空气源热泵除霜方法的研究现状及展望
空气源热泵除霜方法的研究现状及展望
空气源热泵除霜方法的研究现状及展望空气源热泵是一种利用室外空气中的热能加热室内环境的系统，可以用于取暖和热水供应。
然而，在使用过程中，空气源热泵面临着除霜问题。
因此，研究除霜方法成为了热泵技术的研究热点。
以下是空气源热泵除霜方法的研究现状及展望。
目前，空气源热泵的除霜方法主要有以下几种：1.周期性的逆转热泵周期：这种方法通过逆转制冷循环的工作过程，将表面冰层融化，并把融化水排出系统。
这种方法简单直接，但能耗较高。
2.电热除霜：在热泵蒸发器表面安装电加热器，通过加热使冰层融化。
这种方法较为常见，但能耗较高。
3.感应电热除霜：将热泵蒸发器表面加热片替换为线圈，通过感应加热的方式进行除霜。
这种方法能耗较低，但材料成本较高。
未来，对空气源热泵除霜方法的研究将继续深入。
以下是几个可能的展望：1.新型材料的应用：目前，电热除霜方法和感应电热除霜方法在能耗和成本方面存在一定的问题。
因此，研究者可以将目光投向新型材料的研发。
比如，通过设计特殊导热材料，提高蒸发器表面的热传导能力，从而加快除霜过程。
2.微创技术的应用：目前，空气源热泵的除霜方法大都需要停机进行操作，影响系统的正常运行。
因此，研究者可以探索微创技术的应用，例如利用微小的振动或者声波，直接作用于蒸发器表面，从而减少除霜时间。
3.智能控制系统的应用：目前，空气源热泵的除霜方法大多是基于定时或者温度的设定。
由于室外环境的变化，这种方法往往无法满足实际需求。
因此，研究者可以借助智能控制系统，结合室内外温度和湿度的实时监测数据，实现智能化的除霜控制。
总之，空气源热泵除霜方法的研究现状较为成熟，但在能耗和成本方面仍存在一定问题。
未来的研究可以探索新型材料、微创技术和智能控制系统的应用，从而实现更加高效和可靠的除霜方法。
空气源热泵除霜原理及除霜方式研究
空气源热泵除霜原理及除霜方式研究随着环保和节能意识日益提高，空气源热泵作为一种环保、高效、节能的供暖设备被越来越多的人所关注和使用。
在使用过程中，除霜是一个非常重要的问题，因为在低温环境下，空气源热泵容易结霜影响效率，甚至无法工作。
因此，本文将重点介绍空气源热泵除霜原理及除霜方式的研究。
一、空气源热泵除霜原理空气源热泵除霜的基本原理是将室外机表面结成的冰雪除去，使空气源热泵能够正常工作。
空气源热泵除霜的方法有三种：时间除霜、逆周期除霜、间歇除霜。
1. 时间除霜时间除霜是指空气源热泵在制热运行中定时启动除霜功能，一般设置在20~60分钟间隔，可以通过程序设定工作时间。
时间除霜的优点是简单易行，不需要多余的设备，只需通过程序设置即可。
但是时间除霜的不足之处在于不能根据室外温度的变化改变除霜间隔，如果室外温度过低，除霜间隔过短，容易影响热泵的正常运行。
此外，时间除霜在除霜期间不能进行制热，无法满足用户需要。
2. 逆周期除霜逆周期除霜是指在空气源热泵制热运行时，反向工作，将室外机的热量释放到室外，使室外机表面的冰雪融化。
逆周期除霜的优点在于它是根据室外温度的变化及时调整除霜间隔，避免了除霜时间过短或过长的问题，并且可以在除霜期间继续进行制热。
但是逆周期除霜需要使用阀门、电动阀等多余的设备，增加了设备的成本和维护难度。
3. 间歇除霜间歇除霜是指在空气源热泵制热运行时，当感应器探测到室外机表面出现冰霜时，立即启动除霜功能。
间歇除霜的优点在于它既可以根据室外温度的变化调整除霜频率，也可以避免除霜时间过长导致制热中断。
间歇除霜还可以根据不同的需求，选择合适的除霜频率和除霜时间，达到最佳的除霜效果。
但是间歇除霜同样需要使用阀门、电动阀等多余的设备，增加了设备的成本和维护难度。
二、空气源热泵除霜方式的研究除了上述三种常见的除霜方式外，随着技术的发展，还出现了一些新型的除霜方式：1. 离子风除霜离子风除霜是指通过发生器产生高能量的静电离子，将冷凝器和蒸发器表面的冰雪吹散。
空气源热泵除霜原理及除霜方式
06
结论与展望
