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空气源热泵几种常用的除霜方法

发布时间:2016-04-22 13:56:12  浏览次数:

空气源热泵几种常用的除霜方法

空气源热泵是高效节能的环保型供热装置,通过消耗少量的高位能使环境空气中的低品位热能得到充分利用,具有无污染物排放的特点,符合生态供热的理想模式。目前,空气源热泵在中小型建筑中的应用日趋广泛,在替代燃煤供热等工程中发挥着越来越重要的作用。但其在低温高湿环境下容易结霜,导致制热量不足,制约着空气源热泵的发展。因此,提高除霜技术是推进空气源热泵发展的必要条件。

20世纪50年代以来,国内外学者在结霜机理、热泵机组的除霜及其控制方法等方面做了大量的研究工作,指出了低位热源不足是导致常规除霜综合性能差的根本原因,为除霜方法的应用提供了理论依据。目前国内外常用的除霜方法有逆循环除霜、热气旁通除霜和蓄能除霜法。以下对这三种除霜方法做简要介绍。

1.逆循环法

 

除霜时,四通换向阀动作,改变制冷剂流向,让机组由制热状态转化为制冷状态,压缩机排出的高温气体直接通到室外换热器中进行融霜。可以看出这种方法的除霜能量来自压缩机耗功和从室内吸收的热量。在除霜启动时,制冷剂以液态存在与气液分离器中,压缩机只有将吸气压力拉得很低,才能将制冷剂闪发,造成融霜阶段制冷剂流量很小,延长了除霜时间。

2.热气旁通法

 

除霜时,不改变制冷剂流向,机组保持制热工作状态不变,压缩机排出的高温气体通过旁通管直接旁通一部分至室外换热器进行融霜。除霜的热量来源为压缩机所消耗的电力和压缩机壳体的蓄热量两部分。值得指出的是,旁通除霜电磁阀的质量优劣直接关系到除霜时间。除霜时间增长,耗功增大,除霜效果不佳。

热气旁通原理示意图.jpg

热气旁通原理示意图

3.蓄能除霜法

 

蓄能除霜法原理图.jpg

蓄能除霜原理图

蓄能除霜包括蓄热水和相变材料蓄能等。相变蓄热除霜是近年来提出的新的除霜方法。采用蓄能除霜模式除霜过程中,蓄能换热器作为蒸发器,为除霜提供热量。研究表明:蓄能除霜能够提供相对较好的除霜热源,缩短除霜时间,且恢复时间短,较之其他方法更有优越性。缺点是初期投入成本高。

4.三种除霜方法的对比分析

 

张杰教授对以上三种除霜方法进行了实验对比,实验数据如下:

三种除霜方式比较

除霜模式

除霜时间/s

除霜时排气压力平均值/Pa

室外侧换热器翅片表面温度/

室内机恢复正常供热时间/s

逆循环除霜

390

1.05

24.0

280

热气旁通除霜

510

1.30

23.5

210

蓄能除霜

270

1.55

30.0

120

从表中可以看出:逆循环除霜系统除霜时的排气压力较小。采用热气旁通除霜模式时,排气压力平均值为1.30MPa,基本能满足机组的正常运行需要。而蓄能除霜较其他两种模式的排气压力有所增加,使冷凝温度提高,传热温差加大,更有利于除霜。

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