1、小組成員：張琦 吳辰希 譚琴 劉 賽風冷熱泵除霜方式及原理 風冷熱泵冷熱水機組作為中央空調的冷熱源，其優點是一機二用，在機組內部至少增加了一個四通換向閥，能做到制冷和制熱工況的切換，提高了機組的利用率。 制冷時，冷凝器采用風冷，省去了水冷冷水機組所需的冷卻水系統； 制熱時，采用熱泵運行方式，節能且無使用鍋爐造成的對環境的污染。結霜原因 風冷熱泵機組在冬季制熱運行時，其肋片盤管換熱器起蒸發器的作用，由于蒸發溫度較低，盤管表面的溫度也隨之下降，甚至低于0。當室外空氣在風機驅動下流經盤管時，其所含的水分就會析出并附著于盤管表面形成霜層。 空氣相對濕度越大，盤管結霜就越嚴重。在長江流域的氣候條件下，當

2、室外空氣的相對濕度小于50%時， 肋片盤管則很少會結霜。當室外空氣溫度低于-5時，隨著溫度進一步下降，空氣就趨于干燥，結霜減少。實際運行表明，當室外空氣溫度在-27，而相對 濕度大于50%時，肋片盤管的結霜情況最嚴重。結霜對風冷熱泵機組的危害01一、影響導熱熱阻 霜層增加了導熱熱阻，降低了蒸發器的傳熱系數。在結霜的早期，由于霜層增加了傳熱表面的粗糙度及表面積，使總傳熱系數有所增加，而隨著霜層增厚，導熱熱阻的影響逐漸成為影響傳熱系數的主要方面時，總傳熱系數又開始下降。二、影響空氣流量 霜層的增加加大了空氣流過翅片管蒸發器的阻力，降低了空氣流量，對蒸發器性能的這一影響是結霜負面影響的主要方面。除霜

3、方法 電加熱除霜換向法熱氟除霜法熱氟除霜的改進熱氣除霜法除霜方法及其原理電加熱除霜 電加熱法是最簡單的除霜方法。它的思路是在室外換熱器上安裝適當功率的電阻，當室外換熱器上積霜嚴重時，開啟電氣開關，電熱絲通電發熱融霜。 電加熱除霜電路控制中有融霜時間控制器，一個單刀雙擲開關和一個電動馬達，馬達帶動傳動齒輪進行記時。除霜方法及其原理電加熱除霜 制熱階段：在制熱運行工況下，單刀雙擲開關使供液電磁閥線圈得電，進行正常的制熱循環。從壓縮機出來的高溫高壓蒸汽進入室內冷凝器，液化為中溫高壓液體，通過膨脹閥節流，轉化為低壓低溫的汽液二相混合物，再經供液電磁閥進入熱泵的表面式換熱器中蒸發吸熱，最后轉化為低壓低溫

4、的汽體而被壓縮機抽回，從而完成一個制熱循環。除霜方法及其原理電加熱除霜除霜階段：當除霜時間到達時，單刀雙擲開關使供液電磁閥線圈失電斷開，壓縮機吸汽壓力下降，當降至壓力控制器的下限時，壓力控制器觸點跳開，制熱循環停止運行。而由于交流接觸器線圈的得電，使其觸點閉合電加熱絲通電加熱對蒸發器進行除霜霜。恢復制熱階段：融霜結束時，供液電磁閥線圈得電，恢復正常的制熱循環。三個階段在融霜時間控制器的作用下進行循環。除霜方法及其原理電加熱除霜缺點：增加自控元件，故障率較高 壓縮機停開頻繁，能耗大除霜方法及其原理 換向法 當室外換熱器有霜產生，影響正常的換熱效果時，利用熱泵雙向制冷制熱，可以通過四通換向閥將制熱

5、過程轉換成制冷過程，這樣熱泵從室內吸熱排到室外換熱器，以融化室外換熱器上的積霜。這種方法不需要附加任何設備，只需在需要除霜時讓四通換向閥動作即可。除霜方法及其原理 換向法缺點：（1）在除霜這段時間內，非但不能向室內提供熱量，反而會從室內吸收熱量，導致室內溫度下降，影響舒適性；（2）四通換向閥動作頻繁，噪音大且容易磨損；（3）對于功率較大的機組，由于其管徑較大，不能配備四通閥，還要專門設計帶有8個閥門的轉換管路。除霜方法及其原理熱氟除霜法 在制冷系統中從壓縮機的排氣口至冷凝器的管子間與供液電磁閥至冷風機的管子間接上一個雙穩態電磁閥，則可以利用壓縮機內高溫高壓的制冷劑（以氟化物為主）除霜。 待融霜

6、結束后，溫控器發出信號，雙穩態電磁閥關閉，融霜回路斷開，系統又回到制熱工況，完成一個融霜循環。 另外，為避免融霜完成后，壓縮機吸入高溫高壓氣體導致機體過熱，可在吸汽回路中加裝一個回熱器。除霜方法及其原理熱氟除霜法除霜方法及其原理熱氟除霜法原理：當感溫元件測定的溫度到達融霜溫度時，室外風機停轉，供液電磁閥關閉。同時，溫控器給雙穩態電磁閥施加一個反向脈沖電信號，雙穩態電磁閥打開，將制冷系統的高壓氣體（來自壓縮機）旁路并送給室外換熱器（即蒸發器），進行融霜。高溫高壓氣體在冷風機中放熱冷卻后被壓縮機吸回。此時，凝結在室外換熱器表面的霜層，由于受到來自表面換熱器內部的高溫高壓氣體放出的熱量加熱，在與金屬

