空气源热泵机组除霜技术探讨.pdf

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空气源热泵机组除霜技术探讨荆楚理工学院王平☆华中科技大学董敬字武汉友信空调设备装饰工程有限公司董际鼎defrostingpump暖通空调HV&AC2010年第40卷第1期摘要分析了空气源热泵产品在北方地区应用受限制的原因。研究了空气源热泵产品的结霜条件、制热效率和性能系数等，提出了改进措施。研制了低环温型空气源热泵空调机组，测试数据表明，该机组在北方地区具有较好的制热效果。Discussiontechniqueforair-sourceheatunits目前，空气源制冷空调器已进入千家万户，远区的应用极其有限。笔者在空气源热泵产品的研制开发中，针对低温结霜问题，找到了一些解决方空气能是目前应用最广的可再生能源之一，在湿空气的比焓与环境温度和含湿量有关。从空气比焓都小于0。从表l可以看出，在标准大气kg，比焓为一6．07关键词空气源热泵空调热泵热水器低环境温度Wang远超过了太阳能和地热能产品的应用。但空气源热泵产品的应用受气候条件的限制，在长江以北地法。空气能应用优缺点分析制冷空调器和热泵热水器中应用尤其广泛。由于空气能产品受环境温度影响，其应用范围受到很大限制。特别是空气源热泵产品，几乎不能在长江以北地区使用。空气能的应用存在如下问题。1．1空气比焓随温度降低而降低图1可以看出，处于0℃等湿球温度线下方区域的压下，饱和湿空气0℃时的含湿量为3．78比焓为9．42kJ／kg；一10℃时的含湿量为1．60g／kJ／kg；一20℃时的含湿量为g／kg，比焓为一18．55kJ／kg。空气的比焓随温度的降低而降低。这是空气源热泵产品难以进onair·source1表1不同温度下饱和湿空气的含湿量和比焓g／kg，·123·ByPing★，DongJfngyuandDongJ1dtngAbstractAnalysesthelimitedapplicationofinnorthernChina．Studiesfrostingconditions，heatingefficiencycoefficientperformanceproposesimprovingmeasures．Developsunitlowenvironmentaltemperature，andresultsshowthathasgoodheatingeffectsnorthregion．Keywordspump。airconditioningheater，lowtemperature★dingchu0．63☆王平．女，1963年1月生。大学，学士，高级工程师，副教授448000湖北省荆门市长宁大道8号阳光家园岚光阁1单元102窀E-mail：wan91463(马163．oom收稿||期：2009—04-28一次修【cq：2009-07-13二次修回：2009—12—08testwaterUniversityTechnology，Jingmen，HubeiProvince，China(O)13972861704causesan
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·124·设备开发暖通空调HV&AC2010年第40卷第1期入北方寒冷地区的主要原因之一。1．2空气比焓随相对湿度的减小而降低表2给出了干球温度为27℃时空气比焓随相对湿度的变化情况。可见，相对湿度越低，湿空气空气中的含湿量低，即相对湿度低，故冬季北方地区空气的比焓相对南方地区低许多，这是空气源热1．3热泵机组换热器结霜对传热效果的影响空气中析出的水会凝固在蒸发器表面形成霜层，附热层，管内热量通过铜管、铝箔传给霜层，再由霜层的传热量只有铜的0．097％，大大降低了传热效果。根据空气流速的不同，强迫对流传热方式的传热量是自然对流传热方式的几倍、几十倍甚至几百倍。由于北方冬季空气温度平均低于0℃，结霜是空气源热泵产品难以进入北方地区的原因之三。1．4空气能获取容易，取之不尽空气能获取方便，且获取成本低。图2为空气源空调热泵热水器的工作原理。整个空调热泵热水器由1台压缩机，2个空气换热器，1个壳管式、板式或套管式换热器，1个节流系统，1台水泵和2台风机及所需管路系统组成，其结构简夏季，空气源空调热泵热水器吸收空气中的热内热空气热量“搬”到具有蓄热功能的水箱中加热水，满足提供日常生活热水的需要；另一方面，被冷却液化的制冷剂节流后流向室内机的蒸发器，吸收室内空气中的热量而蒸发，从而降低室内空气温系统中吸热和放热即“冷热双效应”都得到应用，综图3为空气源空调热泵热水器冬季向室内供的比焓越低。北方地区冬季不仅干球温度低，而且泵产品难以进入北方地区的原因之二。塑!!堡垦!兰当蒸发器表面温度低于水的凝固温度时，从湿着在管道和散热肋片上，增加肋片导热热阻；同时，霜层还使肋片间的空气流通截面变窄，在风机功率一定的情况下。阻力增大，风量减小，空气与霜层