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空气源热泵系统常用除霜方法及其优缺点

时间:2021-04-16 14:01:54 点击:387 次 来源:洛阳智慧能源工程
       在供热、制冷系统中,结霜是一种普遍现象。当空气中的水蒸气接触到温度低于空气露点温度的表面时,就会发生相变结霜现象。由于空气源热泵冬季采用空气作为热源,所以,随着室外温度的降低其蒸发温度也随之降低,蒸发器表面温度随之下降甚至低于0℃。此时,当室外空气在流经蒸发器被冷却时,其所含的水分就会析出并依附于蒸发器表面形成霜层。结霜会影响空气源热泵系统的传热作用,并且增加能量耗损,因此需要及时清除。下面,小编为大家简单讲述一下空气源热泵系统常用除霜方法以及各种除霜方法的优缺点吧。

  一、自然除霜及优缺点


  当空气源热泵系统需要除霜时停止运行一定时间,利用周围环境中的热量,使蒸发温度恢复到0℃以上,将结在换热器表面的霜层融化掉,是很简单的一种除霜方法。融霜结束后,重新启动制冷系统进行工作。

  优点:

  方法简单,不消耗额外的能量。

  缺点:

  除霜时间越长则热量损失越多,导致热泵制热效率下降。

  二、热气除霜及优缺点


  热气除霜是将压缩机排气通入蒸发器,利用排气的热量使其外壁积霜融化脱落,有些情况所使用的是热气的过热部分的热量,更多的情况是热气在蒸发器凝结,利用它的显热和潜热除霜。

  优点:

  霜层融化由内至外,更加彻底有效。

  缺点:

  能量耗损较大,且压缩机负荷较高。

  三、水冲霜及优缺点


  水冲霜是在冷却盘管、肋片表面淋水以加热管道,进而融化霜层。

  优点:

  对于大容量盘管可以在很短时间内除去霜层,除霜效率高。

  缺点:

  水资源浪费较多,且增大冷单元的传热热阻,影响传热效果。
空气源热泵系统

  四、逆循环除霜及优缺点


  逆循环除霜技术中,利用四通换向阀改变制冷剂流向,机组逆向运行,除霜能量来自于压缩机耗功和从室内吸收的热量,使制热状态变为制冷状态,室外机变为冷凝器进行除霜。在除霜期间,压缩机排出的过热状态制冷剂蒸汽被送到室外机盘管进行融霜。当融霜完成后,热泵运行再次逆转,重新开始供热,从而达成除霜的目的。

  优点:

  这种方法不需要附加其它设备,除霜时间短。

  缺点:

  但是在除霜运行时,需要从建筑物内吸热,降低了室内环境舒适性,换向阀需频繁换向,易磨损且噪音较大,系统参数变化较大,并且在压缩机停止供热后,室内温度降低,对舒适度的影响较大。所以,目前多以实验研究为主。

  五、热气旁通除霜及优缺点


  在热气旁通除霜技术中,通过不改变制冷剂流向,使压缩机排出的高温气体通过旁通管路从而直接流向蒸发器进行除霜。

  优点:

  运用该种除霜方法时,四通阀不需要进行换向,融霜电磁阀进行开启,关闭风机,压缩机排气经旁通管路至室外机入口进行放热除霜,融霜后的制冷剂通过四通换向阀进入气液分离器,之后被压缩机吸入。提高了室内舒适性,减少了系统压力的变化,并且除霜结束后能立刻进行制热。

  缺点:

  但是热气旁通除霜的能量还是来自于压缩机,除霜过程能量损耗较大,除霜时间比逆循环要长,而且在除霜过程中会导致压缩机吸气压力升高,排气温度升高,压缩机的工作状态改变,对系统的正常使用不利。

  六、蓄能除霜及优缺点


  空气源热泵蓄能除霜是将蓄热技术和除霜技术有机结合的一种新系统。通过在传统的空气源热泵中增设蓄热器,将热泵运行时的部分余热贮存起来,作为热泵除霜的低位热源,解决传统除霜能量主要来源于压缩机问题,从而提高了机组运行的稳定。在蓄能除霜方式,四通阀换向,在系统中增加蓄热装置,此时,蓄能换热器作为蒸发器,除霜时蓄能装置为蒸发器提供能量来化霜。

  优点:

  相比于传统的空气源热泵除霜的工况,蓄能除霜方式中供水温度稳定,保证了室内的热舒适性,系统的可靠性提高,并且蓄能除霜能够提供相对较好的除霜热源,缩短了除霜时间,而且恢复时间比较短,相比其它方法更有优越性。

  缺点:

  除霜效果受蓄热量的影响,如果蓄热量不够则会导致除霜不彻底。

  七、电加热除霜及优缺点


  该除霜方式是在室外换热器表面安装电热丝,利用电热丝通电发热除霜。多用在翅片管式冷风机上。电热元件附在翅片上。化霜时,压缩机和冷风机风扇停止运行,关闭电磁阀,电加热器开始供电加热化霜。化霜结束后,压缩机启动运行,加热继电器停止给电加热器供电,电磁阀打开,制冷剂进入蒸发器。

  优点:

  电加热除霜具有系统简单、除霜彻底、实现控制简单的优点,在小型装置上广泛采用。

  缺点:

  缺点是耗电多,消耗高品位能源,不宜在大型装置上采用。而且电加热除霜的热量一部分散发到大气中,使得能耗大大增加,而且电热丝的使用寿命有限,存在一定的安全隐患。

  关于空气源热泵系统常用除霜方法及其优缺点的介绍如上所述,空气源热泵系统的除霜方法很多,且各有利弊,在除霜时要考虑实际条件和需求选择合适的方法。洛阳智慧能源在空气源热泵工程设计方面有丰富经验,为广大客户提供优质的设计安装服务,欢迎有需要的客户致电咨询。
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