空氣源熱泵熱水機(jī)組其主體是熱泵系統(tǒng)，以電能作為驅(qū)動(dòng)力，利用制冷劑吸收環(huán)境中的低品位熱能，在熱泵循環(huán)中通過(guò)換熱器將該部分熱量傳遞給水來(lái)制取熱水，最后將熱水通過(guò)水循環(huán)系統(tǒng)送人用戶(hù)。水的加熱方式有兩種，一種是直接利用冷凝器的殼體作為貯水容器，使用時(shí)，將冷凝器內(nèi)充滿(mǎn)水，待水溫上升到滿(mǎn)足使用要求后，即可以從冷凝器上部出水口放出熱水使用，下部進(jìn)水口則自動(dòng)補(bǔ)充冷水，這種方法適用于小型的家用熱水器。另一種方式是在冷凝器的一側(cè)設(shè)一個(gè)較大的貯水箱，貯水箱的水不斷由水泵送入冷凝器的下部，經(jīng)加熱后由上部出來(lái)回到貯水箱，經(jīng)過(guò)這樣不斷重復(fù)的循環(huán)，貯水箱里的水溫逐漸升高。
國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的除霜方法分析：
空氣源熱泵熱水器在低溫狀態(tài)下運(yùn)行制熱，室外運(yùn)行環(huán)境惡劣，當(dāng)室外換熱器(制熱時(shí)起蒸發(fā)器作用)表面溫度低于空氣露點(diǎn)溫度且小于0℃時(shí)，室外換熱器表面會(huì)結(jié)霜，影響制熱效果和運(yùn)行，霜與冰的形成和影響因素比較復(fù)雜，國(guó)內(nèi)外關(guān)于常壓下結(jié)霜的傳熱傳質(zhì)性能的研究已經(jīng)比較多。目前，國(guó)內(nèi)的熱泵系統(tǒng)除霜方式主要有以下幾種方式。
自然除霜：即當(dāng)系統(tǒng)需要除霜時(shí)停止運(yùn)行一定時(shí)間，利用周?chē)h(huán)境中的熱量，使蒸發(fā)溫度恢復(fù)到O℃以上，將結(jié)在換熱器表面的霜層融化掉，這是一種最簡(jiǎn)單的方法。融霜結(jié)束后，重新啟動(dòng)制冷系統(tǒng)進(jìn)行工作。此除霜方式最大的優(yōu)點(diǎn)在于方法簡(jiǎn)單，且不消耗額外的能量。但這種除霜方式存在一定的缺陷，除霜時(shí)間越長(zhǎng)則熱量損失越多，導(dǎo)致熱泵制熱效率下降�？諝庠礋岜脽崴鞯恼舭l(fā)器多以露天放置為主，在北方溫度較低的地區(qū)，冬季溫度大多能夠到達(dá)℃以下，無(wú)法采用此種方式進(jìn)行除霜。
水沖霜：水沖霜是在冷卻盤(pán)管、肋片表面淋水以加熱管道。即使對(duì)于大容量盤(pán)管也能在很短的時(shí)間內(nèi)把霜除去，但此種除霜方式對(duì)水資源的浪費(fèi)較大，在北方地區(qū)溫度較低時(shí)，當(dāng)淋水溫度過(guò)高時(shí)，淋水時(shí)產(chǎn)生的熱蒸汽會(huì)在用冷單元的表面上結(jié)露或結(jié)冰，增大冷單元表面的傳熱熱阻。并且，在淋水后如果不能及時(shí)把余水除凈，反而會(huì)在下一除霜進(jìn)程中加快結(jié)霜的速度。
熱氣除霜：熱氣除霜是將壓縮機(jī)排氣通人蒸發(fā)器，利用排氣的熱量使其外壁積霜融化脫落，有些情況所使用的是熱氣的過(guò)熱部分的熱量，更多的情況是熱氣在蒸發(fā)器凝結(jié)，利用它的顯熱和潛熱除霜。熱氣除霜的優(yōu)點(diǎn)在于霜層融化由內(nèi)至外。
