空氣源熱泵幾種常用的除霜方法

       空氣源熱泵是高效節(jié)能的環(huán)保型供熱裝置，通過(guò)消耗少量的高位能使環(huán)境空氣中的低品位熱能得到充分利用，具有無(wú)污染物排放的特點(diǎn)，符合生態(tài)供熱的理想模式。目前，空氣源熱泵在中小型建筑中的應(yīng)用日趨廣泛，在替代燃煤供熱等工程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。但其在低溫高濕環(huán)境下容易結(jié)霜，導(dǎo)致制熱量不足，制約著空氣源熱泵的發(fā)展。因此，提高除霜技術(shù)是推進(jìn)空氣源熱泵發(fā)展的必要條件。

       20世紀(jì)50年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在結(jié)霜機(jī)理、熱泵機(jī)組的除霜及其控制方法等方面做了大量的研究工作，指出了低位熱源不足是導(dǎo)致常規(guī)除霜綜合性能差的根本原因，為除霜方法的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。目前國(guó)內(nèi)外常用的除霜方法有逆循環(huán)除霜、熱氣旁通除霜和蓄能除霜法。以下對(duì)這三種除霜方法做簡(jiǎn)要介紹。

1.逆循環(huán)法

       除霜時(shí)，四通換向閥動(dòng)作，改變制冷劑流向，讓機(jī)組由制熱狀態(tài)轉(zhuǎn)化為制冷狀態(tài)，壓縮機(jī)排出的高溫氣體直接通到室外換熱器中進(jìn)行融霜?？梢钥闯鲞@種方法的除霜能量來(lái)自壓縮機(jī)耗功和從室內(nèi)吸收的熱量。在除霜啟動(dòng)時(shí)，制冷劑以液態(tài)存在與氣液分離器中，壓縮機(jī)只有將吸氣壓力拉得很低，才能將制冷劑閃發(fā)，造成融霜階段制冷劑流量很小，延長(zhǎng)了除霜時(shí)間。

2.熱氣旁通法
       除霜時(shí)，不改變制冷劑流向，機(jī)組保持制熱工作狀態(tài)不變，壓縮機(jī)排出的高溫氣體通過(guò)旁通管直接旁通一部分至室外換熱器進(jìn)行融霜。除霜的熱量來(lái)源為壓縮機(jī)所消耗的電力和壓縮機(jī)殼體的蓄熱量?jī)刹糠帧Ｖ档弥赋龅氖?，旁通除霜電磁閥的質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接關(guān)系到除霜時(shí)間。除霜時(shí)間增長(zhǎng)，耗功增大，除霜效果不佳。

3.蓄能除霜法

       蓄能除霜包括蓄熱水和相變材料蓄能等。相變蓄熱除霜是近年來(lái)提出的新的除霜方法。采用蓄能除霜模式除霜過(guò)程中，蓄能換熱器作為蒸發(fā)器，為除霜提供熱量。研究表明：蓄能除霜能夠提供相對(duì)較好的除霜熱源，縮短除霜時(shí)間，且恢復(fù)時(shí)間短，較之其他方法更有優(yōu)越性。缺點(diǎn)是初期投入成本高。

4.三種除霜方法的對(duì)比分析

張杰教授對(duì)以上三種除霜方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

表1 三種除霜方式比較

        從表中可以看出：逆循環(huán)除霜系統(tǒng)除霜時(shí)的排氣壓力較小。采用熱氣旁通除霜模式時(shí)，排氣壓力平均值為1.30MPa，基本能滿足機(jī)組的正常運(yùn)行需要。而蓄能除霜較其他兩種模式的排氣壓力有所增加，使冷凝溫度提高，傳熱溫差加大，更有利于除霜。