理办法:1.系统检漏及加雪种2.加强水系统水箱保温3.氟系统脏堵4.清洗换热器,保证换热器正常热交换5.清洗水过滤器四、机组不转,无显示故障可能原因:1.电源故障2.机组电源线松动3.主板熔断器烧断4.热过载保护器烧毁处理办法:1.断开电源开关,检查电源2.检查机组电源线并扭紧3.更换容断器4.检查压缩机电源线及电压,电流。
空气源热泵除霜有哪几种方法?
空气源热泵除霜有哪几种方法?空气源热泵结霜有什么危害?除霜有哪几种方法?分别简述它们及它们效果如何?答:结霜危害:空气源热泵机组冬季运行时,当室外侧换热器表面温度低于周围空气的露点温度且低于0℃时,换热器表面就会结霜。
霜的形成使得换热器传热效果恶化,且增加了空气流动阻力,使得机组的供热能力降低,严重时机组会停止运行。
除霜方法:(1)定时控制法:按照预先设定的时间进行除霜控制。
这种方法容易产生不必要的除霜动作,造成不必要的浪费。
(2)时间—温度法:当除霜检测原件感受到换热器翅片管表面温度及热泵制热时间均达到设定值,开始除霜。
这种方法由于盘管温度设定为定值,不能兼顾环境温度高低和湿度的变化易产生误操作,而且这种方法对温度传感器的安装位置较敏感。
(3)空气压差除霜控制法:换热器表面结霜后,两侧空气压差增大,通过检测换热器两侧的空气压差,确定是否需要除霜。
这种方法可实现根据需要除霜,但在换热器表面有异物或严重积灰时,会出现误操作。
(4)最大平均供热量法:利用对于一定的大气温度,有一机组蒸发温度相对应,此时机组的平均供暖能力最大。
以热泵机组能产生的最大供热效果为目标来进行除霜控制。
这种除霜方法具有理论意义,但是实施有困难。
(5)室内、室外双传感器除霜法:室外双传感器除霜法——通过检测室外环境温度和蒸发器盘管温度及两者之差作为除霜判断依据。
这种方法未考虑湿度的影响。
室内双传感器除霜法——通过检测室内环境温度和冷凝器盘管温度及两者之差作为除霜判断依据。
这种方法避开对室外参数的检测,不受室外环境湿度的影响,避免了室外环境对电控装置的影响,提高可靠性,且可直接利用室内机温度传感器,降低成本。
(6)霜层传感器法:通过检测霜层的厚度来进行除霜控制的方法。
这种方法原理简单,但涉及高增益信号放大器及昂贵的传感器,作为试验方法可行,实际应用经济性差。
(7)模糊智能控制除霜法:将模糊控制技术引入空气源热泵机组的除霜控制中。
这种控制方法的关键在于怎样得到合适的模糊控制规则和采用什么样的标准对控制规则进行修改,根据一般经验得到的控制规则有局限性和片面性。
空气源热泵除霜原理及除霜方式研究
空气源热泵除霜原理及除霜方式研究随着环保和节能意识日益提高,空气源热泵作为一种环保、高效、节能的供暖设备被越来越多的人所关注和使用。
在使用过程中,除霜是一个非常重要的问题,因为在低温环境下,空气源热泵容易结霜影响效率,甚至无法工作。
因此,本文将重点介绍空气源热泵除霜原理及除霜方式的研究。
一、空气源热泵除霜原理空气源热泵除霜的基本原理是将室外机表面结成的冰雪除去,使空气源热泵能够正常工作。
空气源热泵除霜的方法有三种:时间除霜、逆周期除霜、间歇除霜。
1. 时间除霜时间除霜是指空气源热泵在制热运行中定时启动除霜功能,一般设置在20~60分钟间隔,可以通过程序设定工作时间。
时间除霜的优点是简单易行,不需要多余的设备,只需通过程序设置即可。
但是时间除霜的不足之处在于不能根据室外温度的变化改变除霜间隔,如果室外温度过低,除霜间隔过短,容易影响热泵的正常运行。
此外,时间除霜在除霜期间不能进行制热,无法满足用户需要。
2. 逆周期除霜逆周期除霜是指在空气源热泵制热运行时,反向工作,将室外机的热量释放到室外,使室外机表面的冰雪融化。
逆周期除霜的优点在于它是根据室外温度的变化及时调整除霜间隔,避免了除霜时间过短或过长的问题,并且可以在除霜期间继续进行制热。
但是逆周期除霜需要使用阀门、电动阀等多余的设备,增加了设备的成本和维护难度。
3. 间歇除霜间歇除霜是指在空气源热泵制热运行时,当感应器探测到室外机表面出现冰霜时,立即启动除霜功能。
间歇除霜的优点在于它既可以根据室外温度的变化调整除霜频率,也可以避免除霜时间过长导致制热中断。
间歇除霜还可以根据不同的需求,选择合适的除霜频率和除霜时间,达到最佳的除霜效果。
但是间歇除霜同样需要使用阀门、电动阀等多余的设备,增加了设备的成本和维护难度。
二、空气源热泵除霜方式的研究除了上述三种常见的除霜方式外,随着技术的发展,还出现了一些新型的除霜方式:1. 离子风除霜离子风除霜是指通过发生器产生高能量的静电离子,将冷凝器和蒸发器表面的冰雪吹散。
如何辨别好热泵产品的结霜和化霜效果
如何辨别好热泵产品的结霜和化霜效果?空气中含有大量的水蒸气,当水蒸气遇到较冷的物体,并低于露点温度时,就会结露。
空气源热泵风侧的换热器是蒸发器,液态冷媒在管翅式蒸发器中膨胀蒸发,需要吸收空气中大量的热量,这些热量来自空气中的显热和潜热。
其中吸收潜热部分会导致翅片上结露。
当环境温度低于5℃甚至更低时,此时的蒸发温度低于0℃,翅片也会低于0℃,结露的水就会变成细细的冰,这就是结霜。
冰是热的不良导体,当蒸发器的表面覆盖上蓬松的霜时,就像穿上了“一件保暖的衣服”,换热能力急剧下降,这又导致了霜的进一步凝结。
如此恶性循环,热泵的制热能力就急剧衰减。
这是,如果不把霜除掉,轻则导致产水量下降,重的导致压缩机的回气量大幅减小,而导致压缩机排气温度过高,最终烧毁压机。
因为回气不仅是压缩机做功的载体,同时也是压缩机机械和电器部分的冷却剂。
所以化霜是空气源热泵无法回避的一个课题,如果一台机组的除霜效果不好,其功能如何说得天花乱坠都是惘然。
附:实用新型专利.智能除霜专利我们应该看到,结霜具有不好的一面,也要看到其有利的一面。
毕竟空气中的水蒸气凝结成水,变成冰,释放出大量的热量被热泵吸收了,如果没有水蒸气,单纯的空气,其热容量是比较小的。
假如我们每次霜的重量是1kg,那么我们已经吸收了1kg水的汽化潜热(2300kJ)和凝固热(330kJ),总供大约是2630kJ的热量。