对空气源热泵除霜原理及方式的总结
霜冻形成机制：在低温环境下，空气源热泵的蒸发器表 面容易结霜，影响热泵性能。结霜主要原因是空气中的 水蒸气在蒸发器表面冷凝成冰晶。
除霜方式
优点
能够根据实时数据动态调整除霜策略，提高能效和除霜效果。
缺点
需要复杂的控制系统和传感器，成本较高；对算法和数据处理能力 有一定要求。
每种除霜方式的优缺点比较
定时除霜方式优点在于简单可靠，成 本较低；缺点在于不能适应环境变化 ，可能导致能效降低。
VS
智能除霜方式优点在于能够根据实时 数据动态调整除霜策略，提高能效和 除霜效果；缺点在于需要复杂的控制 系统和较高的成本。综合来看，智能 除霜方式在整体性能上优于定时除霜 方式，但成本较高。在实际应用中， 可以根据空气源热泵系统的具体需求 和预算选择合适的除霜方式。
对比研究不同除霜方式的综合性能， 建立综合评价指标体系，为用户提供 实用参考。
开发自适应除霜控制系统，根据环境 条件、热泵型号及实时运行数据，自 动调整除霜策略以降低能耗。
探究新型除霜技术，如超声波除霜、 纳米材料辅助除霜等，进一步提升空 气源热泵在低温环境下的性能。
THANKS。
能耗增加
除霜过程中，热泵需要消耗更多的 电能以产生足够的热量用于除霜。
04
空气源热泵的除霜方式
定时除霜方式
原理
通过设定固定的时间间隔进行除 霜操作。
优点
简单易行，不需要额外的传感器 或控制系统。
缺点
无法适应不同环境和天气条件下 的除霜需求，可能导致能效降低
空气源热泵除霜原理及除霜方式
实验结果展示与对比分析
电热除霜
逆循环除霜
除霜效率较高，但能耗较大，温度恢 复时间较短。
除霜效率适中，能耗相对较低，温度 恢复时间较长。
其他除霜方式
根据实验数据，分析其他除霜方式的 效果，如热气旁通除霜、超声波除霜 等。在各种除霜方式中，电热除霜具 有较高的除霜效率，但能耗较大；逆 循环除霜在除霜效率和能耗之间取得 较好的平衡；其他除霜方式如热气旁 通除霜和超声波除霜等也具有各自的 特点。综合考虑，逆循环除霜方式在 实际应用中可能更具优势。
除霜过程中，室内机吹出冷风，影响室内 舒适度。
研究目的和意义阐述
提高热泵性能
通过研究除霜原理和改进 除霜方式，降低霜层对热 泵性能的影响，提高热泵
制热性能。
降低能耗
优化除霜控制策略，减少 不必要的除霜操作，降低
除霜能耗。
提高室内舒适度
改进除霜方式，减少除霜 过程中对室内舒适度的影
响。
02
结霜现象及其形成对系统性能影响小，除霜过程
平稳。
缺点
03
除霜速度慢，效果受环境因素影响大；可能导致热泵性能下降
，甚至无法正常工作。
逆向循环除霜法原理及改进策略
01 02
原理
通过改变制冷剂流向，使蒸发器变为冷凝器，利用压缩机排出的高温高 压气体对蒸发器进行除霜。除霜完成后，制冷剂流向恢复原状，系统继 续制热。
制冷剂循环
制冷剂在压缩机作用下压缩升温，将热量传递给室内空气或水，然后在冷凝器中冷凝放热，最后通过 膨胀阀降压回到蒸发器，完成一个循环。
除霜问题对热泵性能影响
热泵性能下降
霜层覆盖蒸发器表面，增加热阻，降低传 热效率，导致热泵制热性能下降。
能耗增加
空气源热泵机组除霜技术的现状与发展方向
风机反转法除霜
该方法是在换向除霜的基础上改进而来，即在 除霜过程中启用风扇反转，使其按反方向送风，强 制空气由非结霜侧进入风侧换热器并向结霜侧流 动，将被加热的空气吹向霜层而除霜。这种除霜方 式充分利用了风侧换热器的热量，依靠对流、导热、 辐射3种传热方式同时融霜，效率明显优于传统除 霜方式。同时，一定的风压还能促使霜壳瓦解脱离 换热器表面，对流换热的加入使得除霜过程进行得 迅速而彻底。但由于增加了中间继电器和压力开关 等器件，加大了生产成本。
热电除霜
通过在换热器上安装适当功率的电阻， 当蒸发器上霜层积累到一定程度时，开关开 启，电阻丝通电发热融霜。这一方法简单易 行，但从节能角度来看不可取。
逆循环除霜
