空气源热泵降湿防结霜方法分析
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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。
【字数达到要求,共计748字】。
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?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。
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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。