電加熱除霜：電加熱除霜是用電加熱提供化霜熱，多用在翅片管式冷風(fēng)機(jī)上。電熱元件附在翅片上。化霜時(shí)，壓縮機(jī)和冷風(fēng)機(jī)風(fēng)扇停止運(yùn)行，關(guān)閉電磁閥，電加熱器開(kāi)始供電加熱化霜。化霜結(jié)束后，壓縮機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，加熱繼電器停止給電加熱器供電，電磁閥打開(kāi)，制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器。電加熱除霜具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、除霜完全、實(shí)現(xiàn)控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，在小型裝置上廣泛采用，但缺點(diǎn)是耗電多，不宜在大型裝置上采用。
國(guó)內(nèi)空氣源熱泵熱水器生產(chǎn)廠(chǎng)家常用的除霜方法：
目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)空氣源熱泵熱水器生產(chǎn)企業(yè)主要采用熱氣除霜方法，具體為逆循環(huán)除霜和熱氣旁通除霜。
逆循環(huán)除霜：一種是在室外蒸發(fā)器盤(pán)管上安裝溫度傳感器，通過(guò)檢測(cè)室外盤(pán)管溫度來(lái)判斷是否結(jié)霜。另一種是通過(guò)檢測(cè)冷凝器盤(pán)管溫度與室溫(或水溫)的差值來(lái)判斷室外蒸發(fā)器是否結(jié)霜，即當(dāng)室外蒸發(fā)器結(jié)霜后，其換熱效率降低，導(dǎo)致冷凝器換熱量下降，盤(pán)管溫度下降，當(dāng)檢測(cè)到冷凝器盤(pán)管溫度與室溫(或水溫)的差值低于一定值時(shí)，可以判斷室外換熱器結(jié)霜較嚴(yán)重。
除霜時(shí)啟動(dòng)換向除霜程序，四通換向閥動(dòng)作，改變制冷劑的流向，讓機(jī)組由制熱運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為制冷運(yùn)行狀態(tài)，壓縮機(jī)排出的高溫氣體通過(guò)四通閥切換至室外換熱器中進(jìn)行融霜，當(dāng)室外盤(pán)管溫度上升到某一溫度值時(shí)，結(jié)束除霜。
此種除霜方式，會(huì)影響到空氣源熱泵熱水器的供水，即在除霜期間，無(wú)法為用戶(hù)提供有效水溫的熱水，同時(shí)，經(jīng)過(guò)除霜后，原有的熱水溫度會(huì)降低，從能量角度講，這種除霜過(guò)程的損失相當(dāng)于兩倍除霜時(shí)間的停機(jī)，經(jīng)測(cè)算，會(huì)使機(jī)組的供熱量下降l0％左右。并且，四通閥頻繁換向會(huì)影響其可靠性及壽命。
熱氣旁通除霜：不改變制冷劑的流向，機(jī)組在除霜過(guò)程中保持制熱工作狀態(tài)不變，壓縮機(jī)排出的高溫氣體直接旁通一部分至室外換熱器中進(jìn)行融霜。此種除霜方式由于高壓側(cè)冷媒的熱量還是來(lái)自于蒸發(fā)器中吸收的熱量，當(dāng)氣溫較低，除霜不夠快時(shí)，將沒(méi)有足夠熱量吸收，會(huì)使主機(jī)進(jìn)入保護(hù)性停機(jī)狀態(tài)。如采用簡(jiǎn)單的旁通之路，則易產(chǎn)生壓縮機(jī)液擊現(xiàn)象。同時(shí)，在除霜過(guò)程中，因壓縮機(jī)的排氣量減少，會(huì)影響加熱熱水的效果，無(wú)法滿(mǎn)足正常熱水量的需求。
為了提高除霜效率，一些學(xué)者在除霜循環(huán)方式上進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一些新的除霜循環(huán)方法。 |