但我们化掉1kg的霜需要消耗多少热量呢?理论上讲,也就是330kJ就可以了,考虑到一部分热量损失,应该也不会超过600kJ。
1、结霜的速度结霜是不可避免的,但是,减缓结霜的速度是有可能的。
结霜的速度和蒸发器,节流方式,风量和冷凝温度有关系。
A)蒸发器蒸发器是决定热泵的吸热能力最重要的因素之一。
由于热泵的工作范围远比空调的宽,而且空调主要侧重于制冷,一般设计室外换热器时是以制冷国标工况来选择的,也就是侧重于优先冷凝的设计。
但热泵是需要优先蒸发的设计。
蒸发器的设计要注意以下几点:面积要比传统空调冷凝器大30%~50%,确保在环境温度较低时,仍能吸收到足够的热量;翅片间距尽可能宽一些,要用波纹片或平片,不要用开窗片。
空气源热泵冬季结霜条件与除霜方法
空气源热泵冬季结霜条件与除霜方法当空气源热泵机组在正常工况下运行时,蒸发器从周围空气中吸收热量,导致蒸发器翅片表面温度降低。
随着循环的进行,蒸发器翅片表面温度继续降低,直至低于周围空气的露点温度时,空气中的水蒸汽便在翅片表面结露,若翅片温度低于0℃,其表面会出现结霜现象。
随着循环的继续进行,霜层会进一步加厚,逐渐覆盖整个蒸发器。
霜层的出现增大了空气和工质之间的换热热阻,严重阻碍了蒸发器的换热性能。
不仅如此,霜层的增厚还加大了空气流过翅片的阻力,降低了空气流量,导致蒸发器性能衰减。
这些问题都将导致热泵产品不能正常工作甚至损坏。
因此,采用合理有效的除霜方法显得尤为重要。
1、热电除霜通过在换热器上安装适当功率的电阻,当蒸发器上霜层积累到一定程度时,开关开启,电阻丝通电发热融霜。
这一方法简单易行,但从节能角度来看不可取。
2、逆循环除霜一种是在蒸发器盘管上安装温度传感器,通过检测室外盘管温度来判断是否结霜。
另一种是通过检测冷凝器盘管温度与室温(或水温)的差值来判断室外蒸发器是否结霜,即当蒸发器结霜后,其换热效率降低,导致冷凝器的换热量下降,盘管温度下降,当检测到冷凝器盘管温度与室温(或水温)的差值低于一定值时,可以判断室外换热器结霜较严重。
除霜时启动换向除霜程序,四通换向阀动作,改变制冷剂的流向,让机组由制热运行状态转为制冷运行状态,压缩机排出的高温气体通过四通阀切换至室外换热器中进行融霜,当室外盘管温度上升到某一温度值时,结束除霜。
3、制冷剂过冷放热除霜该方法是将冷凝器出来的制冷剂过冷后节流,再进入蒸发器以融化蒸发器上的霜层。
在制热工况的除霜状态下,4个电磁阀只打开一个,由冷凝器出来的液态制冷剂,从打开的电磁阀进入翅片换热器进行过冷放热除霜,再进入与打开电磁阀所对应的气液分离器。
从气液分离器出液口出来的制冷剂进入集液管,再经节流阀进入分配器,经过单向阀进入余下的3个管路进入蒸发器蒸发,气态制冷剂进入对应的气液分离器,然后从出气口汇集到集气管再经斯通换向阀进入压缩机,完成循环。
空气源热泵机组防冻措施
空气源热泵机组防冻措施空气源热泵机组是一种利用空气作为热源进行供热、供冷的设备,广泛应用于家庭、商业和工业领域。
然而,在寒冷的冬季,由于低温环境下空气中的湿气易于凝结,会导致热泵机组的冷凝器结霜或结冰,影响机组的正常运行。
为了保证热泵机组的正常工作,必须采取有效的防冻措施。
一、增加冷却水流量冷却水是热泵机组的冷凝器的冷却介质,通过增加冷却水的流量可以提高冷凝器的换热效果,减少结霜或结冰的可能性。
可以通过增加水泵的转速或增加水泵数量来增加冷却水的流量,从而提高热泵机组的防冻性能。
二、加装冷却塔冷却塔是一种利用空气对冷却水进行散热的设备,可以有效地降低冷却水的温度。
在寒冷的冬季,可以通过加装冷却塔的方式来降低冷凝器的温度,减少结霜或结冰的风险。
冷却塔的安装位置应合理选择,避免对周围环境和建筑物造成影响。
三、设置除霜装置热泵机组在运行过程中,可以根据冷凝器的温度和压力等参数来判断是否需要进行除霜操作。
除霜装置可以通过加热等方式将冷凝器上的结霜或结冰融化,保持冷凝器的正常换热效果。
除霜装置的设置应考虑到能耗和效果的平衡,避免频繁启动除霜操作。
四、使用防冻液防冻液是一种可以降低冷凝器结霜或结冰温度的介质,可以有效地提高热泵机组的防冻性能。
常用的防冻液有乙二醇、丙二醇等。
在使用防冻液时,需要注意其使用浓度和质量,以确保其正常工作和使用寿命。
五、加强维护检修定期对热泵机组进行维护检修是保证其正常运行的重要措施。
在冬季,应特别关注冷凝器的清洗和排水工作,及时清除冷凝器上的结霜或堆积物,防止其影响机组的换热效果。
同时,还应检查和更换冷却水系统中的滤网和防冻液,确保其正常运行。
六、加装防冻保护装置防冻保护装置是一种可以自动监测和控制冷凝器温度的装置,当冷凝器温度降至一定程度时,可以自动启动加热设备或关闭冷凝器,以防止结霜或结冰的发生。
加装防冻保护装置可以提高热泵机组的防冻性能,保证其正常运行。
空气源热泵机组的防冻措施对于保证其正常工作具有重要意义。
空气源热泵除霜方法的研究现状及展望
空气源热泵除霜方法的研究现状及展望随着能源危机和环境问题的日益突出,空气源热泵作为一种高效、清洁的取暖方式,得到了越来越多的关注和应用。
然而,空气源热泵在运行过程中存在着一个普遍的问题,就是冬季工作时的结霜现象。
结霜不仅会降低热泵的换热效率,还会增加能耗和损害设备。
因此,研究空气源热泵除霜方法成为热泵领域的热点课题。
本文主要对空气源热泵除霜方法的研究现状进行综述,并展望未来的发展方向。
目前,空气源热泵除霜方法主要包括四种:时间除霜、逆周期除霜、加热除霜和在线传感器除霜。
时间除霜是指根据气温和运行时间来设定除霜周期,定时进行除霜操作。
逆周期除霜是通过改变热泵的工作模式,使其在制冷模式下进行除霜。
加热除霜是通过加热器加热空气源热泵的蒸发器,使结霜的冷凝器上的冰融化。
在线传感器除霜是通过感知冷凝器上的结霜状态,并根据结霜程度来进行除霜。
这些方法各有优缺点,适用于不同的环境和需求。
时间除霜是最简单、成本最低的一种除霜方法,适用于气温低且相对稳定的环境。
逆周期除霜是目前应用最广泛的除霜方法,可以在较低的能耗下实现较好的除霜效果。
