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银川空气源热泵热水系统

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…

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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?

为了保证空气源热泵系统冬季运行效率,特别是室内空调的舒适性和稳定性,有必要采取适当的方法抑制换热器表面结霜或进行周期性除霜。空气源热泵系统户外换热器结霜应满足两个条件:

1)换热器表面温度低于0℃;

(2)换热器的表面温度低于环境空气的露点温度。室外换热器的表面温度取决于制冷剂在环境温度影响下的蒸发温度,而空气露点温度则受相对湿度的影响。

研究表明:

室外换热器在空气温度为-55℃,相对湿度大于70%时,表面易结霜。

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2~3g/(kg干空气),不会导致严重结霜。

也有研究指出:

当气象参数范围为-12.8c环境温度5.8c、相对湿度67%、空气温度5.8c时,不考虑结霜对热泵的影响。

当空气温度小于5.8℃,但相对湿度小于67%时,由于空气露点温度小于室外换热器表面温度,不会出现结霜现象。

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。

反向循环除霜法又称反向除霜法,目前广泛应用于家用空调系统,除霜法的基本原理是将热量从室内机器转移到室外机器除霜。

主要实现方式为:空调器制热运行→判断需要除霜→压缩机停→四通阀换向→压缩机开→除霜完成→压缩机停→四通阀换向→压缩机开→正常制热。

这种除霜方法不增加空调成本,是.简单的实现方法,因此得到了广泛的应用。定向除霜方法的主要缺点是:1)房间舒适度高,2)除霜时间长,3)系统运行可靠性差。

热空气旁路除霜法又称热除霜法,是一种比较常用的除霜方法,通过从压缩机通风口抽取旁路将压缩机排气引入室外换热器进行除霜。

热气旁通除霜的实现方式为:空调器制热运行→判断需要除霜→室内风机超低速运转→二通阀1、2开→电子膨胀阀开大→除霜完成→正常制热。

热气旁通除霜可以克服逆循环除霜的一些缺点:由于在热气旁通除霜时仍有部分废气进入室内机,室内换热器的温度保持在较高的水平,可以通过自然对流将热量散发到室内。有时甚至可以打开内部风扇在除霜时,实现除霜同时对室内取暖,对室内舒适有很大的贡献。此外,由于四通阀在除霜时不改变方向,压缩机不停止,室内换热器在除霜时保持高温,除霜后,室内空气可立即送达。

然而,这种除霜方法在家用空调中的应用还存在以下问题:1)除霜时间长,2)压缩机负荷高,3)压缩机可靠运行。

加热除霜法是将热气旁通除霜与冷媒直接加热技术相结合,基本解决了逆循环除霜和热气旁通除霜无法克服的问题。

加热除霜方法有:空调除霜加热操作,判断室内风机需要超低速运行,双向阀开启,加热器开启电子膨胀阀开启除霜完成正常加热。

加热除霜方式.关键的技术就是在压缩机吸气端增加了一个加热器。化霜时,四通阀不换向,压缩机不停机,室内可以实现持续供热。加热除霜方式具有如下优点:1)除霜时房间的舒适性好,2)化霜时间短,3)压缩机运行可靠。

加热除霜方法克服了抗循环除霜和热气旁路除霜方法的一系列缺陷,同时也带来了一些新的问题:1)高功耗,2)高成本。

相变蓄能除霜法是在热气旁通除霜方式的基础上增加一个相变蓄热器作为空气源热泵除霜时的低位热源,采用供热时相变材料蓄热,除霜时相变材料释热除霜的方式。

空气源热泵热水系统图片展示

相变蓄能除霜(串联蓄热模式)的实现方式:空调器制热运行、相变蓄热器串联蓄热→判断需要除霜→室内风机超低速运转→相变蓄热器释热除霜→除霜完成→正常制热。

采用相变储存除霜方法时,四通阀不会改变方向,压缩机不需要停止,室内连续加热。由于相变再生器作为低热源,克服了传统热风旁路除霜方法的诸多缺点,具有室内舒适性好、除霜时间短、压缩机运行可靠等优点。

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