大数据驱动的空气源热泵结除霜故障影响机理及自愈控制方法研究
空气源热泵降湿防结霜方法分析
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。
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。
空气源热泵结霜工况性能分析与实验研究的开题报告
空气源热泵结霜工况性能分析与实验研究的开题报告一、选题背景随着能源危机的加剧以及环保意识的提升，空气源热泵作为一种清洁、高效的供暖和制冷设备正在逐渐被人们所接受。
然而，由于环境温度的变化和制冷剂的特性等因素，空气源热泵在运行过程中会出现结霜现象，降低了设备的运行效率和寿命，同时也影响了舒适度和节能效果。
因此，对空气源热泵结霜工况下的性能进行分析和研究，对于提高设备的效率和稳定性具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过理论分析和实验验证的方法，探究空气源热泵在不同运行工况下的结霜机理、结霜对性能的影响以及防止结霜的措施，为进一步提高其运行效率和稳定性提供理论和实验基础。
三、研究内容本研究主要包括以下内容：1. 空气源热泵结霜机理分析：通过对空气源热泵运行原理、热传导和传热传质等基础理论的研究，探究空气源热泵在不同工况下的结霜机理。
2. 空气源热泵结霜对性能的影响分析：通过数学模型和计算方法，研究空气源热泵结霜对其运行效率、制冷/供暖能力、能耗等性能指标的影响。
3. 实验研究：设计实验平台，对空气源热泵的运行参数、结霜特性等进行实时监测和测试，获取与数值模拟相对应的实验数据，验证模型和计算方法的正确性。
4. 防止空气源热泵结霜的措施研究：通过对空气源热泵运行参数、制冷剂、换热器等影响结霜的因素进行分析和比较，提出有效的措施和方案，防止空气源热泵结霜。
四、研究意义1. 对于深入研究空气源热泵的结霜机理和性能，不仅有助于提高其运行效率和稳定性，还能为能源节约、环保减排做出贡献。
2. 通过本研究的实验数据验证和模型分析，可以更加准确地预测空气源热泵在不同工况下的结霜情况，为设计和运行提供指导和参考。
3. 本研究的研究成果和工作方法有一定的普适性，在其他热泵设备的结霜研究和应用中也有一定的参考价值。
五、研究方法本研究采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，具体包括：1. 建立数学模型和计算方法，分析结霜机理和对性能的影响。
空气源热泵除霜原理及除霜方式
06
结论与展望
对空气源热泵除霜原理及方式的总结
霜冻形成机制：在低温环境下，空气源热泵的蒸发器表 面容易结霜，影响热泵性能。结霜主要原因是空气中的 水蒸气在蒸发器表面冷凝成冰晶。
除霜方式
优点
能够根据实时数据动态调整除霜策略，提高能效和除霜效果。
缺点
需要复杂的控制系统和传感器，成本较高；对算法和数据处理能力 有一定要求。
每种除霜方式的优缺点比较
定时除霜方式优点在于简单可靠，成 本较低；缺点在于不能适应环境变化 ，可能导致能效降低。
VS
智能除霜方式优点在于能够根据实时 数据动态调整除霜策略，提高能效和 除霜效果；缺点在于需要复杂的控制 系统和较高的成本。综合来看，智能 除霜方式在整体性能上优于定时除霜 方式，但成本较高。在实际应用中， 可以根据空气源热泵系统的具体需求 和预算选择合适的除霜方式。
对比研究不同除霜方式的综合性能， 建立综合评价指标体系，为用户提供 实用参考。
开发自适应除霜控制系统，根据环境 条件、热泵型号及实时运行数据，自 动调整除霜策略以降低能耗。
探究新型除霜技术，如超声波除霜、 纳米材料辅助除霜等，进一步提升空 气源热泵在低温环境下的性能。
THANKS。
能耗增加
除霜过程中，热泵需要消耗更多的 电能以产生足够的热量用于除霜。
04
空气源热泵的除霜方式
定时除霜方式
原理
通过设定固定的时间间隔进行除 霜操作。
优点
简单易行，不需要额外的传感器 或控制系统。
缺点
无法适应不同环境和天气条件下 的除霜需求，可能导致能效降低
冷表面结霜机理及空气源热泵在我国的结霜区域研究的开题报告
冷表面结霜机理及空气源热泵在我国的结霜区域研究的开题报告一、研究背景和意义随着人们对能源利用的重视和环保意识的提升，空气源热泵在建筑采暖、制冷方面得到了广泛的应用。
然而，空气源热泵在运行过程中，由于其工作原理，在低温环境下容易出现冷表面结霜的问题，这不仅影响了其效率和稳定性，还可能导致设备故障，增加运行维护的成本。
冷表面结霜是指空气源热泵运行时，外界湿度高于一定数值，经过换热器后的冷表面就会出现结霜，对热交换效果产生不利影响。
因此，研究空气源热泵在我国的结霜区域主要是为了解决这一问题，提高其运行效率和稳定性，并为工程应用提供科学的技术支持。