一种是在蒸发器盘管上安装温度传感器，通过检测室外 盘管温度来判断是否结霜。另一种是通过检测冷凝器盘管温 度与室温（或水温）的差值来判断室外蒸发器是否结霜，即 当蒸发器结霜后，其换热效率降低，导致冷凝器的换热量下 降，盘管温度下降，当检测到冷凝器盘管温度与室温（或水 温）的差值低于一定值时，可以判断室外换热器结霜较严重。
空气源热泵机组除霜技术的现状与发展方向
空气源热泵的现状
目前，空气源热泵产品已经开始进入中国的千家万户。但由于蒸发器结霜问题未能得到很好地解 决，节能环保的空气源热泵产品在推广应用中受到了一定的限制，尤其是在北方地区。所以，能 否有效甚至是高效地除去结霜，是推广与应用空气源热泵产品的关键所在。
结霜机理
热泵除霜技术的发展方向
针对现有除霜技术效率低、不连续、成 本高等缺点，若要大力推广空气源热泵产品 在中国（特别是在北方地区）的应用，今后 的除霜技术就必须朝着节能环保、连续高效、 自动化等方向发展。
携手共进，齐创精品工程
Thank Y在正常工况下运行时，蒸发 器从周围空气中吸收热量，导致蒸发器翅片 表面温度降低。随着循环的进行，蒸发器翅 片表面温度继续降低，直至低于周围空气的 露点温度时，空气中的水蒸汽便在翅片表面 结露，若翅片温度低于0℃，其表面会出现结 霜现象。随着循环的继续进行，霜层会进一 步加厚，逐渐覆盖整个蒸发器。
空气源热泵蓄热除霜研究进展
第37卷,总第217期2019年9月,第5期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYVol.37,Sum.No.217Sep.2019,No.5空气源热泵蓄热除霜研究进展赵洪运1,2,邱国栋1,宇世鹏1(1.东北电力大学能源与动力工程学院,吉林吉林132012;2.青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司,山东青岛266101)摘要:蓄热除霜因舒适性好,可靠性高,近年来成为研究热点。
本文综述了近十年来蓄热除霜的发展历程,包括蓄热器的形式、蓄热材料的种类、蓄热和除霜过程制冷剂的流程及对应的供热、除霜效果等。
综述结果表明,无论哪种蓄热除霜形式,都具有良好的除霜效果、室内舒适度和节能性。
但是现有的蓄热除霜系统中,蓄热器功能较单一(只用于除霜),除霜时室内舒适性还有进一步提升的空间。
为此,本文在现有蓄热除霜技术的基础上,提出了一种带有快速制热功能的蓄热除霜系统,可进一步提高除霜过程的室内温度和舒适性,同时在开机时能更快的使室内温度达到设定值,并从理论和实验角度分析了该系统的优势。
关键词:空气源热泵;蓄热;除霜;相变;快速制热中图分类号:TU83文献标识码:A文章编号:1002-6339(2019)05-0429-06Review of Heat Storage Defrosting of Air Source Heat PumpsZHAO Hong-yun1,2,QIU Guo-dong1,YU Shi-peng1(1.School of Energy and Power Engineering,Northeast Electric Power University,Jilin132012,China;2.Qingdao Economic&Technology Development Zone Haier Water-Heater Co.,Ltd.,Qingdao266101,China)Abstract:Heat storage defrosting is a research hotspot in recent years because of better indoor comfort and stability.This paper reviews the development of thermal storage defrosting in the past decade,inclu⁃ding the form of regenerators,the types of regenerative materials,the