空气源热泵机组除霜技术的现状与发展方向

热泵除霜技术的发展方向
针对现有除霜技术效率低、不连续、成 本高等缺点，若要大力推广空气源热泵产品 在中国（特别是在北方地区）的应用，今后 的除霜技术就必须朝着节能环保、连续高效、 自动化等方向发展。
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结霜的危害
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。
国内外常用的除霜方法
➢ 热电除霜 ➢ 逆循环除霜（四通阀换向除霜） ➢ 制冷剂过冷放热除霜 ➢ 风机反转法除霜 ➢ 水力除霜 ➢ 气动除霜
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。
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。
空气源热泵机组除霜技术的现状与发展方向
空气源热泵的现状
目前，空气源热泵产品已经开始进入中国的千家万户。但由于蒸发器结霜问题未能得到很好地解 决，节能环保的空气பைடு நூலகம்热泵产品在推广应用中受到了一定的限制，尤其是在北方地区。所以，能 否有效甚至是高效地除去结霜，是推广与应用空气源热泵产品的关键所在。
结霜机理
风机反转法除霜
该方法是在换向除霜的基础上改进而来，即在 除霜过程中启用风扇反转，使其按反方向送风，强 制空气由非结霜侧进入风侧换热器并向结霜侧流 动，将被加热的空气吹向霜层而除霜。这种除霜方 式充分利用了风侧换热器的热量，依靠对流、导热、 辐射3种传热方式同时融霜，效率明显优于传统除 霜方式。同时，一定的风压还能促使霜壳瓦解脱离 换热器表面，对流换热的加入使得除霜过程进行得 迅速而彻底。但由于增加了中间继电器和压力开关 等器件，加大了生产成本。
制冷剂过冷放热除霜
如上图所示，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。通过设置在微霜时就将霜 除掉，从而使机组在无霜状态下运行。
水力除霜
对于大型热泵系统，常采用水力除霜的 措施。通过用热水冲淋室外蒸发器达到除霜 的目的。这种除霜方式设备简单，但是造成 了除霜后蒸发器周围空气含湿量太高，容易 再次结霜，不适合在北方等气温较低的地区 使用。且对水资源的浪费较大，需要独立的 水系统。
气动除霜
该方式利用压缩空气产生高速射流直接 吹除霜层，随时清除蒸发器表面上的微小凝 霜，使蒸发器表面始终保持无霜状态。它最 大的优势在于不间断的对室内供热，室内热 环境波动微弱，保证了舒适度。但是压缩空 气需要增加额外功耗，整机的造价成本也较 高。
当空气源热泵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。
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。
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。