空气能热泵:抑霜、除霜、控霜
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空气除霜原理以空气除霜原理为标题,我们来探讨一下空调、冰箱等电器中的空气除霜是如何实现的。
空气除霜是指在低温环境下,通过利用空气的特性来去除冷凝在设备表面的霜或冰。
在低温环境下,空气中的水蒸气会凝结成液态水,然后再冷凝成霜或冰。
这不仅影响设备的正常运行,还会降低设备的效率和寿命。
因此,空气除霜在电器中应用得越来越广泛。
空气除霜的原理主要有两种:传导和对流。
传导是指通过传导热量的方式来除霜。
当设备表面有霜或冰时,我们可以通过加热设备的表面来除去霜或冰。
加热的方式可以是电加热或者是利用压缩机回热的方式。
当设备表面加热后,霜或冰会融化成水,然后通过排水系统排出设备外部。
对流是指通过利用空气的流动来除霜。
在冰箱中,我们经常会看到冷凝器上有一根细长的金属片,这就是除霜器。
当冰箱运行一段时间后,冷凝器上会积聚一层霜或冰。
当冰箱停止运行时,除霜器会被加热,使得周围的空气升温。
这样,冷凝器上的霜或冰就会融化成水,然后通过排水管排出冰箱外部。
除了传导和对流,还有一种新型的空气除霜原理,即利用空气吹风除霜。
在一些大型制冷设备中,我们可以看到设备上有一些风扇。
这些风扇通过吹送空气,使设备表面的霜或冰融化,并通过排水系统排出设备外部。
这种方式不需要加热设备表面,因此节能效果更好。
空气除霜在电器中的应用不仅提高了设备的效率和寿命,还方便了用户的使用。
在冰箱中,空气除霜使得用户不需要定期手动去除冰箱内部的霜或冰,使得冰箱的维护更加简单。
在空调中,空气除霜可以提高空调的制冷性能,使得空调更加节能环保。
总结起来,空气除霜通过传导和对流的方式,或者利用空气吹风的方式,去除设备表面的霜或冰。
这种技术的应用使得电器设备更加高效、便捷和节能。
相信随着科技的不断进步,空气除霜技术会在未来得到更广泛的应用。
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。
空气能热泵热水系统摘要:随着国民经济的飞速发展和城市化进程的加快,能源的消耗也在逐年提高。
节能减排倡导可持续发展的政策不断出台。
空气源热泵技术也越来越多的受到各方面的重视和青睐。
关键词:空气源热泵;热水系统;循环式空气源热泵热水系统是空气源热泵在制备热水上的具体应用。
空气源热泵属于热泵的一种形式。
热泵是一种利用高位能(例如电能)使热量从低温环境向高温环境转移的节能装置。
热泵热水系统由蒸发器(吸收环境空气中热量的换热器)、压缩机、冷凝器(制取热水的换热器)储热水箱、膨胀阀及相关的副件和管路组成。
热泵通过工作介质在蒸发器和冷凝器中的相变伴随着的吸热和放热的过程实现能量的转移,从而制备热水。
热泵根据蒸发器吸收热源的性质分为空气源热泵、水源热泵、地源热泵、双源热泵等。
空气源热泵热水系统的热源来自大气。
太阳在向地球辐射时,其中20%到30%的热量留存在空气中,因此空气中储存了巨大的热量。
这种热量具有的优点就是几乎是取之不尽,用之不竭。
而且处处都有,开采方便。
缺点也比较明显,就是大气获得的太阳辐射热量是不均匀的,跟季节和地域有很大关系。
因此有些地区适合使用空气源热泵热水系统,有些地区不太适合或不适合。
说到适用性就要说到空气源热泵的制热能效比(COP)了。
空气源热泵是利用电能驱动将空气中的热量转移,转移产生的热量和转移过程中所消耗的电能之间的比值就是空气源热泵的制热能效比(COP)。
下图是一张空气源热泵热水系统的COP变化曲线图。
从图中我们可以看到空气源热泵热水系统的制热能效比(COP)是跟环境温度、进水的水温相关联的。
首先环境温度。
环境温度越高,空气源热泵热水系统的制热能效比就越高(COP)。
因此从季节上来说,夏季的能效比最高,春秋次之,冬季能效比最差。
从地域上来讲,显然南方的制热能效比要高于北方地区。
我国疆域辽阔,其气候涵盖了寒、温、热带。
根据各地区的气象资料,以下地区的气候特点非常适合应用空气源热泵:(1)温和地区:云南大部、贵州、四川西南部、西藏南部一小部分地区;(2)夏热冬暖地区:海南、台湾全境;福建南部;广东、广西大部以及云南西南部和元江河谷地区;(3)夏热冬冷地区:上海、浙江、江西、湖北、湖南全境;江苏、安徽、四川大部;陕西、河南南部;贵州东部;福建、广东、广西北部和甘肃南部的部分地区。