二、研究目标和内容研究的主要目标是深刻理解空气源热泵的结霜机理，分析其影响因素，探究相应的解决方案，提高设备的运行效率和稳定性。
具体研究内容包括：1.空气源热泵冷表面结霜机理的分析和研究，包括结霜形成原因和影响因素等方面的探究。
2.根据实验数据和理论模型计算结果，分析影响空气源热泵结霜的主要因素，包括环境温度、湿度、风速等因素。
3.对我国的结霜区域进行研究，分析该地区的环境条件和气候特点，结合热泵设备的性能特点，提出相应的解决方案。
4.基于工程实践中的需求，提出空气源热泵在结霜问题上的技术改进措施，探究解决该问题的成本和效果。
三、研究方法和技术路线研究将采用实验和理论计算两种方法相结合。
具体实验过程在已经有的研究成果的基础上，利用数值模拟软件建立结霜数值模型，对空气源热泵在不同工作条件下的结霜现象进行分析和研究，以深入探究其结霜机理。
同时，在实验的基础上，将开展相关理论分析，形成完整的技术路线。
四、预期成果和研究意义本研究的预期成果包括：深入理解空气源热泵结霜机理，分析其影响因素和解决方案；基于该研究成果，提出针对我国结霜区域的空气源热泵技术改进措施，解决设备出现的结霜问题，提高设备的运行效率和稳定性。
该研究能够提高我们对于空气源热泵设备的认知，从理论上和实践应用层面为其技术改进提供具有科学性的基础和参考，促进其在我国热能利用中的广泛应用，从而进一步促进形成绿色、环保的社会发展。
冷表面结霜机理及空气源热泵在我国的结霜区域研究
冷表面结霜机理及空气源热泵在我国的结霜区域研究下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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空气源热泵除霜原理及除霜方式
实验结果展示与对比分析
电热除霜
逆循环除霜
除霜效率较高，但能耗较大，温度恢 复时间较短。
除霜效率适中，能耗相对较低，温度 恢复时间较长。
其他除霜方式
根据实验数据，分析其他除霜方式的 效果，如热气旁通除霜、超声波除霜 等。在各种除霜方式中，电热除霜具 有较高的除霜效率，但能耗较大；逆 循环除霜在除霜效率和能耗之间取得 较好的平衡；其他除霜方式如热气旁 通除霜和超声波除霜等也具有各自的 特点。综合考虑，逆循环除霜方式在 实际应用中可能更具优势。
除霜过程中，室内机吹出冷风，影响室内 舒适度。
研究目的和意义阐述
提高热泵性能
通过研究除霜原理和改进 除霜方式，降低霜层对热 泵性能的影响，提高热泵
制热性能。
降低能耗
优化除霜控制策略，减少 不必要的除霜操作，降低
除霜能耗。
提高室内舒适度
改进除霜方式，减少除霜 过程中对室内舒适度的影
响。
02
结霜现象及其形成对系统性能影响小，除霜过程
平稳。
缺点
03
除霜速度慢，效果受环境因素影响大；可能导致热泵性能下降
，甚至无法正常工作。
逆向循环除霜法原理及改进策略
01 02
原理
通过改变制冷剂流向，使蒸发器变为冷凝器，利用压缩机排出的高温高 压气体对蒸发器进行除霜。除霜完成后，制冷剂流向恢复原状，系统继 续制热。
制冷剂循环
制冷剂在压缩机作用下压缩升温，将热量传递给室内空气或水，然后在冷凝器中冷凝放热，最后通过 膨胀阀降压回到蒸发器，完成一个循环。
除霜问题对热泵性能影响
热泵性能下降
霜层覆盖蒸发器表面，增加热阻，降低传 热效率，导致热泵制热性能下降。
能耗增加
空气源热泵除霜方法的研究现状及展望
机组蒸 发温 度下 降 、 制热 量 下降 、 风机 性能 衰减 等不
良后果 。因此 ， 对空气 源热泵机组 室外换热器 进行周 期性 除霜 ， 对提高 空气源热泵在低 温高湿 环境下制热 性能及供热稳定性是十分必要的 。
电热 除霜法直接利用 电能产生热 能进行 除霜 ， 该 方法 把 电阻式加 热元 器件 安装 在室外 翅 片管换 热 器 上 ，一般适用于小型家用空调器。电加热元器件有 三 种布置方式 ：一是电加热器件放置在换 热器端部。二
霜层 的热力 除霜法 ， 该类方 法又可细分 为直接利 用 电
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ － １ １ － １ ５ 作者 简介 ： 孙 家正（ １ ９ ９ ２ ～） ， 男， 硕士研 究生； 南京 市孝 陵卫 ２ ０ ０号南京理工大学能源 动 力工程学 院（ ２ １ ０ ０ ９ ４ ） ； Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｓ ｕ ｎ ｊ ｚ ６ ６ ６ ＠ｌ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
