空气源热泵冬季供暖除霜方法

空气源热泵在寒冷地区供暖系统的应用一、空气源热泵技术概述空气源热泵是一种利用空气中的热量来提供供暖、热水和制冷的高效能源设备。

它通过吸收空气中的低温热量，经过压缩机的压缩，使温度升高，然后通过热交换器释放热量，为建筑提供所需的热能。

与传统的供暖方式相比，空气源热泵具有更高的能效比，能够显著降低能源消耗和运行成本。

1.1 空气源热泵的工作原理空气源热泵的工作原理基于逆卡诺循环，它通过制冷剂在蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四个主要部件中的循环来实现热量的转移。

在蒸发器中，制冷剂吸收空气中的热量并蒸发成气态；在压缩机中，气态制冷剂被压缩，温度和压力升高；在冷凝器中，高温高压的气态制冷剂释放热量，冷凝成高压液态；最后在膨胀阀中，高压液态制冷剂经过节流降压后进入蒸发器，循环往复。

1.2 空气源热泵的优势空气源热泵的优势在于其高能效比和环境友好性。

由于它主要利用空气中的热量，因此不依赖于化石燃料，减少了对环境的污染。

同时，空气源热泵的能效比通常在3-4之间，即消耗1单位电能可以产生3-4单位的热能，远高于传统的电加热设备。

二、寒冷地区供暖系统的需求特点寒冷地区由于气温较低，对供暖系统的需求有其特殊性。

这些地区需要供暖系统能够提供稳定、高效的热能，以保证室内温度的舒适性和建筑物的节能性。

2.1 寒冷地区供暖系统的要求在寒冷地区，供暖系统需要满足以下要求：- 高效的热量输出：由于室外温度低，供暖系统需要提供足够的热量以维持室内温度。

- 稳定的运行性能：在极端低温条件下，供暖系统需要保持稳定运行，不受外界环境影响。

- 节能和环保：寒冷地区的供暖周期长，因此节能和环保是供暖系统设计的重要考虑因素。

- 经济性：考虑到长期的运行成本，供暖系统需要具有经济性，以降低用户的经济负担。

2.2 寒冷地区供暖系统的挑战寒冷地区供暖系统面临的挑战包括：- 低温环境下的启动和运行问题：在低温条件下，供暖系统的启动和运行可能会受到影响。

改进热泵式空调器除霜的研究及教学应用作者：何宁芝来源：《职业·下旬》2009年第11期热泵式空调器作为一种环保、节能的冷热两用空调器,能有效地实现夏天制冷和冬天制热,目前已被推广使用,并有着广泛的市场。

但其自身特点导致在使用中具有局限性,主要问题就是,在冬季气温较低且相对湿度较大的地区制热运行时,蒸发器会结霜。

霜层不仅会形成附加热阻,而且会增加空气流动阻力,导致风机流量减少,使热泵系统性能恶化,甚至影响其正常工作,严重时还会引起压缩机烧毁等故障。

因此,为了保证热泵式空调器可靠、高效地工作,必须对其进行周期性除霜。

然而由于目前市面上各种除霜方法都存在缺陷,在制冷与空调行业当中关于热泵式空调器的除霜问题依然是一个热门的研究课题。

笔者十多年担任技工学校制冷与空调专业教师,在教学过程中对热泵式空调器的除霜方法进行了深入研究和不断试验,通过反复研究、试用,终于探索出一种简易的除霜方法。

这种方法具有明显的实效性,为技工学校制冷专业的学生提供了一个更广阔的知识空间,同时也拓展了他们的创造性思维。

一、常用的除霜方法热泵式空调器除霜的方法有多种,目前常用的一种方法是利用关停风扇原理,在需要除霜时将空调系统转为制冷模式运行,依靠制冷剂冷凝时释放出的热量为室外侧换热器融霜。