加热除霜虽然效果明显,但能耗较大,需要额外的加热设备。
在线传感器除霜技术则可以根据结霜情况灵活调整除霜周期和时间,能够更好地适应变化的环境条件。
未来,空气源热泵除霜方法的发展主要从以下几个方面进行展望。
首先,提高除霜效率和能耗控制是重要的研究方向。
目前存在的问题是除霜时能耗较高,且需要较长的时间,影响热泵的正常运行。
因此,需要进一步研究并优化除霜过程中的各个参数,提高除霜效率,减少能耗。
其次,研发新型的除霜设备和材料也是未来的重点。
目前市场上的除霜设备主要是采用电加热方式,需要较大的能量投入,且存在一定的安全隐患。
因此,需要开发和应用新型的除霜设备和材料,如微波除霜、无能源除霜、自清洁材料等,以提高除霜效果和降低能耗。
最后,智能化和自适应控制也是未来的发展方向。
目前的除霜方法大多是基于固定的时间或传感器,无法灵活应对变化的环境条件。
空气源热泵降湿防结霜方法研究
空气源热泵降湿防结霜方法研究作者:徐斌来源:《科技风》2018年第20期摘要:本文分析了空气源热泵的结霜现象及其对设备造成的伤害,简单总结了空气源热泵除霜方法,以及这些方法存在的问题,提出了降低空气湿度的思想,探讨了解决空气源热泵冬季供热过程中结霜的问题。
在冬季运行时,霜的形成问题降低了空气源热泵的稳定性和可靠性。
关键词:空气源热泵;结霜;降湿除霜1 绪论空气源热泵是一种将热能从低热量的热源输送到高水平热源的设备,它也是一项引起全世界关注的节能技术。
空气源热泵利用空气中的热量作为低温热源,而我们所生活的地球上空气是无穷尽的,所以,气源热泵的运行成本并不是很高。
空气源热泵可以利用一点点电力能源,压缩空气中大量的低温热能,并将其变为高温热能,没有复杂的和额外的装置,不存在繁复的冷却水管路,并且能源节约的效果显著。
空气源热泵的操作过程没有废水产生,锅炉的使用并没有造成污染,为能源使用和环境保护之间的共处提供了解决方案和思路,符合当今节能减排和能源科学利用的现代社会观念。
与此同时,空气源热泵工作范围非常宽泛、有着良好的性能、环境温度湿度等等指标不会对其造成影响、占地面积不大、维护成本也不是很高,种种优点使得空气源热泵得到各个行业广泛应用。
针对空气源热泵来讲,如今在技术上较难解决的是冬季作业中结霜问题。
蒸发器的结霜导致了空气源热泵的运行性能下降和热交换容量的降低。
除霜工艺增加了空气源热泵机组运行的不确定性,降低了用户的体验感。
2 空气源热泵结霜原因当空气中的水蒸汽温度低于空气露点的管和导热性较强的金属片接触时,在外部空气热交换器中发生相变冰冻的情况。
结霜不只是温度的作用与表现,当温度非常低的时候,空气中的含水率就越低,此时的结霜现象也不一定非常剧烈。
根据统计数据可以看到,当气温不高于零下5摄氏度,即便相对湿度不低,空气中的水分含量只有每公斤两到三克,这样水分含量不会导致剧烈的结霜问题。
在冰霜形成之初,分布式的冰晶与翅片相似,这种现象就提高传热表面的不均匀度和表面积,可以提高传热的强度。
空气源热泵除霜原理及除霜方式研究分析
空气源热泵除霜原理及除霜方式研究分析空气源热泵是一种新型的节能环保的供暖设备,具有使用成本低、效益高等优点,深受消费者欢迎。
然而,在使用过程中,空气源热泵会出现冬季结霜的问题,这会造成设备效率低下、耗能增加等诸多问题。
因此,了解空气源热泵的除霜原理及除霜方式对于提升设备效率、降低运行成本具有重要意义。
一、除霜原理空气源热泵的除霜原理主要有以下两种:基于周期性反转的“倒换式”除霜和基于周期性切换的“双回路”除霜。
1. 倒换式除霜倒换式除霜在空气源热泵中应用较为广泛,其工作原理是通过调节制冷循环中的制热/制冷阀,将室内供暖循环转为制冷循环,室外汽化器则转变为冷凝器,从而使霜冻逐渐融化。
具体过程如下:(1)在制热模式下,热泵通过室外换热器吸收和压缩热量,将室内制热循环水加热,并通过室内暖风机将热量传递至室内。
(2)当室外换热器的温度下降到一定值时,空气中的水分就会开始凝结在换热器表面形成霜冻,同时由于室外换热器的热传递效率下降,热泵的工作效率也随之下降。
(3)为了解决结霜问题,空气源热泵会根据预设的结霜温度和时间点,通过倒换制冷/制热阀,将制热循环转为制冷循环。
通过此时的制冷循环,将制热水道中的热量释放到室外,产生高温冷凝器,从而达到除霜的效果。
(4)当除霜完成后,系统会自动切换回制热模式,继续为室内供暖。
2. 双回路除霜双回路除霜的工作原理是通过两个独立的制冷/制热回路,分别对室内和室外进行冷却和加热,实现结霜的除去。
具体过程如下:(1)在制热模式下,热泵通过室外换热器吸收和压缩热量,将室内制热循环水加热,并通过室内暖风机将热量传递至室内。
(2)当室外换热器的温度下降到一定值时,空气中的水分就会开始凝结在换热器表面形成霜冻,同时由于室外换热器的热传递效率下降,热泵的工作效率也随之下降。
(3)为了解决结霜问题,双回路除霜通过独立的制冷回路,将高压制冷剂注入到室外换热器,从而实现结霜的除去。
同时,室内的加热回路也会停止工作,避免浪费能量。
空气源热泵系统结霜及除霜实验研究
2020.12科学技术创新空气源热泵系统结霜及除霜实验研究李刚田小亮(青岛大学机电工程学院,山东青岛266071)近年来,空气源热泵因其节能环保、能源利用率高,具备制冷制热双重功能等优势在暖通空调领域得以广泛应用。
然而空气源热泵极易出现蒸发器结霜现象,空气源热泵的结霜过程极其复杂,涉及到进风温湿度、空气流量、换热器翅片类型及间距、翅片表面特性以及霜层结构等众多影响因素[1]。
更重要的是,结霜会导致换热器传热热阻增大、空气流量减少、换热能力降低等问题,因此换热器表面结霜到一定程度时需要转换为除霜模式[2]。
目前空气源热泵常用的除霜方式有电热法、逆循环法等,然而在实际工程运用中,采用这类除霜方式时往往存在化霜水清除不彻底的情况,当机组重启制热模式时,换热器表面的滞留水会使得结霜状况更加严重,甚至会对换热器造成破坏。
这不仅大大降低了空气源热泵系统工作效率及用户的热舒适度,也造成了巨大的能量损失[3]。