ｐ ｕ ｍｐ
空气 源热泵处 于制热工况运行 时 ， 当其室外换 热
器表面温度低 于 ０℃， 且低 于室外 空气 的露点温度时 ， 换热器表面就会结霜。霜层 的形成减少 了通过室外换 热器 的空 气流量 ， 增加 了制冷剂 与室外 空气之 间 的传
热热 阻 ， 使 得室外 换热 器的传 热过 程 恶化 ， 最 终 造成
第３ ６卷 第 ８期
２ ０１ ７年 ８月
建 筑 热 能 通 风 空 调
Ｂｕ ｉ ｌ ｄｉ ｎ ｇ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ＆ Ｅｎ ｖｉ ｒ ｏ ｎｍｅ ｎｔ
Ｖ０ １ ． ３ ６ Ｎｏ ． ８ Ａｕ ｇ ．２ ０１ ７． ４２－ ４６
文章 编 号 ： １ ０ ０ ３ — ０ ３ ４ ４ （ ２ ０ １ ７） ０ ８ — ０ ４ ２ — ６
空气源热泵延缓结霜及除霜方法研究共3篇
空气源热泵延缓结霜及除霜方法研究共3篇空气源热泵延缓结霜及除霜方法研究1近年来，空气源热泵作为一种新型能源被广泛运用于房屋供暖、制冷以及热水供应领域。
然而，在使用过程中，热泵室外机会因为低温和湿度而出现结霜的问题，导致热泵的运行性能和效率受到严重影响。
因此，研究空气源热泵的延缓结霜及除霜方法显得相当重要。
一、空气源热泵的结霜原因空气源热泵的冷凝器室外风扇会吸入外界的空气，将冷媒的热量通过换热器散发到外界，同时将空气中的水蒸气也带入冷凝器中。
当冷凝器表面温度小于空气中的露点温度时，水蒸气就会在冷凝器表面凝结成霜或冰。
长时间的结霜会导致热泵的效率降低，甚至会损坏设备。
二、空气源热泵结霜的解决方法1.升高室外空气温度：增加热泵的室外机的温度可以大大减少结霜的产生。
可以通过将室外机安装在遮挡物下、加装遮阳板等方式升高温度。
2.排水系统的修复：检查排水系统中是否存在堵塞或者破损的情况，及时修复。
3.采用多联机空气源热泵：采用多联机方式，增加冷凝器的数量，使每个冷凝器的负荷降低，结霜减少。
4.加装电辅助热棒：在空气源热泵负荷较轻的情况下，可以通过加热热泵表面进行除霜。
缺点是需要增加电费，且会导致系统效率下降。
三、空气源热泵的除霜方式1.制热模式下周期性除霜：当热泵处于制热模式下，当冷凝器表面出现结霜时，通过周期性反向运行热泵来使热泵室外机除霜，此时热泵室内风机停止运行。
2.制热模式下强制除霜：当热泵处于制热模式下，当冷凝器表面结霜厚度达到一定程度，系统将自动启动强制除霜功能，此时热泵室内风机停止运行，室外机的电加热器开启使冷凝器表面融化。
3.制冷模式下周期性除霜：当热泵处于制冷模式下，当冷凝器表面结霜良率超过一定程度时，在室内温度不低于设定温度的情况下，系统周期性反向运行热泵来使热泵室外机除霜。
4.制冷模式下强制除霜：当热泵处于制冷模式下，当冷凝器表面结霜良率达到一定程度时，系统将自动实行强制除霜功能。
综上所述，为了提高空气源热泵的效率和使用寿命，延缓结霜和除霜是非常重要的。
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》
目 录
• 引言 • 空气源热泵除霜原理 • 空气源热泵除霜方式研究 • 空气源热泵除霜性能实验研究 • 空气源热泵除霜性能仿真研究 • 结论与展望
01
引言
研究背景和意义
空气源热泵在寒冷环境下的性能受到霜冻的影响，导致能效 降低和运行风险增加。
除霜技术的优化对于提高空气源热泵在寒冷环境下的性能具 有重要意义，因此开展此项研究具有一定的实际应用价值。
本文通过对不同除霜方式的模拟和实 验研究，得出以下结论：逆循环除霜 和热气旁通除霜在除霜效率方面表现 较好，而喷液冷却除霜在节能方面更 具优势。逆循环除霜是将压缩机排出 的高温高压制冷剂气体引入蒸发器， 利用高温气体与低温霜层的温差实现 除霜。热气旁通除霜是通过将压缩机 排出的高温气体引入旁通管道，再将 其喷向蒸发器表面实现除霜
对比分析不同的除霜方式，如逆循环除霜、热气旁通除霜、电加热除霜等，以及不同除霜方式的组合应用。
仿真结果比较
根据仿真结果，对比不同除霜方式的性能表现，包括除霜效果、热泵效率、能耗等。
仿真结果分析和优化建议
仿真结果分析
通过对仿真结果的数据分析，揭示不同除 霜方式的优缺点和适用场景，为优化建议 提供理论支持。
研究目的和方法
研究目的
探讨空气源热泵的除霜原理，分析不同除霜方式的特点和效果，为优化除霜 技术提供理论依据和实践指导。
研究方法
通过文献综述和实验研究相结合的方式，首先对空气源热泵的除霜原理进行 深入探讨，然后设计并实施实验，对不同除霜方式的性能进行比较和分析， 最后提出优化除霜技术的方案和建议。
02
优缺点