这种除霜方法存在以下几方面的弊端:第一,换热器与霜层热量传递的方式主要为导热和辐射,然而疏松的霜层是热的不良导体。

一方面外层的霜不能及时融化导致除霜过程缓慢;另一方面,制冷剂冷凝过程中产生的热量不能被充分吸收,可能导致冷凝压力过高,影响空调系统的正常工作。

第二,当霜层较厚时,一旦附着在换热器表面的霜融化,与换热器间形成空隙,换热器就无法通过导热的方式向霜层传热,最终可能形成难以去除的空鼓霜壳。

第三,室外侧换热器初期只在进风侧结霜,只有在反复除霜不尽、霜层越积越厚时,才有可能在换热器出风侧结霜。

所以通常除霜时室外侧换热器非结霜侧的温度较高,非结霜侧附近的空气被加热后温度上升而未用于结霜侧的除霜。

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。

低温环境空气源热泵热风机使用注意事项
低温环境下使用空气源热泵热风机需要注意以下几个方面：
1.温度适应性：空气源热泵热风机通常适用于15℃~45℃的环境温度。

在低温环境下，特别是当温度低于其设计工作温度时，热泵的性能可能会受到影响。

因此，在选择和使用热泵时，需要考虑低温工作条件下的性能指标和能耗。

2.防冻保护：低温环境下，空气源热泵热风机易受冷凝水结
冰影响，导致热交换器堵塞或破裂，甚至使热泵系统无法正常
工作。

因此，在寒冷季节中，需要加装防冻保护措施，如加热带、排水系统等，以避免冷凝水结冰引起的问题。

3.室外机位置选择：在低温环境中，室外机容易受到气象条
件的影响，如强风、大雪等。

因此，在安装热泵系统时，应选
择合适的室外机安放位置，避免暴风雪、积雪、冰雹等对室外
机的影响，保证正常的运行和维护。

4.维护保养：在低温环境下，空气源热泵热风机的维护保养
尤为重要。

定期检查清洁室外机和室内机的过滤器、散热器和
换热器，确保空气畅通，以提高热泵的性能和寿命。

并保证制
热期间的排水系统畅通，避免结冰导致的故障。

5.控温调节：低温环境下，空气源热泵热风机的工作状态也
会受到环境温度的影响。

在制热过程中，需要适时调节温度设
定和供暖模式，以提高供暖效果和节能效果。

总之，低温环境下使用空气源热泵热风机需要考虑其适应性、防冻保护、室外机安放位置、维护保养和控温调节等方面的注
意事项。

只有合理选择、正确使用和及时维护，才能保证热泵
系统的正常运行和使用寿命。

1 概述低环境温度空气源热泵热水机组简称低温热泵热水机组，是现阶段替代生物质能源，化石能源，制取热水的装置。

低温热泵热水机组要求在不低于-25℃环境温度下能正常工作。

低环境温度下 机组水侧换热器的水温变化范围广，波动大。

从量化的角度出发来分析环境温度变化迭加水温变化对低温热泵热水机组系结霜与除霜控制很有必要。

2 低温热泵机组系统原理本研究对象低温热泵机组系统构成主要由定速喷气增焓制冷压缩机、管翅式换热器、经济器、风机、电子膨胀阀、四通阀及其他传感器器件组成，如图一所示。

该系统的工作原理为制冷压缩机将系统中的制冷剂压缩低环境温度空气源热泵热水机组温差法除霜控制研究童风喜 郑双名 鲁益军 邹金伟（广东热立方热泵系统有限公司 广东中山528429）摘要：低环境温度空气源热泵热水机组利用逆卡诺循环的一种热力工程机械。

在本研究中，通过对一款为名义制热量90KW的低环境温度空气源热泵热水机组水侧换热器进水温度及环境温湿度的变化，分析影响机组制冷系统的压缩机排气温度、机组制热量、空气侧换热器的盘管温度及结霜与除霜情况，提出了蒸发盘管温差法与制热量衰减量相结合的除霜控制法关键词：低环境温度空气源热泵机组 制热量 结霜 除霜Study on defrosting control of temperature Difference Method for Low ambient temperature air source heat pump unitFengxi Tong, Shuangming Zheng, Yijun Lu, Jinwei Zou(Guangdong Amitime Electric Co., Ltd., Zhonghan, Guangdong 528429)ABSTRACT Low ambient temperature air source heat pump water heaters, which belong to thermal engineering unit and use reverse Carnot cycle technology. In this study, we observe the water inlet temperature changesfor water side heat exchanger and ambient temperature changes of a low ambient temperature air source heat pump water heater which nominal heating capacity is 90kW, then further analysis the reasons for influencing the unit compressor discharge air temperature for cooling system, heating capacity, coil temperature for air side heat exchanger and situations of frost and defrost. Base on these analysis, proposing a defrosting control method which combining evaporation coil temperature difference method and heating capacity attenuation.KEY WORDS low ambient temperature air source heat pump water heaters, heating capacity, frost, defrost成高温高压气体，然后进入水侧换热器与水进行换热把水加热，在水侧换热器得到充分冷凝后的制冷剂通过膨胀阀降压节流后进入管翅式换热器与环境空气进行换热，提取空气中的热能，为适应低环境温度下机组能正常工作，系统中制冷压缩机为喷气增焓压缩机，理论制冷循环为准二级压缩的喷气增焓制冷循环[1]。

