空气源热泵除霜技术的探讨

空气源热泵除霜技术的探讨
一、 结霜的原因。
空气源热泵冷热水机组在冬季制热正常运行时，由于其蒸发温度一定要低于环境温度，蒸发器表面的温度也将随之下降，甚至低于0℃且低于空气的露点温度时，当室外空管在风机驱动下流经盘管时，其空气中所含的水分就会析出，并附着在盘管表面上，形成霜层。随着霜层的形成和加厚，机组的性能将明显的下降。霜层的形成和影响因素比较复杂，但主要的有三个：冷却面、气流、时间。
冷却面：盘管表面与入口处空气之间的温差越大，结霜速度越快，结霜也越严重。
换热器的肋片间距：肋片间会因结霜而造成风道的堵塞，风道减小，蒸发温度下降，机组的制热效率将大大的下降。
沿气流方向的管排数：一般的说，管排数增多，会增大空气的阻力，减少空气流量，同时使气流在流经盘管时温度下降至露点温度以下的可能性增大，从而导致结霜速度加快，结霜量增多，因此，肋片管沿气流方向管排数不宜太多。
气流：实际的运行表明，当室外空气温度在-2℃至7℃，而相对湿度大于50%时，肋片盘管表面的结霜情况最为严重，空气相对湿度越大，盘管的结霜越严重。除了温度和湿度有影响外，气流的速度也是有影响的，气流速度降低，负荷会减少，蒸发温度快速下降，结霜速度加快，当气流速度增大，负荷会增大，蒸发温度快速上升，温差减小，降低结霜倾向。
时间：机组运行时间越长，结霜的可能性越大，且上一次开停周期中，停机越短，越可能加剧结霜的倾向。

二、 结霜对机组运行的影响。
1. 结霜对机组运行的影响主要有4点：
2. 肋片间通道堵塞，空气流动阻力大大增加，空气流量大大减少，换热量下降。
3. 增加了蒸发器的传热热阻，使换热性能下降。
4. 蒸发温度下降，造成压缩机的制热能力和效率急剧下降，运行工况变差整个系统性能随之下降，盘管表面温度和吸气压力不断下降，严重时结霜会逐渐延伸到压缩机缸头，使压缩机损坏。
三、 除霜技术的探讨。
目前应用的一些除霜方案有：
td1、 定时除霜法：为防止蒸发器严重结霜，影响机组的性能，定时进行除霜，但在设定时间时，往往考虑了最恶劣的工作环境条件，因此必然产生不必要的除霜动作。
td2、 时间-温度法：在时间量值上考虑了温度量值，比定时除霜法有进步，部分的考虑了机组工作环境温度的影响，但仍不能正确反映结霜对机组性能的影响，仍会出现多余的除霜运作，或者也会在需要除霜时而不发出除霜的信号。
td3、 空气压差除霜控制法：由于蒸发器表面结霜，会增大蒸发器两侧的空气压差，通过检测蒸发器两侧的空气压差，确定是否需要除霜，这种方法可以实现根据需要除霜，但在蒸发器表面有异物遮挡或严重积灰时，会出现误动作。
td4、 结霜时蒸发温度与大气温度的温差会加大，根据这一变化来控制除霜，反映了结霜后，机组工作特性产生的影响。但仅根据一个量的变化进行判断也会有误动作产生。
td5、 最佳除霜时间控制法：在认定最佳除霜时间的基础上，提出了根据最佳除霜时间的差异判断除霜控制是否正确，进而确定机组制热工作时间和除霜控制信号的发出。
td6、 最大平均制热量法控制除霜：以热泵机组能产生最大供热效果为目标来进行除霜控制，这一除霜方法具有理论意义，但实际实施有一定困难。
td7、 电热除霜：即在蒸发器管肋片上，嵌入电热丝或在肋片上穿入电热管。除霜周期由定时器定时间来控制。此方法效果可靠，不受环境温度的影响。但对电热元件绝缘要求高。
td8、 旁通热气除霜：机器正常运行时，除霜电磁阀关闭。除霜时，除霜电磁阀打开，旁通热气直接进入蒸发器化霜，除霜周期由定时间器来定。