旁通除霜方式的优点是不会改变热泵 系统的正常工况，同时除霜效果也较 好。但是，由于需要设置旁通回路和 相应的控制阀，增加了系统的复杂性 。
空气源热泵(VRV)空调系统除霜特性研究
同济大学硕士学位论文空气源热泵（VRV）空调系统除霜特性研究姓名：曹静申请学位级别：硕士专业：供热、供燃气、通风及空调工程指导教师：刘传聚20030601摘要空气源热泵（ｖＲｖ）空调系统冬季运行会因结霜而影响其供热量，甚至引起运行故障，结霜情况的判定、合理的除霜控制以及除霜控制技术是亟待解决的问题。
本文主要分为四个部分：第一部分，从理论上分析了霜的形成和生长机理，讨论了影响霜层形成的因素以及结霜对机组性能的影响因素，其中室外空气的温度和湿度是影响结霜的主要因素；第二部分，分析研究现有的除霜方法和除霜控制技术，指出正确设定除霜循环起始点是热泵机组除霜控制的关键：第三部分，通过对空气源热泵（ＶＲＶ）空调系统冬季运行工况的实测，分析ＶＲＶ空调系统结霜的影响因素，对结霜运行中机组制热量、输入功率、ＣＯＰ的变化进行研究。
随着室外机结霜的进行，制热量、输入功率都呈现下降趋势，制热量甚至下降５０％左右：第四部分，通过对机组除霜工况下制热量、输入功率等参数的动态响应进行研究，分析机组除霜特性，ＶＲＶ机组采用热气逆向循环除霜方法，按时间一温度控制法控制除霜，并可根据地区设定不同的修正系数。
空气源热泵ⅣＲＶ）空调系统采用电子膨胀阀和压缩机变频调速配合控制，使除霜快速、节能。
最后，论文对ＶＲＶ机组结霜运行、有效除霜提出一些改进建议。
关键词：空气源热泵除霜电子膨胀阀除霜控制ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｗｉｎｔｅｒ，ｆｒｏｓｔｉｎｇｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆａｉｒ－ｓｉｄｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｏｆａｉｒ－ｓｏｕｒｃｅｈｅａｔｐｕｍｐ（ＶＲＶ）ｓｙｓｔｅｍｉｓａｍａｊｏｒｐｒｏｂｌｅｍ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｒｅｓｕｌｔｉｎｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｉｔｓｈｅａｔｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ，ｏｒｅｖｅｎｆａｉｌｕｒｅｏｆｔｈｅｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｕｓｉｔｉｓｖｅｒｙｕｒｇｅｎｔｔｏｊｕｄｇｅｔｈｅｆｒｏｓｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｑｕｉｃｋｌｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｄｅｆｒｏｓｔｐｒｏｃｅｓｓｐｒｏｐｅｒｌｙ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｆｏｕｒｐａｒｔｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｎａｌｙｚｅｓｆｒｏｓｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｈａｖｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｆｒｏｓｔｉｎｇｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｍｏｎｇｗｈｉｃｈｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙｏｆｏｕｔｄｏｏｒａｉｒｐｌａｙａｌｌｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｉｔ，ａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｆｒｏｓｔｉｎｇｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｉｒ－ｓｏｕｒｃｅｈｅａｔｐｕｍｐ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｄｅｆｒｏｓｔｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｄｅｆｒｏｓｔｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄｐｏｉｎｔｓｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｋｅｙｐｏｉｎｔｏｆｄｅｆｒｏｓｔｃｏｎｔｒｏｌｏｆｈｅａｔｐｕｍｐｕｎｉｔｅｘｉｓｔｓｉｎｓｅｔｔｉｎｇｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｐｏｉｎｔｏｆｄｅｆｒｏｓｔｃｉｒｃｕｉｔｐｒｏｐｅｒｌｙ．Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｂｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｉｔｓｏｐｅｒａｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｗｉｎｔｅｒ，ａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｈａｖｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｆｒｏｓｔｉｎｇｏｆＶＲＶｓｙｓｔｅｍ．ａｎｄｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｒｕｌｅｓｏｆｈｅａｔｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ，ｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒａｎｄＣＯＰｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆｆｒｏｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅｈｅａｔｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒｄｅｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆｆｒｏｓｔｉｎｇ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｈｅａｔｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｗｉｌｌｅｖｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｔｏ５０％．Ｆｏｕｒｔｈｌｙ，ｂｙｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃａｎｄｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒ，ｕｎｄｅｒｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｎｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｓｕｃｈａｓｈｅａｔｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｆｒｏｓｔｉｎｇ，ａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｄｅｆｒｏｓｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＶＲＶｓｙｓｔｅｍ．ＩｎＶＲＶｓｙｓｔｅｍ，ｈｅａｔｃｏｎｖｅｒｓｅｃｒｏｓｓ－ｏｖｅｒｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｄｅｆｒｏｓｔｍｅｔｈｏｄｉｓａｄｏｐｔｅｄ，ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｄｅｆｒｏｓｔｂｙｔｉｍｅ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｓｅｔｔｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｆａｃｔｏｒａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｌｏｃａｔｉｏｎ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｉｎＶＲＶｓｙｓｔｅｍｄｅｆｒｏｓｔｉｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｘｐａｎｓｉｏｎｖａｌｖｅａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｔｏｇｅｔｈｅｒ，ｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎｒａｐｉｄｄｅｆｒｏｓｔｗｉｔｈｈｉｌｇｈｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ａｔｌａｓｔ，ｓｏｍｅｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄｄｅｆｒｏｓｔｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅ∥足矿ｓｙｓｔｅｍ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＡｉｒ－ｓｏｕｒｃｅＨｅａｔＰｕｍｐ，Ｄｅｆｒｏｓｔ，ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｘｐａｎｓｉｏｎＶａｌｖｅ，ＤｅｆｒｏｓｔＣｏｎｔｒｏｌ声明本人郑重声明：本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文：空气源热泵（ＶＲＶ）空调系统除霜特性研究。
浅谈空气源热泵除霜方法的研究与发展
浅谈空气源热泵除霜方法的研究与发展摘要：“煤改电”工程的推广,使空气源热泵面向更广阔的市场平台,也使其系统运行优化的问题变得日益重要,尤其是室外换热器表面的除霜问题。
空气源热泵冬季运行时,当室外换热器表面温度低于零度且低于室外空气露点温度时,换热器表面就会结霜。
热泵是一种节能装置,近年来随着科学技术的进步及发展,热泵技术的应用使热泵的节能效果得到有效提高。
从现状来看,在冬天应用热泵供热,能够起到很明显的效果。
关键词：空气源热泵；除霜方法；发展1 引言根据实际应用效果分析,空气源热泵在热源获取上存在方便的特点,与此同时在安装使用方面非常快捷,在运行管理上也非常简单,最为突出的优点便是无污染和节能,这与如今提倡的节能环保理念非常符合,这也使得空气源热泵具备非常显著的应用价值及前景。
从空气源热泵的性能角度分析,会受到室外环境的很大程度的影响。
特别是在冬天季节,当空气源热泵机组对室内供热的情况下,当室外盘管温度不足0℃时,同时比室外空气的露点温度低的条件下,便会导致室外盘管出现结霜的情况。
当空气源热泵出现结霜的情况下,会对热泵运行产生较为明显的影响,包括:(1)在霜积聚过量的情况下,会导致蒸发器传热性能下降;(2)在结霜的情况下,使室外盘管间的气体流动受到阻碍,并使风机能量的损耗增加。
所以,在室外换热器壁面霜层变多,室外换热器蒸发温度减弱,机组制热量降低以及风机性能衰退的情况下,便会使压缩机暂停运转,最终导致机组无法正常、可靠地进行工作。
针对上述情况,便有必要采取周期性除霜措施。
2 空气源热泵除霜问题研究现状分析空气源热泵除霜是非常重要的一项工作,在充分做好这项工作的基础上,才能够使空气源热泵的实际应用价值得到有效体现。
但是,从现状来看,还面临较多的空气源热泵除霜问题。
总结起来包括以下几点。
2.1 逆循环除霜问题及原因(1)问题：对于空气源热泵除霜来说,实现的方法较多,比如:停机除霜、电加热除霜以及逆循环除霜等等。
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。
热泵结霜的原因及解决办法
随着近日的一轮寒潮来袭，北方普降大雪，而南方将普遍进入冻雨天气。
可以
预见，空气源热泵结霜结冰，并由此带来的一些故障报修，将会牵动从业者的
神经。
其实，热泵结霜本来是正常现象，具体表现为当冬季室外温度低于0℃时，制
热运行时间长，室外机组整个换热器表面均匀结霜。
原因是换热器温度低于环
境空气的露点温度时，整个换热器上散热片表面会产生凝露水，当环境空气温
度低于0℃，凝露水就会凝结成薄霜。
当然结霜严重时会影响机器制热效果。
一般热泵产品都有自动化霜功能，确保机组正常运行。
不过也有部分情况，导致机组非正常结霜，这是导致热泵运行故障的主要原因。
机组非正常结霜和结冰，只是机组“出毛病”的表面症状，结霜症状不一样，
病理各有不同，病因不同，结霜的形状和形式就有不同。
空气源热泵机组结霜及除霜控制方法的研究
空气源热泵机组结霜及除霜控制方法的研究
侯春枝;陈恩;蒋德伦;丁东旭
【期刊名称】《制冷与空调》
【年(卷),期】2007(007)003
【摘要】讨论影响空气源热泵冷热水机组结霜的因素及常用除霜控制方式,并结合机组的实际运行情况提出一种典型的除霜控制流程.