《热泵技术》参考资料1. 试说明地源热泵技术对环境的影响及解决措施（1）地表水源热泵地表水源热泵的利用对环境的影响主要体现在缓解城市热岛效应以及破坏水体生态环境两个方面。

目前有关地表水源热泵的应用对环境影响方面的公开发表的研究成果很少，相关的规定也不多，我国实施的《地表水环境质量标准》规定，在江、河、湖泊、水库等具有舍用功能的地表面水域，热为造成的环境水温变化应限制在夏季周期平均最大升温不大于1摄氏度，冬季周平均最大降温不大于2摄氏度。

（2）地下水源热泵在地下水源热泵的应用过程中，如果不能实现百分之百的回灌，地下水总体供给的不平衡将会导致地下水含水层水位下降，进而使土层中孔隙水压力降低，颗粒间有效应力增加，导致地层压密，造成地面沉降，出现地址问题；另外在回灌过程中的回扬、水回路中产生的负压和沉砂池，都避免不了外界空气与地下水接触，导致地下水氧化等，造成水质问题。

在使用过程中必须严格控制地下水开采量，防止地层坍塌，施工前必须进行严格的地质勘探，在容易引起坍塌的地址条件下现在使用地下水源热泵。

地下水源热泵系统应尽量减少地下水与空气的接触，并对回路中所用器材作防腐处理，这样可以减轻空气对地下水的氧化程度。

（3）土壤源热泵热泵我国北方地区，冬夏两季采暖、空调时间不一致，土壤源热泵的使用会导致冬季从土壤中的吸热量大于夏季向土壤的排热量，进而出现土壤的冷热不平衡，长期使用会使土壤温度逐年降低；相反在南方则会使岩土温度升高。

即在供热、供冷不平衡的地区长期使用土壤源热泵，将会破坏地层原有的温度环境。

解决方案是对存在冬夏两季从土壤中吸取排放热不平衡的地区，应对地源热泵系统辅以其他冷热源。

比如在北方地区，冬季可以辅以锅炉或太阳能集热器来平衡埋管换热器向土壤多吸取的热量；在南方，平衡夏季向土壤排热量可以采用辅助冷却塔散热，或利用建筑周围的景观喷泉或地表水来消除峰值负荷。

2.地源热泵工程中采用的地热换热器根据其埋管方式的不同可分为几种类型？不同的埋管方式有什么特点？答：根据其埋管方式的不同主要分为水平埋管和垂直埋管两种方式。

空气源热泵系统原理空气源热泵系统是一种利用空气作为热源或冷源的热泵系统。

它可以在冬季将室外的低温空气中的热量转移到室内，提供暖气；在夏季将室内的热量转移到室外，提供制冷。

相比传统的电暖器和空调，空气源热泵系统具有更高效、更节能、更环保等优点。

空气源热泵系统由室外机组和室内机组两部分组成。

其中，室外机组包括压缩机、换热器、膨胀阀和控制系统等组件；室内机组包括换热器、风扇和控制系统等组件。

在冬季，当室外温度较低时，空气中的水分会凝结成霜或冰。

为了避免这种情况，空气源热泵系统采用了除霜技术。

当霜或冰层达到一定厚度时，控制系统会启动除霜程序。

此时，压缩机停止工作，而换向阀使制冷剂流经蒸发器变为高温高压状态，在蒸发器表面产生高温高压气体，使霜或冰层融化，将水分排出系统外。

空气源热泵系统的制冷循环过程如下：1.制冷剂在蒸发器内受热汽化，吸收室内的热量，使室内温度下降。

2.制冷剂在压缩机内被压缩成高温高压气体，释放出吸收的热量。

3.高温高压气体通过换热器和膨胀阀后变成低温低压液体，回到蒸发器内继续循环。

空气源热泵系统的供暖循环过程与制冷循环过程相似，只是换向阀会调整制冷剂流动方向。

在供暖循环中，制冷剂会从室外机组的蒸发器中吸收外界空气中的热量，并将其释放到室内机组的换热器中。

通过这种方式，空气源热泵系统可以将室外空气中微弱的热能转化为足够的供暖能量。

需要注意的是，在极端低温下（通常在-15℃以下），空气源热泵系统的效率会下降，因为它需要从非常低的温度中提取热量。

此时，需要采用其他形式的加热方式来补充空气源热泵系统。

总之，空气源热泵系统利用空气作为热源或冷源，通过制冷剂在蒸发器和压缩机中的循环流动实现了室内温度的调节。

它具有高效、节能、环保等优点，在未来将成为家庭供暖和制冷的主流方式之一。