空气源热泵控制系统解决方案一、背景说明空气能及热泵产品系列多,用户分布范围广,产品在运行过程中故障率较高;出现的各类问题需要用户及时全面反馈,而用户并非热泵专业维护人员,无法清楚描述出设备在运行过程中的故障,热泵公司需派工程师到现场解决,处理时间长,运营成本高。
针对以上问题,基于物联网的分布式热泵机组远程控制系统,实现对热泵机组的群组监控管理、自动化运行、能耗运行监控,实现远程无人值守、实时监控,实现商业化运营,为消费者提高服务效率和售后保障。
二、功能说明储热水箱水温水位控制;恒温水箱水温水位控制;管道循环/回水控制;管道防冻/除霜控制;空气能热泵/循环泵/给水电磁阀控制;手动加热/循环/保温/加热;温度曲线记录查询;系统用电量统计;故障显示/报警;远程温度参数设置;三、通讯架构将空气能热泵机组、物联网通讯技术(4G/5G/网络)和远程智能监控柜相结合,实现管理人员远程集中监控管理热泵机组的工作运行状态。
四、工艺说明热泵主机控制器实现对自身业务逻辑的控制运行,智能控制柜独立于热泵主机,实现多主机,区域远程监控管理,在不影响热泵主机自身控制逻辑运行的情况下,也可实现远程手动控制主机启停,远程控制相关循环泵、补水泵、进水阀、止回阀、回水阀等设备及相关工作模式,区域多主机的联动工作模式可随时通过手机APP,云平台远程进行参数调整设置。
五、硬件控制柜配置1.控制柜,采用4G全网通/网口/WIFI的通讯方式,控制集热循环泵、管道循环泵、过水泵、加热循环泵、增压泵、补水电磁阀、回水电磁阀、辅助加热等的输出,采集恒温水箱、储热水箱的水位以及恒温水箱、储热水箱、进水、出水、管道、集热器、环境等温度数据;2.传感器用于冷水管/回水管/储水箱/环境温度测量的温度传感器;检测储水箱水位测量的液位传感器;测量电磁阀/循环泵/给水泵的电压/电流/功率/电量等参数的电量采集;测量进水/出水管道压力的压力传感器 ;六、云平台说明用户实时监控设备,根据实际需要实时灵活调节,举个例子:洗澡前需要多少点水,洗完之后就降低功耗,既省电又减少设备的损耗。
CS200B1空气能热泵使用说明书扫描二维码,即刻体验产品精致工艺和前端科技此图仅供参考,以实物为准钛金恒护系统APF4.0钛金超导换热系统超级节能全直流变频系统三种模式 可选预约洗浴ENJOY WARMTH卡萨帝为了实现您的格调生活,对其家族每一类产品都赋予了专属的境界理念。
本产品为您带来的是清爽温暖。
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预约洗浴请仔细阅读本说明书来帮助您安全、舒适地使用产品。
为了能安全地使用产品,请在使用产品之前务必仔细阅读安全注意事项等内容。
全直流变频系统采用变频热泵热水器专用压缩机、直流变频风机,系统全新升级。
全年平均能效4.0,四季高效节根据用户作息,提前预约时间和温度,在预约时间前加热到位。
超级节能、智能变频、变频速热三种模式满足不同用水需求。
机组超级节能模式运行耗电少、关于本产品的安全注意事项1使用方面电气方面产品简介2水箱尺寸2水箱产品示意图2水箱装箱单 3线路图安装说明5室外机安装固定 室外机及水箱安装空间示意图 使用功能按键功能显示内容控制功能WIFI使用功能线控器显示屏技术参数售后服务外机尺寸4外机产品示意图3外机装箱单5水箱机安装固定水箱管路安装 7冷媒管路安装 安全阀的连接与使用室外机接线 线控器的安装 安装注意事项试运转保养与维护热水器使用过程中一些常见现象故障查询处理冷媒回收清洗与保养用户须知125668899101111111213131515161516171819191尊敬的卡萨帝用户:您好!感谢您使用卡萨帝产品,为了您能更好地使用本产品,防止人身伤害及物品损坏事故,请务必仔细阅读并遵守本说明书中有以下标志符号的内容。
电气方面一旦发生器具以外的接地系统的异常情况时,应立即停止使用热泵热水器,并拔下其电源插头或断开与供电电路的一切连接,并与制造厂的维修人员联系处理!必须使用有可靠接地、220V ~50H z 的独立电源和独立插座,长期不使用时请拔下电源插头;使用方面刚打开热水阀时,请不要直接将热水射向人体,以免被热水烫伤。
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。
空气能热泵空调化霜不及时会有什么后果?
