空气源机组的除霜

    由于众所周知的原因，空气源的应用受到气候条件的约束，在热泵技术较为领先的日本曾有“采暖度日数HDD<3000”的推荐使用标准，在我国使用范围曾一度划定在长江中下游地区，目前指导工程设计的各种文献将冬季室外计算温度tw=-3ºC定作最低线。然而在过去的十多年其应用范围向北扩展的趋势是显而易见的，西安、郑州、烟台、北京等城市都多有应用。


    有研究者提出了计算空气―水热泵干湿工况转变临界湿度和结霜临界湿度的方法，建立了求解这两个临界相对湿度的空气源模型，求解出不同的出水温度和不同的空气温度下的这两个临界湿度值，绘制出使用空气―水热泵时的结霜区域和干工况区域。45ºC出水时，空气源机组运行时的结霜区域和干工况区域的分界线走向大致沿着拉萨―兰州―太原―石家庄―济南一线。此线以北区域空气源运行时，不会结霜；而此线以南，机组都存在不同程度的结霜。


    在空气源机组的结霜机理方面近些年也进行了相关的实验研究，研究结果表明，空气侧换热器结霜过程中，不仅霜的厚度发生变化，霜的密度也在变化，刚开始结霜时，结霜量主要是增加霜的厚度，而密度变化很小。随着时间的推移，霜的厚度增加减缓，而密度变化增加，而且霜的密度随着时间呈抛物线规律变化。研究结果表明，在不同的工况下，空气侧换热器的结霜情况是不同的。在空气温度一定时，相对湿度越大，结霜越严重，融霜的时间间隔越短；在空气相对湿度一定时，0ºC工况的结霜比-4ºC工况的结霜严重。

     低温条件下作制热运行时的除霜，就是为了防止因霜层积聚恶化蒸发器的换热过程。显然，空气源冷热水机组除霜控制方法的时间控制法是不符合霜厚度随时间的变化规律的。同样，许多生产厂家虽采用时间―温度控制法，但还是采用统一固定的除霜启动值和除霜时间值，因此由于空气温度、相对湿度的不同，结霜的厚度不同，除霜效果也就不一样。结霜规律的正确预测和掌握，才是保证除霜效果良好的前提。理想的除霜程序应该是既能在霜层积聚时及时除霜，又不在无霜时作无效除霜运行。

    目前常用的融霜方法除时间控制法、时间―温度控制法外，还有旁通除霜法、压差控制法，变频压缩机和电子膨胀阀的热泵机组的显热除霜法以及MP99电脑除霜、智能除霜、模糊除霜等等，研究可靠的有效除霜技术，是发展和推广家用空气源中央空调系统的关键技术。


    在生产厂家产品的样本中，热泵的制热量仅是标准工况下的瞬时热量，当盘管表面结霜时，机组效率迅速下降，因此，空气源机组冬季的制热量应根据室外空调计算温度修正系数和化霜修正系数，按下式进行修正：Q=q?K1?K2（式中，Q――机组制热量Kw；q――产品样本中的瞬时制热量Kw；K1――使用地区室外空调计算干球温度的修正系数，按产品样本选取；K2机组化霜修正系数，每小时化霜一次取0.9，二次取0.8）。