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℃和湿空气对应露在外温度时,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,研发好的抑霜除霜技术对于空气源热泵非常重要。
一、除霜技术
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;
(5)逆循环除霜。
其中,逆循环除霜和热气旁通除霜是空气源热泵常见的除霜方式。
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,由于电是一种高的品质能源,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广泛、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。
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