变频空气源热泵结霜工况动态运行特性的现场实测研究

空气源热泵结霜过程会恶化机组的运行性能,制约其长效运行,而变频空气热泵在结霜工况下运行时,由于机组自身的动态调节,表现出不同的运行特性。为探究变频空气源热泵在结霜工况下的动态运行特性,本文在标准融霜工况下,对变频空气源热泵从初始时高转速运行到稳定时低转速运行的动态调节过程进行了现场实测研究。测试结果表明:机组压缩机的降速调节会改善机组结霜程度,提升机组供热能效的效果,压缩机转速每降低1 rps,平均结霜速率会减小0. 01 g/(min·m2),结除霜过程总能效比能升高0. 02。测试共经历了5个结除霜循环,压缩机平均转速从77 rps逐渐降至57 rps,平均结霜速率降低了41%,结除霜过程总能效比提高了30%。本文研究可为变频ASHP在结霜工况下实际运行性能的优化提供参考。     

基于最佳除霜控制点的空气源热泵新型电流除霜控制方法开发与验证

空气源热泵室外风机电流随蒸发器结霜程度而变化,采用电流间接测霜具有成本低、灵敏和易于应用等优势.本文以开发适宜工程应用的高效除霜控制方法为目标,开展空气源热泵新型电流除霜控制方法研究.首先,通过人工环境室测试,系统分析了不同结霜工况下空气源热泵室外风机电流、风机电流增量、平均电流增长速率的变化规律,提出以风机电流增量为除霜控制参数,以平均电流增长速率为结霜工况判断依据;然后,基于最佳除霜控制点理论,确定不同结霜工况的最佳除霜控制阈值,开发除霜控制策略并应用于山东临沂市某实际供暖工程.测试结果表明,新型除霜控制方法能准确判断结霜工况,按需除霜,相比原厂除霜控制方法,机组除霜频次降低39.8％,能效提升12％.     

本刊时讯

国外采用两项先进控制技术提高热泵机组性能1.采用电子膨胀阀除霜循环控制空气源热泵在冬季供热时,室外换热器很容易结霜。因此要保证机组正常运行,必须对室外换热器表面进行除霜处理。     

空气源热泵结霜与除霜的研究现状

空气源热泵冷热水机组冬季运行时,空气侧换热器表面容易结霜,结霜将影响机组的供热能力。结合已有的研究结果,对空气源热泵在冬季制热运行时结霜的因素进行了分析,并介绍了目前常用及正在研究的除霜方法及除霜控制方法。     

温和高湿地区空气源热泵的供热性能测试分析

为研究空气源热泵结霜对机组性能的影响,本文针对温和高湿地区的VRV空调系统冬季供暖的结霜、除霜特性进行了现场测试,并重点分析了结霜对机组的耗功率,制热量以及COP的影响。通过与无霜供热模式下的运行性能相比,机组的制热量平均下降了38.5%,COP平均下降了35.6%。     

不同除霜周期对空气源热泵运行性能影响的实测研究

为探究不同除霜周期对空气源热泵运行性能的影响,并寻求不同结霜工况下的最佳除霜周期,针对北京地区4种不同结霜工况,分别采用5种不同除霜周期对机组进行实测研究。实测研究在环境温度-2.1～5.6℃(平均1.8℃)、相对湿度48%～88%(平均68%)、回水温度设定值40℃的运行工况下进行,结果表明:在同一结霜工况下,机组存在最佳除霜周期,在不同结霜工况下,机组的最佳除霜周期会发生变化;采用最佳除霜周期控霜时,名义结除霜损失系数为24%～36%,名义有效供热系数可达0.69～0.78,平均性能系数保持在2.06～2.30,机组运行性能显著优于其他除霜控制周期。     