flow of the refrigerant during the heat storage and defrosting process,the corresponding heating and defrosting effects.The results demon⁃strate that all forms of heat storage and defrosting have a good defrosting effect,indoor comfort,and ener⁃gy saving.Nevertheless,the function of regenerator is simple relatively(heat is used only for defrosting), the indoor comfort can be further improved in the course of defrosting for the existing heat storage defros⁃ting system.In this respect,this paper presents a thermal defrosting system with fast heating based on the existing thermal defrosting technology,which can further improve the indoor temperature and comfort of the defrosting process.Meanwhile it is fast that the indoor temperature reaches set value after startup. The advantages of the system are analyzed from a theoretical and experimental perspective.Key words:air source heat pump;heat storage;defrosting;phase change;fast heating收稿日期2018-10-30修订稿日期2019-03-10基金项目:吉林省科技厅重大科技招标专项(20160203007SF);吉林市科技创新发展计划项目(201750221);吉林省教育厅“十三五”科学技术研究项目(JJKH20180433KJ)作者简介:赵洪运(1995~),男,本科,助理工程师,主要从事家用热泵热水器的研发工作。
空气源热泵除霜方法的研究现状及展望
机组蒸 发温 度下 降 、 制热 量 下降 、 风机 性能 衰减 等不
良后果 。因此 ， 对空气 源热泵机组 室外换热器 进行周 期性 除霜 ， 对提高 空气源热泵在低 温高湿 环境下制热 性能及供热稳定性是十分必要的 。
电热 除霜法直接利用 电能产生热 能进行 除霜 ， 该 方法 把 电阻式加 热元 器件 安装 在室外 翅 片管换 热 器 上 ，一般适用于小型家用空调器。电加热元器件有 三 种布置方式 ：一是电加热器件放置在换 热器端部。二
霜层 的热力 除霜法 ， 该类方 法又可细分 为直接利 用 电
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ － １ １ － １ ５ 作者 简介 ： 孙 家正（ １ ９ ９ ２ ～） ， 男， 硕士研 究生； 南京 市孝 陵卫 ２ ０ ０号南京理工大学能源 动 力工程学 院（ ２ １ ０ ０ ９ ４ ） ； Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｓ ｕ ｎ ｊ ｚ ６ ６ ６ ＠ｌ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
ｐ ｕ ｍｐ
空气 源热泵处 于制热工况运行 时 ， 当其室外换 热