【总页数】3页(P52-54)
【作者】侯春枝;陈恩;蒋德伦;丁东旭
【作者单位】合肥通用机械研究院;合肥通用机械研究院;合肥通用机械研究院;合肥通用机械研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TM92
【相关文献】
1.空气源热泵机组蒸发器结构对其结霜特性影响的实验研究 [J], 张哲;田津津
2.空气源热泵冷热水机组的结霜及除霜控制方法的分析 [J], 赵振波
3.延缓空气源热泵机组结霜的研究现状与进展 [J], 姜益强;柴永金;姚杨;倪龙;马最良
4.空气源热泵机组除霜过程研究 [J], 杜玉清;左自豪
5.空气源热泵机组除霜性能的实验研究 [J], 张丽;李征涛;尹瑞超;余鹏;李海清
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结霜机理及热泵除霜技术研究综述
第36卷,总第209期2018年5月,第3期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.36,Sum.No.209May.2018,No.3结霜机理及热泵除霜技术研究综述刘业凤,吴 琪(上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093)摘 要:热泵结霜问题一直是国内外学者重点研究的方向,为改进除霜方式,提高除霜效果,文章结合国内外文献,简单阐述了结霜过程特性和数学物理模型,重点介绍了亲疏水材料用于抑霜的研究现状,以及热气旁通和逆循环除霜方法的应用现状,并对未来研究方向进行展望。
亲疏水材料在除霜问题上逐渐得到关注,系统除霜方式逐步对逆循环和热气旁通结合的除霜方式进行深入研究。
关键词:结霜机理模型;亲疏水材料;热气旁通;逆循环中图分类号:TK124 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2018)03-0195-06Review of Frosting Mechanism and Heat Pump Defrosting TechnologyLIU Ye -feng,WU Qi(University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China)Abstract :The problem of frost formation has been the key research direction of scholars at home and a⁃broad.In order to improve the defrost method and the defrosting effect,a brief description of frost process characteristics and mathematical physics models has been introduced with the domestic and foreign litera⁃ture.This paper focuses on the research status of the hydrophilic material and hydrophobic material used for frost suppression,and the current application status of the hot gas bypass and the reverse cycled frost method.Finally,the future research direction was discussed.The pro hydrophobic materials have beenpaid more attention in defrosting,and the defrost methods of reverse circulation coupling with hot gas by⁃pass are gradually studied.Key words :the characteristics and the model of frosting process;coat;hot gas by pass;reverse cycle 收稿日期 2017-09-12 修订稿日期 2017-11-10基金项目:上海市浦江人才计划资助(17PJ1407200)作者简介:刘业凤(1973~),女,博士,副教授,主要从事传热传质及制冷技术等方向的研究。
风冷热泵结霜与除霜问题的研究
风冷热泵结霜与除霜问题的研究摘要：本文对风冷热泵机组冬季制热运行时换热器表面结霜的问题进行了研究，分析了风冷热泵霜层形成的机理，介绍了空气相对湿度、温度、风速及换热器的结构对风冷热泵蒸发器结霜的影响，同时还对常见的除霜方法做了简要介绍，最后提出了除霜问题的研究方向。