空气源热泵除霜问题的研究现状及进展

对空气源热泵除霜相关问题的研究现状进行分析总结。主要介绍了空气源热泵逆循环除霜的除霜原理,并从实验和模型模拟两方面分析了当前空气源热泵除霜的性能研究。最后从室外环境参数、空气源热泵结构、室外换热器结构参数和表面特性3个方面介绍了空气源热泵延缓结霜的研究现状,并介绍了当前对除霜性能改进的常用方法。为空气源热泵除霜问题的进一步研究和应用提供了参考。     

低温空气源热泵的发展现状与关键技术指标

空气源热泵由于其低温适应性不高,导致机组制热效率下降,而在北方严寒和寒冷地区发展受到限制。通过对国内外学者在提高空气源热泵低温条件下运行性能所作的研究进行梳理和总结,可从压缩机性能和除霜技术两方面着手改善空气源热泵性能;归纳了在低温环境下提高压缩机性能和除霜控制方法及除霜技术;详细总结了热泵运行性能系数指标、结除霜指标和低温适应性三方面关键技术对空气源热泵运行性能的影响。     

室外换热器脏堵对空气源热泵夏季运行性能影响的实测研究

夏季室外换热器脏堵是空气源热泵在实际应用中最为常见的问题。为定量揭示脏堵对空气源热泵夏季运行性能的影响,本文对室外换热器分别处于脏堵和非脏堵下的两台空气源热泵机组进行了现场测试。在常温运行工况下,对比分析了脏堵和非脏堵下机组的运行特性和供冷特性,揭示了脏堵导致软故障下机组的性能劣化程度;在高温事故工况下,分析了脏堵导致硬故障下机组的高压停机事故特性。研究结果表明,在29~35℃常温运行工况下,脏堵导致机组的风量、压缩机吸排气温度及压力等运行特性参数分别出现11%~147%不同程度的劣化,压缩机功率升高13%~21%,制冷能力下降5%~18%,COP衰减18%~28%;在35~37℃高温事故工况下,脏堵导致机组发生高压停机事故,频率高达2.5次/h。本文研究对了解室外换热器脏堵导致的空气源热泵实际运行性能劣化与危害程度具有重要参考意义。     

变频空气源热泵多联机常规除霜特性

为了研究变频空气源热泵多联机的除霜性能,搭建了制冷剂为R410A的空气源热泵多联机系统实验台。在模拟室内外环境条件下进行了除霜特性实验研究,测量了除霜过程中系统压力、温度等参数,分析了多联机除霜过程中除霜时间、压力及频率等的变化。实验结果表明:除霜过程平均吸气压力为0.30MPa、室内机盘管最低温度为-26.4℃、除霜过程压缩机最高转速为90r/s。指出了制约多联机快速除霜的因素,提出了除霜的改进方法,为多联机系统除霜优化提供了指导。     

蓄热蒸发型空气源热泵实验研究

设计了一种带相变蓄热器的空气源热泵机组样机,并进行了实验研究和性能分析。该机组有3种运行模式:蓄热模式、放热模式、除霜模式。测试结果显示,在室外环境温度低至-30℃时,系统COP可达1.94,制冷量能够满足寒冷地区热用户的热量需求,压缩机排气温度为105℃。     

空气源热泵溶液除霜及冷冻再生技术研究

针对空气源热泵结霜/除霜导致机组制热性能衰减及可靠性低等问题,提出了一种基于溶液除霜和溶液冷冻再生的空气源热泵系统。基于溶液化学势理论,分析了溶液除霜和溶液冷冻再生的机理,设计了空气源热泵溶液除霜及冷冻再生系统,确定了除霜溶液的种类及应用浓度范围,并搭建了实验台。实验测试结果表明:在一个结霜/除霜周期内,溶液除霜及冷冻再生方式的平均制热性能系数及制热量较常规逆循环除霜方式分别提高了11.3%和16.5%,并能实现机组连续制热。     