本文从空气源热泵系统在暖通空调领域的实际工程运用出发,搭建了空气源热泵系统结霜化霜可视化实验平台。
实验研究了空气源热泵系统在低温环境运行时霜层的形成、发展过程及其随换热器性能的影响。
并采用对低温空气除霜方法,对化霜过程及化霜效果进行了验证和探究。
同时分析了不同化霜时间下,换热器恢复制热模式时翅片表面残留的滞留水对系统性能以及换热器再结霜过程的影响。
最大限度缩短了系统化霜时间、减少了翅片表面滞留水量,降低了结霜、化霜过程对系统性能的影响,保证机组能够连续、高效、稳定地运行,降低了能耗。
1实验简介空气源热泵空调结霜化霜实验平台如图1所示,系统由过滤网、电加热器、并联复合式变频压缩制冷机组、挡水板、引风机、集水装置、保温材料等构成。
空气在引风机作用下依次经过滤网、电加热器、并联复合式1#-4#变频压缩制冷机组和挡水板。
图1实验平台系统图表1为1#-4#换热器的主要参数。
通过控制1#-4#制冷机组和电加热器的工作台数或频率实验平台能够调节空气露点温度,可以将其降至-20℃甚至更低来实现模拟不同温度湿度环境下的结霜化霜工况。
空气能热泵:抑霜、除霜、控霜
空气能热泵:抑霜、除霜、控霜空气源热泵用于供热时,当室外换热器表面温度同时低于0℃和湿空气对应露点温度时,翅片表面很有可能结霜。
为了防止室外换热器传热恶化,并保证空气能够顺利流过换热器翅片,应当及时清除翅片表面的积霜。
因此,研发高效的抑霜除霜技术对于空气源热泵非常重要。
(仅为示意图,不对应文中任何产品)1、抑霜技术湿度是影响霜形成的关键因素,因此,通过固体或液体除湿的抑霜技术得到了充分的发展。
就固体除湿剂而言,主要包括硅胶、硅酸盐和活性炭;而液体除湿剂主要包括氯化锂、溴化锂、氯化钙和乙二醇,液体除湿剂可以直接喷到空气进口或室外换热器表面上。
除湿不仅降低了空气的湿度,由于吸附或吸收过程会释放热量、空气温度还会升高。
然而,固体/液体除湿抑霜技术主要缺点是需要再生。
固体和液体除湿剂都需要再生才能连续运行,这限制了其在空气源热泵中的应用。
其中,相比于固体除湿剂,液体除湿剂的再生温度明显要低。
另一种重要的抑霜技术是改变室外换热器表面特性的表面处理技术。
如下图所示,根据接触角的不同,材料表面可以被分为亲水性、疏水性和超疏水性。
亲水性表面通过干扰冰晶形成和水分子固定来抑制结霜过程。
相比于光滑表面,疏水性表面冷凝液滴分布更为稀疏,可以延迟液滴的冻结并延缓结霜。
而超疏水表面可以通过在霜形成前“弹出”微小的水滴,这样能更为有效的抑制结霜。
表面处理技术高效、廉价且环保,但唯一需要解决的问题就是表面涂层的长期有效性。
亲水、疏水和超疏水表面的接触角此外,相关研究也提出了超声波振动、空气射流、外加交流或直流电场和外加磁场的方法,用于防止或延缓结霜。
然而,由于这些技术都需要昂贵的设备和较大的能耗,因此很大程度上限制了它们在实际工程上的应用。
2、除霜方法相比于抑霜技术,除霜技术主要是尝试及时有效的清除换热器表面的霜层。
通常来讲,有下图所示的五种基础的除霜方式,包括:(1)压缩机停机除霜;(2)电热除霜;(3)热水喷淋除霜;(4)热气旁通除霜以及(5)逆循环除霜。
397空气源热泵-除霜-结霜量
397空气源热泵-除霜-结霜量397 空气源热泵-除霜-结霜量背景空气源热泵从空气中吸热时,当空气温度低于7℃后,空气中的水蒸气可能会在蒸发器表面结霜,具体的结霜条件如蒸发器表面温度低于0℃,空气流出蒸发器的温度低于0℃等。
蒸发器表面结霜后,会使空气流道变窄,进而影响热泵工质从环境空气中吸热,如下图(陈雪龙. 闭式热源塔热泵系统的性能试验研究[D]. 天津大学,2017):理论结霜量蒸发器表面结霜量与空气流量、进出蒸发器温差、进蒸发器湿度等有关,几种典型工况时的理论结霜量分别约为(设流过蒸发器空气质量为1000g):环境空气5℃(结霜量g)相对湿度(%)30 60 90出蒸发 0 0 0 1.0器空气 -2 0 0 1.6温度℃ -4 0 0.5 2.1环境空气0℃(结霜量g)相对湿度(%)30 60 90出蒸发 -2 0 0 0.2器空气 -4 0 0 0.7温度℃ -6 0 0 1.1环境空气-10℃(结霜量g)相对湿度(%)30 60 90出蒸发 -12 0 0 0.1器空气 -14 0 0 0.3温度℃ -16 0 0 0.5环境空气-20℃(结霜量g)相对湿度(%)30 60 90出蒸发 -22 0 0 0.03器空气 -24 0 0 0.13温度℃ -26 0 0 0.23设某蒸发器空气侧换热面积30m2,空气流量约 1.2kg/s (3600m3/h),当环境空气温度(即空气进蒸发器温度)0℃,相对湿度90%,出蒸发器空气温度-6℃时,理论结霜速率约1.32g/s,运行30分钟后理论结霜量约2376g,取霜的密度为150kg/m3(姚杨,姜益强,马最良. 翅片管换热器结霜时霜密度和厚度的变化[J]. 工程热物理学报,2003,24(6):1040-1042),则蒸发器表面霜层厚度约0.53mm;当环境空气温度-20℃,相对湿度90%,出蒸发器空气温度-26℃时,理论结霜速率约0.276g/s,运行2小时后理论结霜量约1987g,蒸发器表面霜层厚度约0.44mm。
空气能热泵4种除霜模式
一个设计良好的热泵系统,关键有四点,一是减少结霜的频率,也就是说,尽量让系统的无霜工作时间加长,二是准确的化霜进入点,三是化霜的速度,四是退出化霜的准确度。
那么热泵化霜的几种模式您了解多少呢?1)热气旁通化霜热气旁通化霜就是压缩机排气通过电磁阀切换至室外管翅式蒸发器的管道里来化霜。
由于没有外部热源,其热量全部来自压缩机停机前的一些能量和压缩机本身的电机运转发出的热量。
该热量是有限的。
碰上环境温度降低且结霜较厚时,有化霜不净的风险,而且除霜时间过长会导致压缩机液击现象。
其最大的优点是系统简单,同时,由于避免了四通阀的泄露,提高了机组的能效比。
