空氣源熱泵熱水器的 主體是熱泵系統(tǒng)。它以電能為動(dòng)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(guò)換熱器將熱量傳遞給水,得到熱水,最后將熱水送出。水通過(guò)水循環(huán)系統(tǒng)輸送給用戶。有兩種加熱水的方法。一種是直接用冷凝器的外殼作為儲(chǔ)水容器。使用時(shí),冷凝器充滿水。待水溫升至達(dá)到使用要求后,可從冷凝器上部出水口排出熱水,下部進(jìn)水口自動(dòng)補(bǔ)充冷水。這種方法適用于小型家用熱水器。另一種方法是在冷凝器的一側(cè)安裝一個(gè)更大的儲(chǔ)罐。儲(chǔ)罐中的水由水泵不斷地送到冷凝器下部,加熱后從上部返回儲(chǔ)罐。經(jīng)過(guò)如此反復(fù)的循環(huán),儲(chǔ)罐中的水溫逐漸升高。
在國(guó)內(nèi)外已有的除霜方法的分析:
在空氣源熱泵熱水器 在低溫?zé)徇\(yùn)行。室外操作環(huán)境惡劣。當(dāng)室外換熱器表面溫度(制熱時(shí)起蒸發(fā)器作用)低于空氣露點(diǎn)溫度且小于0℃時(shí),室外換熱器表面會(huì)結(jié)霜,影響制熱效果和手術(shù)。霜冰的形成及影響因素較為復(fù)雜,國(guó)內(nèi)外對(duì)霜凍在常壓下的傳熱傳質(zhì)性能研究較多。目前國(guó)內(nèi)熱泵系統(tǒng)的除霜方式主要有以下幾種。
自然除霜:當(dāng)系統(tǒng)需要除霜時(shí),空氣源熱泵熱水器停止運(yùn)行一段時(shí)間,利用周圍環(huán)境的熱量,使蒸發(fā)溫度恢復(fù)到O℃以上,表面結(jié)霜換熱器熔化。這是最簡(jiǎn)單的方法。除霜完成后,重新啟動(dòng)制冷系統(tǒng)工作。這種除霜方式最大的優(yōu)點(diǎn)是方式簡(jiǎn)單,不消耗額外的能源。但是,這種除霜方式存在一定的缺陷。除霜時(shí)間越長(zhǎng),熱量損失越多。這導(dǎo)致熱泵加熱效率降低。空氣源熱泵熱水器的蒸發(fā)器大多放置在露天。在北方氣溫較低的地區(qū),
水沖洗:水沖洗是在冷卻盤(pán)管和肋片表面噴水加熱管道。即使是大容量的盤(pán)管,也可以在短時(shí)間內(nèi)除霜。但是,這種除霜方式是對(duì)水資源的浪費(fèi)。當(dāng)北方氣溫偏低,水溫過(guò)高時(shí),澆水時(shí)產(chǎn)生的熱蒸汽會(huì)在冷機(jī)組表面凝結(jié)或結(jié)冰,增加冷機(jī)組表面的傳熱阻力。單元。而且,噴水后如果不及時(shí)清除殘留的水,會(huì)在接下來(lái)的除霜過(guò)程中加速結(jié)霜的速度。
熱風(fēng)除霜:熱風(fēng)除霜是將壓縮機(jī)排氣打開(kāi)到蒸發(fā)器中,利用排氣的熱量使霜外壁融化脫落。在某些情況下,使用熱氣體的熱部分的熱量。更常見(jiàn)的是,熱氣在蒸發(fā)器中冷凝,其顯熱和潛熱用于除霜。熱氣除霜的優(yōu)點(diǎn)是霜層由內(nèi)而外融化。
電加熱除霜:電加熱除霜是通過(guò)電加熱提供除霜熱量,多用于翅片管式冷水機(jī)組。電加熱元件連接到翅片上。化霜時(shí),冷水機(jī)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),電磁閥關(guān)閉,電加熱器開(kāi)始供電加熱化霜。除霜后,壓縮機(jī)開(kāi)始運(yùn)行,加熱繼電器停止向電加熱器供電,電磁閥打開(kāi),制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器。電加熱化霜具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、化霜完全、控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于小型設(shè)備中。但是,它的缺點(diǎn)是耗電量大,不宜用在大型設(shè)備上。