7、表面的接觸處融化為水，其粘附力下降。霜層靠自身重量而掉入接水盤中，從接水盤的排水管排出。實現除霜目的。除霜方法及其原理熱敷除霜的改進熱氣除霜法 熱氣旁通除霜是通過旁通回路，將壓縮機的高溫排氣直接引入室外換熱器來除霜的。在除霜過程中，室內外換熱器風扇停止運行，除霜的熱量來源為壓縮機所消耗的電力和壓縮機殼體的蓄熱量兩部分。其基本原理和上面的熱氟除霜相似，只是其控制機構更加精確和復雜，能夠做到按需除霜，避免了過于頻繁的從壓縮機中抽氣，降低了壓縮機的效率。除霜方法及其原理熱敷除霜的改進熱氣除霜法 使用了一個氣液分離器，分離出的液體就保存在分離器中，氣體經過壓縮機再加熱后用來融霜。這樣隨著除霜的進行，液

8、態制冷劑連續不斷地返回到氣液分離器中，貯存在室外換熱器盤管內的制冷劑質量逐漸減少，使制冷劑的溫度逐漸上升，強化了除霜效果。除霜方法及其原理熱敷除霜的改進熱氣除霜法 每組翅片盤管設有一個熱氣旁通電磁閥和主電磁閥，除霜時相應的熱氣旁通電磁閥打開，主電磁閥關閉，利用排氣放出的熱量達到融霜的目的。融霜結束后，熱氣旁通電磁閥關閉，主電磁閥打開，該組翅片盤管正常運轉，即可進行下一組翅片盤管融霜。在整個除霜過程中，供熱和除霜同時進行，其除霜損失明顯少于四通閥換向反循環除霜方法。 與四通閥換向反循環除霜進行比較：除霜方法及其原理熱敷除霜的改進熱氣除霜法1)壓縮機液壓縮問題 四通換向閥換向時，使機組由制熱循環變

9、為制冷循環，系統的吸氣壓力和排氣壓力變化劇烈，對壓縮機及其它元件造成很大沖擊。同時在除霜開始時，由于水側換熱器的壓力突然變小，使除霜之前供冷凝器用的液體制冷劑大量返回壓縮機，容易造成壓縮機液壓縮。四通閥換向反循環除霜存在的可靠性問題：除霜方法及其原理熱敷除霜的改進熱氣除霜法 當進入除霜程序時，機組仍保持制熱工作循環，在壓縮機的排氣側分出一股高溫氣體進入需要除霜的空氣側換熱器，使高溫氣體在高于5發生相變放出潛熱達到除霜目的。 除霜后的制冷劑液體進入另外一側正常制熱的換熱器繼續蒸發，這樣，這部分制冷劑仍發揮了制熱的功效，蒸發后變為氣體避免了壓縮機因除霜造成的回液可能。在整個除霜過程中，由于避免了機

10、組制冷循環和制熱循環的相互轉換，壓縮機的吸、排氣狀態基本保持穩定，從而解決了四通閥換向反循環除霜存在的可靠性隱患。熱氣旁通除霜流程可靠性分析除霜方法及其原理熱敷除霜的改進熱氣除霜法除霜時間 根據有關文獻摘錄，發現除霜損失約占熱泵總能耗損失的10.2%，而由于除霜控制方法問題，大約27%的除霜功能是在翅片表面結霜不嚴重，不需要除霜的情況下進入除霜循環的。目前常用的一些方法，或多或少都存在一些問題，如發生多余的除霜動作，或需要除霜時不能及時發出信號等弊病存在。因此，要想真正達到節能的目的，除了選擇好的除霜方式外，還要設計出好的控制方法，準確判斷除霜時刻，并且及時發出除霜信號。確定除霜時刻的指標 第

11、二類以盤管的出風溫度作為控制指標，通常先設定一個臨界溫度t，當出風溫度低于這個溫度時，開始計時，若30分鐘后，溫度還是沒有回升，則認為積霜嚴重，開始除霜。這種方法可操作性強，但是經驗性太重，t的設置比較關鍵，t值太高，除霜頻繁，系統波動大，t值較低，則除霜不及時，積霜時間過長，同樣降低系統的效率。同時，不同的地區，不同的室外氣候條件，t值都要做相應的改動，不容易掌握。確定除霜時刻的指標 第三類以壓差作為控制量。當室外換熱器積霜嚴重時，會堵塞盤管，引起管道內壓力的增大：可是一般壓力儀表的測量精度不足，采用高精度的壓力元件則成本會增加很多。確定除霜時刻的指標 第四類以風機電流作為指標。因為當室外換熱器積霜嚴重時，風機的阻力增大，相應的表現在風機