2)四通阀换向化霜四通换向阀化霜是系统采用四通阀换向的功能,使蒸发器和冷凝器调换,这样,系统就可以从热水中吸收热量,连同压缩机的输入功率,一起用于蒸发器的化霜。
其优点是化霜速度快,化霜干净。
缺点是由于四通阀的有少量的泄露,会降低机组的的能效,当然影响取决于四通阀的质量,一般影响是很小的;另外就是由于要从热水中吸收热量,会对水箱的温度有一定影响,但其影响是有限的。
比如对于一个5吨的热水,13P的热水机要化霜,一般情况下化霜的时间为5分钟以内,需要吸收的热量约为3kWh,相当于5吨的水降温0.5度左右。
这是可以接收的。
3)电加热化霜电加热化霜主要应用在冷库的应用。
一般在热泵应用较少。
原有用热泵做辅助加热的,以减少对水箱温度的影响。
但由于电加热的功率有限,即使是辅助电加热,其所起的作用也是有限的。
由于输入功率的限制,采用电加热化霜的时间都会很长,化霜的时间越长,能耗就越大。
所以,一般很少热泵采用电加热来化霜。
4)自然停机化霜自然停机化霜主要应用在0度以上的环境温度下的热泵的应用。
其优点是系统简单可靠,缺点是化霜速度慢,尤其是霜层较厚时。
一般应用在高温热泵上(注:素材和资料部分来自网络,供参考。
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空气源热泵结霜的原因
空气源热泵结霜的原因随着人们对节能环保意识的不断提高,空气源热泵作为一种高效节能的供暖设备,越来越受到人们的青睐。
然而,在使用过程中,许多用户会遇到空气源热泵结霜的问题,这不仅会影响设备的使用寿命,还会影响其制热效率。
为什么空气源热泵会出现结霜的问题呢?下面就让我们一起来探讨一下空气源热泵结霜的原因以及如何避免出现这种问题。
一、空气源热泵结霜原因1、室外温度过低空气源热泵制热的原理是通过从室外空气中吸收热量,然后将其送入室内进行加热。
但是当室外温度过低时,空气源热泵就很难从空气中获取足够的热能,因此就会出现结霜的情况。
2、室外气候潮湿在潮湿的环境中,空气源热泵容易出现结霜的情况,因为它会从空气中吸收水分,然后将其转化为霜。
这种情况通常在冬季潮湿的天气中比较常见。
3、空气源热泵自身问题如果空气源热泵本身存在一些问题,例如冷凝管堵塞、吸入口被杂物堵住等,都可能导致其出现结霜的情况。
二、空气源热泵结霜的危害1、降低制热效率当空气源热泵出现结霜的情况时,其吸收热能的表面就会被覆盖上一层薄薄的冰层,这就会导致它的制热效率下降,从而影响室内的温度。
2、增加运行成本如果空气源热泵出现结霜的情况,它就需要增加自身的能耗来进行除霜,这就会增加设备的运行成本。
3、影响设备的寿命当空气源热泵长期出现结霜的情况时,冰层就会不断增加,最终导致设备的损坏,缩短其使用寿命。
三、如何避免空气源热泵结霜1、定期清洗维护要避免空气源热泵出现结霜的情况,需要定期进行清洗维护。
可以对其冷凝管、吸入口等进行定期清洗,确保设备正常运行。
2、增加除霜功能增加除霜功能可以有效避免空气源热泵出现结霜的情况。
在设备中添加除霜装置,或者在安装过程中选择具有除霜功能的设备,都可以提高设备的稳定性。
3、保持室外温度适宜要保持空气源热泵的正常运行,需要确保室外温度适宜。
在气温过低或者潮湿的情况下,可以考虑增加外部保温措施,或者对设备进行适当的调整。
4、定期检查定期检查是避免空气源热泵出现结霜的重要手段之一。
低环境温度空气源热泵热水机组温差法除霜控制研究
1 概述低环境温度空气源热泵热水机组简称低温热泵热水机组,是现阶段替代生物质能源,化石能源,制取热水的装置。
低温热泵热水机组要求在不低于-25℃环境温度下能正常工作。
低环境温度下 机组水侧换热器的水温变化范围广,波动大。
从量化的角度出发来分析环境温度变化迭加水温变化对低温热泵热水机组系结霜与除霜控制很有必要。
2 低温热泵机组系统原理本研究对象低温热泵机组系统构成主要由定速喷气增焓制冷压缩机、管翅式换热器、经济器、风机、电子膨胀阀、四通阀及其他传感器器件组成,如图一所示。
该系统的工作原理为制冷压缩机将系统中的制冷剂压缩低环境温度空气源热泵热水机组温差法除霜控制研究童风喜 郑双名 鲁益军 邹金伟(广东热立方热泵系统有限公司 广东中山528429)摘要:低环境温度空气源热泵热水机组利用逆卡诺循环的一种热力工程机械。
在本研究中,通过对一款为名义制热量90KW的低环境温度空气源热泵热水机组水侧换热器进水温度及环境温湿度的变化,分析影响机组制冷系统的压缩机排气温度、机组制热量、空气侧换热器的盘管温度及结霜与除霜情况,提出了蒸发盘管温差法与制热量衰减量相结合的除霜控制法关键词:低环境温度空气源热泵机组 制热量 结霜 除霜Study on defrosting control of temperature Difference Method for Low ambient temperature air source heat pump unitFengxi Tong, Shuangming Zheng, Yijun Lu, Jinwei Zou(Guangdong Amitime Electric Co., Ltd., Zhonghan, Guangdong 528429)ABSTRACT Low ambient temperature air source heat pump water heaters, which belong to thermal engineering unit and use reverse Carnot cycle technology. In this study, we observe the water inlet temperature changesfor water side heat exchanger and ambient temperature changes of a low ambient temperature air source heat pump water heater which nominal heating capacity is 