空气源热泵在北京低温环境下运行性能的现场实测研究

本文针对北京市2010年1月出现的持续性低温、冰雪等罕见天气,对采用"喷液增焓技术"的空气源热泵机组进行了为期80 h的连续测试,从机组运行性能、供热性能以及供热效果等方面分析了机组的低温运行特性。研究结果显示,在室外空气平均温度为-11℃的条件下,系统平均COP可达2.21,末端供热需求可得到满足,但机组存在"无霜除霜"以及变频机组频繁启停等问题,影响了系统供热性能的稳定性,是今后需要解决的关键问题。     

并联毛细管小型二氧化碳热泵系统的除霜性能

空气源跨临界二氧化碳热泵系统具有较高的制热性能系数,但在蒸发器结霜工况下运行时,会出现供热量和性能系数下降的现象。介绍了一种以并联毛细管代替电子膨胀阀作为节流部件的热泵系统,并进行了除霜性能实验。实验结果表明:并联毛细管热泵系统的除霜效率略小于常规热泵系统,但是除霜过程较平稳,可实现连续制热,也无需对压缩机运行进行特别保护。不仅简化了除霜系统,也避免了机组除霜结束恢复制热时重启压缩机的困难。     

空气源热泵相变蓄能除霜方式的实验研究

以目前广泛使用的空气源热泵分体式房间空调器为研究对象,建立了空气源热泵相变蓄热逆循环除霜系统的动态实验台,对系统运行中的结霜过程进行描述,并对空气源热泵与蓄热器之间不同连接方式的除霜情况进行比较分析,总结得出了性能较高的蓄能除霜方式。     

增大蒸发器面积对延缓空气源热泵冷热水机组结霜的实验与分析

实验研究了增大室外蒸发器面积对空气源热泵冷热水机组蒸发温度的影响,通过对我国可应用空气源热泵地区主要代表性城市气象资料的整理分析,统计计算了未增大蒸发器面积和蒸发器面积增大一倍时,空气源热泵冷热水机组在各地区的结霜时间。结果表明,当室外蒸发器面积增大一倍后,空气源热泵冷热水机组的蒸发温度平均提高了约2.5℃;在空气源热泵运行季节内,机组在不同地区的结霜时间减少了5.21%～82.96%。     

中重度结霜下空气源热泵蓄热除霜实验研究

提出采用相变蓄热器(作为除霜工况时的主要低温热源)提高空气源热泵除霜能力.在中度、重度结霜工况下,对室外机换热器表面温度、相变材料温度、压缩机吸排气压力、室内机换热器表面温度随除霜时间的变化进行实验研究,以此评价采用相变蓄热器后空气源热泵的除霜能力.     

空气源热泵机组融霜性能研究现状

通过分析国内外专家学者对于空气源热泵机组结霜、抑霜和除霜的研究成果,归纳结霜机理,总结抑霜和除霜技术的特点,分析认为,数学模型分析与实验结果存在差异;针对换热盘管建模和实验较少;现有研究未能从根本上解决空气源热泵机组除霜的问题,有待进一步开展相关技术和设备应用研究。     

双工况直流变速空气源热泵控制研究

针对空气源热泵在多工况下压缩机频繁启停造成的能耗和压缩机直流变速控制在不同工况下良好的转换特性,通过研究,设计了满足空调和生活热水两种不同工况的直流变速控制空气源热泵。对机组的主要部件进行了分析并实施控制策略。通过机组的可行性实验,得出如下结论:机组双工况之间可自由切换,机组在制冷、制热工况下,不同的压缩机频率运行可满足使用负荷的需求,运行平稳、节能。     

空气源热泵在北京地区全工况运行的关键问题及应对策略

针对空气源热泵全工况运行所面临的结霜、除霜、低温运行、脏堵等关键问题,结合北京地区的实际工程案例,揭示了机组实际运行特性和供热(冷)特性劣化程度,分析了机组在供暖季与供冷季的整体运行性能。提出了高效抑霜、控霜、低温运行及脏堵诊断技术等相应解决对策,以期促进空气源热泵在北京地区实现全工况高效节能运行。