采暖季即将到来,对于空气源热泵空调最大的考验就是除霜能力,一旦没有在第一时间内化霜,轻则使机组采暖效果下降,重则使系统不能工作,所以说除霜在采暖中有着举足轻重的作用。
空气能热泵结霜是因为蒸发器温度低于空气的露点温度时,蒸发器的表面就会凝水,如果环境温度太低就会在蒸发器的表面结成霜。
空气能热泵机组会根据工作环境自动进行化霜,来确保机组的正常运行,但是还是会有一些别的原因造成非正常状态的结霜,那么这个时候就需要我们自己来进行除霜了。
空气能热泵如果化霜不及时就会导致结霜越来越厚,热水的能力也会随之大幅度下降,还有可能出现机组蒸发器结的不是霜而是冰,这样可能就会导致直接产不出热水了,严重的还会导致机组直接停机,所以说空气源热泵空调化霜一定要及时,密切观察机组结霜的情况,才能保证机组正常的运行。
空气能技术参数————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:1附件一一、货物需求表及主要技术参数要求序号设备名称型号规格及主要技术参数、性能要求数量备注1 空气源热泵热水器1、热泵机组必须具有防腐、防冻、除垢、自动除霜功能。
2、压缩机采用谷轮、大金、三洋、丹佛斯压缩机。
3、单台制热量不小于36KW,能效比4.0以上。
4台2 空气源支架混凝土、国标10#槽钢,防腐处理,配套减震措施1项3 25吨保温水箱(不锈钢)1、不锈钢保温水箱为方形,高度不超过2m。
2、水箱内胆底板采用2.0mm厚SUS304制作,内胆下侧板采用1.5mm厚SUS304制作,内胆上侧板采用1.0mm厚SUS304制作,内胆顶板采用1.0厚SUS304制作,外壳采用1.0mm厚不锈钢水箱。
3、水箱保温材料为聚氨脂材料厚度50mm,24小时内温降小于3℃。
4、带内外爬梯,设置排气孔,排污孔。
5、水箱水位可任意设定,有水位显示。
1台4 水箱基础整个水箱基础制作由投标方根据屋面设计的承载能力确定1项5 综合控制系统综合控制系统全自动控制,无专人看管,兼顾手动功能。
1套电器元件为著名品牌6 配电柜含空开等,满足实际需要1个电器元件为著名品牌7 热水供水增压泵流量:18m³/h扬程: 20m配套减震措施2台德国威乐8 加热循环泵流量: 13m³/h扬程: 7.5m配套减震措施4台德国威乐9 电磁阀国标,精制全铜,所选规格型号满足供水需求2个10 Y型过滤器国标,精制全铜,所选规格型号满足供水需求5个11 止回阀国标,精制全铜,所选规格型号满足供水需求2个12 闸阀国标,精制全铜,所选规格型号满足供水需求12个13 PPR管道及管件国标,含冷、热水输送及回水管道, PPR水管、管件所选规格型号满足供水需求,安装做到横平、竖直、美观耐用1宗14 管道保温材料橡塑保温材料厚30mm, 0.3mm铝板外包,行业标准,保温良好,安装牢固,1宗15 电缆线、信号国标3*25+1*16动力电缆、铜芯,信号线、线管按实1宗线、线管际要求配置16 管道支架及配件国标热镀锌角钢,行业标准,防腐处理1批17 防雷材料10mm铁元及控制器防雷等,根据建筑的避雷情况及设备安装布置确定,焊接处进行防腐处理1项18 辅材焊条,电工胶布,生料带,油漆,麻丝等1批19 其它安装、运输、吊装、调试及投标方根据设计需要补充1项二、其它技术要求1、热水系统为两栋公寓楼学生的热水淋浴,每天最大用水量须按照25吨设计。
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。
在压缩机停机除霜模式中,压缩机停机、室外机风扇持续运转,使室外空气持续经过室外换热器以进行除霜。
这种方法只有在室外温度高于0℃时才能工作,并且除霜时间长,但是其成本低廉。
此外,可以在室外换热器上安装电热器以加速霜的融化。
值得注意的是,由于电是一种高品质能源,这限制了电热除霜在家用空气源热泵的应用。
对于热水喷淋除霜,需要在室外热交换器上喷淋热水、并同时关闭室外机的风扇。
热水除霜方法仅适用于特定场合,而非所有的空气源热泵。
逆循环除霜法是最传统的空气源热泵除霜方法。
在除霜过程中,四通阀换向,室外换热器作为冷凝器、室内换热器作为蒸发器,高温制冷剂流入室外盘管使霜融化。
同时,为了避免除霜过程产生不舒适感,室内机的风扇也会停止运转。
对于热气旁通除霜,压缩机排出的制冷剂一部分将进入室外换热器融霜,另一部分进入室内换热器制热,这是工业用空气源热泵机组普遍采用的方法。
该方法避免了逆循环除霜中出现的反向冲击和“跑油”问题,并且能够在除霜过程中使室内保持良好的舒适性。
如前所述,逆循环除霜和热气旁通除霜是应用最广泛、最基础的除霜方法。
在此基础上,还有一些发展改进逆循环除霜和热气旁通除霜的技术。
利用蓄热是一种典型的基于逆循环除霜发展的新型除霜方法。
在这项技术中,相变材料在热泵制热阶段蓄存压缩机壳体的散热或多余制热,其作为热源用于除霜。
这种方式可以有效缩短除霜时间,提升除霜过程中的室内舒适性,并降低压缩机湿压缩风险。
此外,在热气旁通除霜的基础上,还提出了显热除霜方法,这种方法将压缩机排出部分制冷剂先通过膨胀阀节流、再进入室外换热器除霜,适用于大容量空气源热泵机组。
3、除霜控制策略
除了除霜技术,除霜开始和终止的控制方法是影响空气源热泵除霜性能的另一个关键因素。
“无霜除霜、有霜不除”将导致糟糕的除霜效果,这在实际产品中非常常见。
为了获得合适的除霜开始时间,现有研究提出了时间控制法、时间-温度控制法、时间-温差控制法和过热度控制法。
时间控制法是目前应用最广泛的控制方法,它以固定的时间周期自动除霜。
相比之下,时间-温度控制法则还需要测量室外换热器的表面温度,时间-温差控制法则需要得到室外空气与蒸发器表面的温差。
然而,时间、温度并不是导致结霜的唯一因素,环境温度、相对湿度和部分负荷率也会影响制热性能和霜的形成。
(1)利用全息干涉技术测量霜层的厚度;
(2)使用红外温度计测量霜层表面温度;
(3)测量制冷剂流动的稳定性;
(4)使用光耦、光电系统或光纤传感器测量霜层厚度;
(5)神经网络模拟结霜量;
(6)分析翅片表面温度获得有效质量流量分数;
(7)测量室外机风路压降或室外机风机电流。
以上提到的这些技术还不成熟,仍需进一步测试和开发。
目前,除霜终止的控制方法主要基于室外换热器管翅表面的温度、制冷剂压降以及除霜时间。
翅片管表面温度是最常用来判断的方法。
当其表面温度达到设定的终止温度时,空气源热泵将退出除霜进入制热模式。
设置的终止温度取决于室外工况和不同的要求,对于室外机多回路的空气源热泵机组,检测最下面盘管出口表面的温度是最常用的方法。