90kW, then further analysis the reasons for influencing the unit compressor discharge air temperature for cooling system, heating capacity, coil temperature for air side heat exchanger and situations of frost and defrost. Base on these analysis, proposing a defrosting control method which combining evaporation coil temperature difference method and heating capacity attenuation.KEY WORDS low ambient temperature air source heat pump water heaters, heating capacity, frost, defrost成高温高压气体,然后进入水侧换热器与水进行换热把水加热,在水侧换热器得到充分冷凝后的制冷剂通过膨胀阀降压节流后进入管翅式换热器与环境空气进行换热,提取空气中的热能,为适应低环境温度下机组能正常工作,系统中制冷压缩机为喷气增焓压缩机,理论制冷循环为准二级压缩的喷气增焓制冷循环[1]。
空气源热泵延缓结霜及除霜研究现状与展望
空气源热泵延缓结霜和除霜问题研究摘要:针对空气源热泵延缓结霜及除霜问题,对霜层的形成、延缓结霜技术、除霜技术三个方面的研究现状进行了评述。
总结了现存延缓结霜及除霜方法,指出了其中的不足之处。
可为空气源热泵延缓结霜以及除霜问题提供参考。
关键词:空气源热泵结霜除霜1 引言热泵是一种节能环保的供暖供冷设备,热泵可以分为空气源、水源、土壤源以及太阳能热泵等。
空气源热泵是以空气作为低温热源,从大气中获取热量,比较方便,换热设备和安装较简单。
因此在我国城市发展中得到了广泛的应用。
但是在使用过程中运行状况始终不理想,特别是在低温高湿地区制热运行时。
造成这一现象的主要原因是空气源热泵室外换热器表面的结霜导致机组运行效果差。
一方面,表面形成的霜层增加了空气流动的阻力,导致空气流量的减小,另一方面霜层的存在增大了室外换热器的导热热阻,降低了机组的性能系数。
空气源热泵的结霜问题成为了制约其发展的瓶颈。
因此,如何有效的延缓空气源热泵结霜以及高效除霜成为了空气源热泵发展的重要问题。
2 结霜问题研究霜层可以看成是由冰晶和空气组成的多孔介质,其生长过程分为三个时期,即结晶体生长期、霜层生长期和霜层充分生长期[1]。
大量的实验数据表明在结霜初期,由于霜表面极为粗糙,霜层起到了翅片作用,增加了传热效率,一定时间后尽管霜仍然继续沉积,传热效率变得与时间无关。
从现有的研究结果来看,关于结霜问题主要分为两大类:一是结霜机理的理论和实验研究;二是对结霜过程的数值模拟。
Lee[2]研究了进气温度、进气空气湿度、气流速度和冷却表面温度,研究表明:空气相对湿度和冷却表面温度是霜层形成的主要因素,高湿度低冷却表面温度会形成更厚的霜层。
郭宪民等[3]把室外换热器的结霜过程与系统的工作过程作为一个整体考虑,通过实验研究了进风空气温、湿度对室外换热器结霜的影响。
如图1所示为进口温湿度对结霜量的影响,图2为运行35分钟后不同工况结霜量比较。
从图中可以看出存在一个结霜率最大的进风温度范围。
空气源热泵技术的研究进展
黑龙江科学HEILONGJIANG SCIENCE第12卷第6期2021年3月Vol. 12Mar. 2021空气源热泵技术的研究进展李庆金,王辉(际华(芜湖)农业科技发展有限责任公司,安徽芜湖241080)摘要:为促进空气源热泵推广应用,解决制约其发展的技术因素,保障空气源热泵稳定高效运行,综述了国内外空气源热泵结除 霜、低温适应性问题的研究现状,总结了防止和延缓结霜的方法及提升空气源热泵低温适用性措施。
关键词:空气源热泵;应用;技术因素;结除霜;低温适应性中图分类号:TU831文献标志码:A 文章编号:1674-8646(2021 )06 -0106 -02Research Progress of Air Source Heat Pump TechnologyLi Qingjin , Wang Hui(Jihua (Wuhu) Agricultural Science and Technology Development Co. Ltd. , Wuhu 241080, China)Abstract : In order to promote the application of air source heat pump, solve the technical factors which restrict itsdevelopment , and guarantee the stable and efficient operation of air source heat pump , the research reviews the researchpresent situation of frosting and defrosting of air source heat pump and adaptability problem of low temperature ; summarizes the methods of frosting prevention and delay , and the measures of improving the low temperature applicability of air source heat pump.Key words : Air source heat pump ; Application ; temperature applicability0引言我国大多数家用空调器是空气源热泵型空调器,它的节能和环保性符合社会经济发展需求,故空气源热泵技术的相关研究也越来越多。
