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空氣源熱泵熱水器除霜方法
更新日期:2017年12月8日  瀏覽次數(shù):次   字體【 】  收藏此頁
空氣源熱泵熱水器其主體是熱泵系統(tǒng),以電能作為驅(qū)動力,利用制冷劑吸收環(huán)境中的低品位熱能,在熱泵循環(huán)中通過換熱器將該部分熱量傳遞給水來制取熱水,最后將熱水通過水循環(huán)系統(tǒng)送人用戶。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,將冷凝器內(nèi)充滿水,待水溫上升到滿足使用要求后,即可以從冷凝器上部出水口放出熱水使用,下部進水口則自動補充冷水,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)加熱后由上部出來回到貯水箱,經(jīng)過這樣不斷重復(fù)的循環(huán),貯水箱里的水溫逐漸升高。

國內(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)下運行制熱,室外運行環(huán)境惡劣,當(dāng)室外換熱器(制熱時起蒸發(fā)器作用)表面溫度低于空氣露點溫度且小于0℃時,室外換熱器表面會結(jié)霜,影響制熱效果和運行,霜與冰的形成和影響因素比較復(fù)雜,國內(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)需要除霜時停止運行一定時間,利用周圍環(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,這是一種最簡單的方法。融霜結(jié)束后,重新啟動制冷系統(tǒng)進行工作。此除霜方式最大的優(yōu)點在于方法簡單,且不消耗額外的能量。但這種除霜方式存在一定的缺陷,除霜時間越長則熱量損失越多,導(dǎo)致熱泵制熱效率下降。空氣源熱泵熱水器的蒸發(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℃以下,無法采用此種方式進行除霜。

水沖霜:水沖霜是在冷卻盤管、肋片表面淋水以加熱管道。即使對于大容量盤管也能在很短的時間內(nèi)把霜除去,但此種除霜方式對水資源的浪費較大,在北方地區(qū)溫度較低時,當(dāng)淋水溫度過高時,淋水時產(chǎn)生的熱蒸汽會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把余水除凈,反而會在下一除霜進程中加快結(jié)霜的速度。

熱氣除霜:熱氣除霜是將壓縮機排氣通人蒸發(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)機上。電熱元件附在翅片上。化霜時,壓縮機和冷風(fēng)機風(fēng)扇停止運行,關(guān)閉電磁閥,電加熱器開始供電加熱化霜。化霜結(jié)束后,壓縮機啟動運行,加熱繼電器停止給電加熱器供電,電磁閥打開,制冷劑進入蒸發(fā)器。電加熱除霜具有系統(tǒng)簡單、除霜完全、實現(xiàn)控制簡單的優(yōu)點,在小型裝置上廣泛采用,但缺點是耗電多,不宜在大型裝置上采用。

國內(nèi)空氣源熱泵熱水器生產(chǎn)廠家常用的除霜方法:

目前,國內(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)器盤管上安裝溫度傳感器,通過檢測室外盤管溫度來判斷是否結(jié)霜。另一種是通過檢測冷凝器盤管溫度與室溫(或水溫)的差值來判斷室外蒸發(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,盤管溫度下降,當(dāng)檢測到冷凝器盤管溫度與室溫(或水溫)的差值低于一定值時,可以判斷室外換熱器結(jié)霜較嚴重。

除霜時啟動換向除霜程序,四通換向閥動作,改變制冷劑的流向,讓機組由制熱運行狀態(tài)轉(zhuǎn)為制冷運行狀態(tài),壓縮機排出的高溫氣體通過四通閥切換至室外換熱器中進行融霜,當(dāng)室外盤管溫度上升到某一溫度值時,結(jié)束除霜。

此種除霜方式,會影響到空氣源熱泵熱水器的供水,即在除霜期間,無法為用戶提供有效水溫的熱水,同時,經(jīng)過除霜后,原有的熱水溫度會降低,從能量角度講,這種除霜過程的損失相當(dāng)于兩倍除霜時間的停機,經(jīng)測算,會使機組的供熱量下降l0%左右。并且,四通閥頻繁換向會影響其可靠性及壽命。

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