國(guó)內(nèi)空氣源熱泵熱水器廠家常用的除霜方式:
目前國(guó)內(nèi)空氣源熱泵熱水器廠家大多采用熱氣除霜方式,具體為逆循環(huán)除霜和熱氣旁路除霜。
逆循環(huán)除霜:一種是在室外蒸發(fā)器盤(pán)管上安裝溫度傳感器,通過(guò)檢測(cè)室外盤(pán)管的溫度來(lái)判斷是否結(jié)霜。另一種是通過(guò)檢測(cè)冷凝器盤(pán)管溫度與室溫(或水溫)的差異來(lái)判斷室外蒸發(fā)器是否結(jié)霜。即室外蒸發(fā)器結(jié)霜時(shí),換熱效率降低,冷凝器的換熱量降低,盤(pán)管溫度降低。當(dāng)檢測(cè)到冷凝器盤(pán)管溫度與室溫(或水溫)的差值低于一定值時(shí),可判斷室外換熱器結(jié)霜較嚴(yán)重。
化霜開(kāi)始時(shí),啟動(dòng)換向除霜程序,四通換向閥動(dòng)作,改變制冷劑的流動(dòng)方向,使機(jī)組從制熱運(yùn)行狀態(tài)切換到制冷運(yùn)行狀態(tài)。壓縮機(jī)排出的高溫氣體通過(guò)四通閥切換到室外換熱器進(jìn)行除霜。當(dāng)室外盤(pán)管溫度上升到一定溫度值時(shí),除霜結(jié)束。
這種除霜方式會(huì)影響空氣源熱泵熱水器的供水. 即,在除霜過(guò)程中,不可能為用戶提供有效水溫的熱水。同時(shí),化霜后,原來(lái)的熱水溫度會(huì)降低。從能源的角度來(lái)看,這個(gè)除霜過(guò)程的損失相當(dāng)于兩倍除霜時(shí)間的停機(jī)。經(jīng)計(jì)算,機(jī)組的供熱量將減少10%左右。而且,四通閥頻繁換向會(huì)影響其可靠性和壽命。
熱氣旁路除霜:不改變制冷劑的流動(dòng)方向,機(jī)組在除霜過(guò)程中保持制熱狀態(tài)。壓縮機(jī)排出的高溫氣體直接旁通一部分到室外換熱器除霜。由于高壓側(cè)制冷劑的熱量仍然來(lái)自蒸發(fā)器吸收的熱量,當(dāng)溫度低,除霜不夠快時(shí),會(huì)出現(xiàn)吸熱不足,導(dǎo)致主機(jī)進(jìn)入保護(hù)性停機(jī)狀態(tài)。如果采用簡(jiǎn)單的旁路路徑,很可能會(huì)出現(xiàn)壓縮機(jī)吹液現(xiàn)象。同時(shí),在除霜過(guò)程中,隨著壓縮機(jī)排量的減少,影響熱水的加熱效果,
熱氣旁路除霜:不改變制冷劑的流動(dòng)方向,機(jī)組在除霜過(guò)程中保持制熱狀態(tài)。壓縮機(jī)排出的高溫氣體直接旁通一部分到室外換熱器除霜。由于高壓側(cè)制冷劑的熱量仍然來(lái)自蒸發(fā)器吸收的熱量,當(dāng)溫度低,除霜不夠快時(shí),會(huì)出現(xiàn)吸熱不足,導(dǎo)致主機(jī)進(jìn)入保護(hù)性停機(jī)狀態(tài)。如果采用簡(jiǎn)單的旁路路徑,很可能會(huì)出現(xiàn)壓縮機(jī)吹液現(xiàn)象。同時(shí),在除霜過(guò)程中,隨著壓縮機(jī)排量的減少,影響熱水的加熱效果,
為了提高除霜效率,有學(xué)者對(duì)除霜循環(huán)進(jìn)行了改進(jìn),提出了一些新的除霜循環(huán)方法。