空气源热泵除霜方法和除霜技术
空气源热泵除霜方法和除霜技术空气源热泵因具有获取能源方便、性能稳定、安装使用便捷等诸多优点而得到广泛使用,如家用空调和热泵热水器等。
空气源热泵系统冬季运行时,受环境空气温湿度的影响,室外换热器表面会结霜,不断积聚的霜层会阻碍盘管间的空气流动,削弱换热性能,进而导致系统性能系数(COP)和制热量减小。
那么,该如何解决空气源热泵的结霜、化霜问题?空气源热泵系统结霜问题为保障空气源热泵系统的冬季运行效率,尤其房间空调器的舒适性与稳定性,需要采用适当的方法抑制换热器表面结霜,或进行周期性除霜。
空气源热泵系统室外换热器表面结霜需同时满足两个条件:1)换热器表面温度低于0 ℃;2)换热器表面温度低于环境空气的露点温度。
室外换热器表面温度取决于环境温度影响下的制冷剂蒸发温度,而空气的露点温度则受相对湿度的影响,所以空气温、湿度成为热泵系统室外换热器表面结霜与否的主要判断依据。
研究表明:空气温度为-5 ~ 5 ℃,相对湿度>70%的气候条件下,室外换热器表面最易4 士•一口不自;当空气温度<-5 ℃时,即使相对湿度很高,空气中的含湿量也仅为2~ 3 g/( kg 干空气),不会导致严重结霜。
也有研究指出:可能结霜的气象参数范围为-12.8 ℃4环境温度V 5. 8 ℃,相对湿度士67%,空气温度>5. 8℃时,可不考虑结霜对热泵的影响空气温度<5. 8℃,但相对湿度< 67%时,由于空气露点温度〈室外换热器表面温度,不会发生结霜;当湿球温度<-12.8 ℃时,由于空气含湿量过小,也不会发生结霜现象。
当结霜条件得到满足,会经过:冷凝水滴、冰层、霜晶、霜枝、霜层的结霜过程,随着热泵系统的运行,霜层厚度也随之增长。
为解决室外机结霜问题,常用的除霜方法有:1 )逆循环除霜法,2)热气旁通除霜法,3)加热除霜法,4 )相变蓄能除霜法。
空气源热泵除霜方法逆循环除霜法也叫换向除霜法,是目前国内家用空调在系统上普遍采用的一种除霜方式,其基本原理是通过四通换向阀换向,从室内机吸热,把热量输送到室外机融霜。
空气热热泵防结霜方法
空气热热泵防结霜方法我折腾了好久空气热热泵防结霜方法,总算找到点门道。
一开始我真的是瞎摸索啊。
我就想着,那给它加热应该就不会结霜了呗。
于是我就调整了热泵的温度设置,让它保持一个比较高的温度。
我当时想着就像冬天我们屋子里要是暖和了,窗户上就不容易有水雾是一个道理。
但是这样做呢,不仅功耗增加得很厉害,而且防结霜的效果也不是很理想。
这简直就是失败中的失败啊,我都有点灰心了。
后来我又想,那从空气的湿度上做文章呢。
我就试着在热泵周围做个小设置,改善周边的通风情况。
我想象着就像我们在湿衣服旁边扇扇子一样,把潮湿的空气赶快扇走。
我在热泵旁边加了个小型的通风扇,想着让干燥一点的空气在热泵这儿流动。
但是我这个想法吧,只部分起了作用。
虽然结霜情况有所减轻,但还是会结霜。
再后来啊,我就研究这热泵自身的运作原理。
我发现热泵在特定的工作频率下好像更容易结霜。
所以我就大胆地改变它的工作频率,一点点试。
这个过程可真费时间,一会儿频率太高了设备有点异常,一会儿频率太低了又影响制热效率。
试了好多回,就跟猜谜语似的。
不过好在最后找到了一个比较合适的频率范围,这个范围内结霜的情况大大改善了。
还有啊,我听说有一种什么涂层可以防止结霜。
我就到处找类似的产品,想给热泵的蒸发器表面涂上。
可是我不太确定这个东西会不会影响热泵的其他性能,毕竟没怎么用过。
我还没敢随便涂呢。
说到这防结霜的方法,我觉得从温度、湿度、设备自身工作频率这几个方面下手还是比较靠谱的。
而且在做这些改变的时候,一定要一点点试,不能一下子改太多,不然都不知道是哪个改变起了作用,哪个改变带来了坏影响。
这就像熬粥一样,调料得一点一点加,才能熬出最好的味道。
我还试过给安装热泵的位置做保温,我想着就像给它穿个厚衣服,减少它和外界冷空气的直接接触。
我用了一些保温材料包在周围,结果发现这个对防结霜也有帮助呢。
不过在操作的时候可千万要注意别包裹得太严实影响到它的正常散热啊,这个坑我差点就踩进去了,还好我先做了点小测试发现了不对。
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空气源热泵降湿防结霜方法分析
作者:陆心怡徐佳琦
来源:《科技风》2017年第10期
摘要:对空气源热泵结霜现象及其危害进行了分析,分析了目前空气源热泵除霜方法存在的问题,并提出通过降低空气含湿量除霜的思路,从根本上解决空气源热泵冬季供热时的结霜问题,提高空气源热泵冬季运行的稳定性和可靠性。
关键词:空气源热泵;结霜;降湿除霜
热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置,也是全世界倍受关注的能源节约技术。
空气源热泵利用空气中的热量作为低温热源,空气取之不尽用之不竭,因此空气源热泵运行成本较低。
利用少量的电能,将空气中大量的低温热能,通过压缩机的压缩成为高温热能,无需复杂的配置,不需复杂的冷却水系统,节能效果突出。
空气源热泵的运行过程无任何燃烧物外排,没有因为使用锅炉带来的污染,解决了利用能源与环境保护之间的矛盾,顺应了现代社会节能减排、科学用能的要求。
同时,空气源热泵还因为适用范围广、性能稳定,不受天气影响、占地空间小、维护费用低等优点而得到了广泛的应用。
对空气源热泵来说,目前技术最薄弱的环节就是冬季运行时的除霜问题。
蒸发器结霜导致空气源热泵运行性能恶化,换热能力下降。
而除霜过程则增加了空气源热泵机组运行的不稳定性,导致室内的舒适性降低。
1 空气源热泵结霜现象及其机理
当空气中的水蒸气接触到温度低于空气露点温度的管及翅片表面时,外界空气换热器就会发生相变结霜现象。
结霜现象并不只有温度这一个影响因素,温度越低,空气中的含湿量越低,结霜现象不一定越严重。
