基于平均性能最优的空气源热泵除霜控制方法的研究

本文选择空气源热泵机组的性能恶化点作为除霜的开始时刻,提出了一种基于平均性能最优的空气源热泵除霜控制方法。为验证该方法的可行性与适用性,采用四种不同的除霜方案对一台空气源热泵机组的除霜特性进行实验研究。针对不同的结霜工况条件,测量了翅片表面霜层厚度及机组输入功率、制热量等参数随时间的变化,并以此为基础分析了空气源热泵在整个结霜/除霜循环中的总耗功、总制热量以及平均COP的变化。实验结果表明:当空气源热泵机组选择以性能恶化点作为除霜开始时刻时,系统在整个结霜/除霜循环中的平均COP达到最大,即验证该除霜控制方法的可行性,能够用于空气源热泵机组的最佳除霜开始时刻控制。     

空气源热泵蒸发器表面霜层生长特性实验研究

在室外环境空气温度-15℃~5℃、相对湿度65%~90%范围内,对一台空气源热泵室外换热器表面霜层生长特性及热泵系统动态性能进行了实验研究。实验结果表明,翅片表面霜层厚度呈分段增长模式,在结霜初始段,霜层主要由粒状冰晶组成,并逐渐形成柱状冰晶,其厚度增长较快;在第二阶段为柱状冰晶主要在其半径方向生长,霜层厚度增长速度减慢;而在第三阶段,柱状冰晶主要在其高度方向生长,逐渐形成针状冰晶,霜层厚度增长速度迅速增大至第二阶段的3~5.8倍。对实验结果的分析表明,热泵机组性能恶化主要是由于蒸发器表面温度下降、霜晶形态变化引起霜层厚度快速增长及空气流动阻力增加导致风机流量下降三个因素之间形成的恶性循环所致,其中换热器表面温度下降引起的霜晶形态变化起到了至关重要的作用。