关键词：风冷热泵；除霜；结霜；蒸发器1.引言风冷热泵冷热水机组作为中央空调系统的冷热源，自20世纪90年代初进入我国。
由于其安装方便、运行操作简单，节能及易于模块化集成等特点，十几年来得到了长足的进展。
随着制冷技术的不断进步，其使用范围不断拓宽，已经从原来的华南及长江流域迅速扩展到黄河流域及广阔的大西北地区。
但冬季南方地区相对湿度较高，这正是风冷热泵蒸发器最容易结霜的温度和湿度范围，所以冬季风冷热泵室外侧蒸发器易结霜，使得风冷热泵机组在运行中出现一些问题，如制热量不足，系统COP降低等，严重时还会造成设备损坏。
因此有必要对风冷热泵结霜与除霜问题进行仔细的研究。
1.风冷热泵结霜的影响因素1.1 蒸发器表面结霜与空气参数的关系结霜的机理及结霜对传热的影响涉及因素很多，一般认为空气源热泵机组室外蒸发器结霜时，其表面温度tfe 和空气露点温度tdew需满足下式：且式中空气露点温度tdew 取决于空气的干球温度tw和相对湿度φ，因此室外空气的干球温度和相对湿度是影响热泵结霜的重要参数。
结霜的气象参数范围为-12.8℃～5.8℃,在该区域内如何减缓结霜过程和如何提高除霜效率就称为空气源热泵冷热水机组的主要研究方向。
浙江大学低温工程研究所利用自己所开发的热泵机组全年性气候运行模拟软件，模拟的结霜速率随室外气象参数的变化图。
等结霜速率线，由于霜层密度较小, 所以一般在外表面上的结霜量Wm 大于等于0. 625 ×10-5kg/ ( m2·s) 时盘管表面结霜已很严重。
共划分了5个结霜速度区。
从中可以看出, 当室外干球温度在- 5℃1.2 蒸发器表面结霜与换热器结构的关系换热器结构对霜层的影响包括翅片盘管的翅片形式，翅片盘管的间距，翅片盘管的管排数，翅片表面的粗糙度以及翅片盘管的表面处理对蒸发器表面结霜的影响。
空气源热泵结霜及除霜问题探讨
空气源热泵结霜及除霜问题探讨
桂超
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2018(044)024
【摘要】在"煤改电"政策备受关注下,节能环保的空气源热泵成为发展的趋势,但空气源热泵在低温环境下存在室外换热器结霜的问题,针对空气源热泵探讨各种缓解结霜及快速融霜的方法,旨在促进空气源热泵的发展.
【总页数】2页(P98-99)
【作者】桂超
【作者单位】新乡学院土木工程与建筑学院,河南新乡 453003
【正文语种】中文
【中图分类】TU822
【相关文献】
1.空气源热泵热水系统结霜和除霜研究现状与进展 [J], 郭俊杰;吴静怡
2.空气源热泵结霜机理及除霜/抑霜技术研究进展 [J], 张毅;张冠敏;张莉莉;马晓旭;徐攀;田茂诚
3.变频空气源热泵结霜特性及除霜优化实验研究 [J], 任宗垟; 吴先应; 范轩; 李桂强; 李福水; 吕东建
4.空气源热泵系统结霜及除霜实验研究 [J], 李刚;田小亮
5.贵阳地区空气源热泵结霜/除霜周期特性实验研究 [J], 陈京瑞;田茂军;苏鹰;郭锐因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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蒸发器结霜原因及故障排查方法
一、蒸发器底部结霜，大多为积水盘排水不畅导致，用热水人工化霜后，清理污物，保持积水盘排水畅通。
二、两侧均匀结霜，且一直不化霜
1、查看化霜温度，或将主机化霜探头置于霜体中，3 分钟以上，若化霜温度显示在 5 度以上，基本可以判定是化霜探头故障，用热水冲淋，人工化霜后，更换化霜探头。
2、压缩机工作正常，对四通阀进行换向操作，或直接对四通阀通电，若没有四通阀吸合的声音，也没有冷媒流动的声音，基本可以判定四通阀线圈坏。
若有吸合的声音，但没有冷媒流动的声音，则四通阀卡死打不开，无法换向，需更换四通阀。
三、化霜不干净，不彻底或一侧有霜，一侧无霜。
1、化霜结束温度设置过低或化霜时间设置过短。
2、化霜探头位置不合理，将化霜探头放置在结霜最严重的地方。
四、短时间频繁结霜
1、若化霜温度显示正常，在0度以下，检查主机周围通风是否良好，清理周围杂物和清洗蒸发器，并可适当延长化霜持续时间和提高化霜退出结束温度。
2、主机频繁结霜，且低力表压力较低，先用热水人工化霜，然后观察制热时的低压表，若压力低于正常值（可对照同类机型），基本可以判定冷媒不足，或冷媒泄漏。
3、主机风扇电机损坏或风量不足。
五、蒸发器一侧或两侧不均匀结霜或部分结霜
冷媒分流不均匀导致，大多为某一路毛线管不畅通或冰堵所致
排除方法为：将化霜探头移到先结霜且不易化霜的铜管上或更换毛细管，重新抽真空，加冷媒。
六、化霜过程中出现高压保护：结束（退出）化霜温度设置过高，调整结束（退出）化霜温度。
七、化霜过程中出现低压保护：
节流膨胀阀反向时堵塞或开度过小。
八、没有结霜也在化霜：
启动化霜温度设置过高，或化霜探头坏，导致误动。