数据显示,当空气温度低于5 ℃时,即使相对湿度很高,空气中的含湿量也不过2~3g/kg,这样的含湿量不会导致严重的结霜现象。
[1]
成霜初期,独立分散的霜晶类似于肋片,增加了传热表面的粗糙度及表面积,可以起到强化传热的作用。
但随着时间的推移,换热器表面逐渐被霜晶覆盖,形成连续的霜层,并且霜层逐渐增厚。
霜层作为多孔介质,其导热系数小,造成导热热阻增大且成为影响传热系数的主要因素。
导致总传热系数降低,系统的传热性能下降,增加能耗。
此外,霜层增大了空气流过翅片表面的阻力,降低了空气流量,严重时甚至会造成系统堵塞,引发非常严重的后果。
根据国外科学家的研究,结霜引起了板翅式换热器上50%~75%传热的降低和压力的增加。
[2]由于这些原因,当外界空气换热器结霜且霜层增厚时,热泵系统的蒸发温度下降,能效比降低,换热器换热能力下降,运行性能恶化。
制热量、风量、COP及压缩机耗功也均下降,大大影响了空气源热泵机组的可靠性和稳定性。
[3]因此,找到合适的方法除霜十分重要。
2 目前空气源热泵除霜的常用方法及存在的问题
2.1 逆循环除霜
即为市面上最常用的四通阀换向逆向除霜,在需要化霜的时候,热泵的制热工况将转变为制冷工况,改变运行工况方式后,室外换热器温度升高,融化所结的霜层。
逆循环除霜系统除霜的时候排气压力较小,经过四通阀换向后,易对系统造成冲击,引发“油奔”的问题。
除霜过程中,室内机的风机通常关闭,会导致室内温度降低,除霜时间延长,大大影响室内的舒适度。
化霜过程不仅不能制热水,同时还需要消耗原有的热水的能耗,除霜过程降低了室内盘管的温度,从而室内再次供热的时间推迟,造成舒适感较差。
2.2 热气旁通法除霜
热气旁通法除霜通过控制电磁阀的开关来控制制冷剂流路的导通和断开,从而实现除霜和制热模式的切换。
由于热气旁通系统除霜时所需功耗全来自压缩机的输入功率,导致其除霜时间较长。
与逆循环除霜方式相比,热气旁通法在除霜性能上有所改进,对室内舒适度的影响不大,不会有四通阀换向造成的噪声问题。
但其除霜时间较长,除霜过程耗费的能量较多,在节能方面略有欠缺,不符合当今社会节能减排的发展要求。
3 空气源热泵降湿除霜方法分析
通过研究发现,结霜是在一定的温度湿度条件下出现的,因此降低室外换热器处的空气含湿量,破坏结霜的条件,直接避免霜层的形成,可从根本上解决热泵因结霜而导致的运行可靠性和稳定性差的问题。
现分析几种常用的空气除湿方法。
3.1 压缩除湿方式
对空气进行压缩再冷却,可将空气中的水分凝结成液态水。
将凝结出的水排出并对其进行加热,即可获得较低含湿量的空气。
但压缩除湿方法存在一个较大的问题就是压缩时动力消耗过大,且无法达成大规模除湿。
这些缺点限制了压缩除湿方法的使用范围,也因为不符合目前社会对技术发展节能环保的要求,发展前景不是很好。
3.2 冷却除湿方法
根据空气中的水分含量随着空气温度的降低而减小的原理,将室外空气通过表冷器,空气经过表冷盘管冷却降温。
随着空气温度的降低,空气中的水蒸汽逐渐达到饱和状态。
当空气被冷却至露点温度以下时,空气中的水蒸汽凝结成水并析出,将凝结水排出即可降低空气中的绝对含水量,实现除湿的过程。
冷却除湿最大的缺点就是它的适用范围较小,只能用于露点温度0℃以上。
当冷却盘管的表面温度降低到0℃以下时,水蒸汽凝结成的水会冻结在表冷盘管表面,固态水会降低表冷盘管的冷却效率,也会使除湿效果变差,无法获得需要的空气湿度。
3.3 溶液除湿
溶液除湿技术利用了溴化锂溶液等盐溶液吸湿量大的特性,使用盐溶液作为吸收剂吸收空气中的水蒸气,从而达到空气除湿的目的。
溶液除湿系统的主要部件为除湿机、再生器以及循环泵,除湿机内进行吸收剂的喷淋并通入空气,空气中的水分被吸收而达到除湿效果。
吸收了水分的盐溶液被循环泵打入再生器,由加热盘管加热的再生空气与之接触,盐溶液中的水分因受热而蒸发析出,并随同再生空气一同排出。
再生器内的盐溶液浓度因此提高恢复为浓溶液,经由循环泵进入除湿机继续工作。
[4]
溶液除湿技术虽然可连续除湿,获得稳定的除湿空气。
但除湿机内喷淋的盐溶液为雾状,与空气接触时需要处理好溶液飞溅的问题,减少溶液被空气带出的可能。
且盐溶液作为循环利用的工质,需要定期补充更换,由此带来维护费用较高的问题,运行时比较麻烦。
4 结语
(1)对空气源热泵来说,目前技术最薄弱的环节就是冬季运行时的除霜问题。
霜层会堵塞肋片间通道,增加空气流动阻力,同时增加换热器热阻,使换热能力下降;霜层还使蒸发温度下降,能效比降低,致使热泵运行性能恶化,直到不能正常工作。
(2)目前逆循环除霜、热气旁通除霜等方法不仅会影响制冷设备的正常运行,还会消耗大量的能量,降低系统运行效率,而且除霜效果也并不十分理想。
(3)利用可以降低流过空气源热泵蒸发器换热器表面空气湿度的除湿装置,使换热器表面空气的湿度降低至结霜湿度以下,以防止在空气源热泵系统中,由于空气湿度过大,在换热器表面结霜影响热泵性能。
虽然目前市面上空气除湿的方法都存在或大或小的问题,但随着这些方法的进一步研究与完善,必将解决空气源热泵供热结霜问题,并促进空气源热泵更加广泛的应用。
参考文献:
[1]高瑞琦.空气源热泵降湿除霜分析[J].机电信息,2014,25(3):7273.
[2]Emery A F, Siegel B L. Experimental measurements of theeffects of frost formation on heat exchanger performance[C]. Proceedings of AIAA/ASME Thermonphysics and Heat Transfer Conference,1990,139:17.
[3]郭宪民.空气源热泵结霜问题的研究现状及进展(Ⅱ)[J].制冷与空调,2009,3(9):814.
[4]唐亮,祖述程.空气的除湿处理技术[J].中国新技术新产品,2010,7.
作者简介:陆心怡(1996),女,江苏南通人,研究方向:制冷与空调工程;徐佳琦(1996),女,云南昆明人,研究方向:新能源科学与工程。