器表面温度低 于 ０℃， 且低 于室外 空气 的露点温度时 ， 换热器表面就会结霜。霜层 的形成减少 了通过室外换 热器 的空 气流量 ， 增加 了制冷剂 与室外 空气之 间 的传
热热 阻 ， 使 得室外 换热 器的传 热过 程 恶化 ， 最 终 造成
第３ ６卷 第 ８期
２ ０１ ７年 ８月
建 筑 热 能 通 风 空 调
Ｂｕ ｉ ｌ ｄｉ ｎ ｇ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ＆ Ｅｎ ｖｉ ｒ ｏ ｎｍｅ ｎｔ
Ｖ０ １ ． ３ ６ Ｎｏ ． ８ Ａｕ ｇ ．２ ０１ ７． ４２－ ４６
文章 编 号 ： １ ０ ０ ３ — ０ ３ ４ ４ （ ２ ０ １ ７） ０ ８ — ０ ４ ２ — ６
空气源热泵延缓结霜及除霜方法研究共3篇
空气源热泵延缓结霜及除霜方法研究共3篇空气源热泵延缓结霜及除霜方法研究1近年来，空气源热泵作为一种新型能源被广泛运用于房屋供暖、制冷以及热水供应领域。
然而，在使用过程中，热泵室外机会因为低温和湿度而出现结霜的问题，导致热泵的运行性能和效率受到严重影响。
因此，研究空气源热泵的延缓结霜及除霜方法显得相当重要。
一、空气源热泵的结霜原因空气源热泵的冷凝器室外风扇会吸入外界的空气，将冷媒的热量通过换热器散发到外界，同时将空气中的水蒸气也带入冷凝器中。
当冷凝器表面温度小于空气中的露点温度时，水蒸气就会在冷凝器表面凝结成霜或冰。
长时间的结霜会导致热泵的效率降低，甚至会损坏设备。
二、空气源热泵结霜的解决方法1.升高室外空气温度：增加热泵的室外机的温度可以大大减少结霜的产生。
可以通过将室外机安装在遮挡物下、加装遮阳板等方式升高温度。
2.排水系统的修复：检查排水系统中是否存在堵塞或者破损的情况，及时修复。
3.采用多联机空气源热泵：采用多联机方式，增加冷凝器的数量，使每个冷凝器的负荷降低，结霜减少。
4.加装电辅助热棒：在空气源热泵负荷较轻的情况下，可以通过加热热泵表面进行除霜。
缺点是需要增加电费，且会导致系统效率下降。
三、空气源热泵的除霜方式1.制热模式下周期性除霜：当热泵处于制热模式下，当冷凝器表面出现结霜时，通过周期性反向运行热泵来使热泵室外机除霜，此时热泵室内风机停止运行。
2.制热模式下强制除霜：当热泵处于制热模式下，当冷凝器表面结霜厚度达到一定程度，系统将自动启动强制除霜功能，此时热泵室内风机停止运行，室外机的电加热器开启使冷凝器表面融化。
3.制冷模式下周期性除霜：当热泵处于制冷模式下，当冷凝器表面结霜良率超过一定程度时，在室内温度不低于设定温度的情况下，系统周期性反向运行热泵来使热泵室外机除霜。
4.制冷模式下强制除霜：当热泵处于制冷模式下，当冷凝器表面结霜良率达到一定程度时，系统将自动实行强制除霜功能。
综上所述，为了提高空气源热泵的效率和使用寿命，延缓结霜和除霜是非常重要的。
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空气源热泵除霜方法的研究现状及展望随着能源危机和环境问题的日益突出，空气源热泵作为一种高效、清洁的取暖方式，得到了越来越多的关注和应用。
然而，空气源热泵在运行过程中存在着一个普遍的问题，就是冬季工作时的结霜现象。
结霜不仅会降低热泵的换热效率，还会增加能耗和损害设备。
因此，研究空气源热泵除霜方法成为热泵领域的热点课题。
本文主要对空气源热泵除霜方法的研究现状进行综述，并展望未来的发展方向。
目前，空气源热泵除霜方法主要包括四种：时间除霜、逆周期除霜、加热除霜和在线传感器除霜。
时间除霜是指根据气温和运行时间来设定除霜周期，定时进行除霜操作。
逆周期除霜是通过改变热泵的工作模式，使其在制冷模式下进行除霜。
加热除霜是通过加热器加热空气源热泵的蒸发器，使结霜的冷凝器上的冰融化。
在线传感器除霜是通过感知冷凝器上的结霜状态，并根据结霜程度来进行除霜。
这些方法各有优缺点，适用于不同的环境和需求。
时间除霜是最简单、成本最低的一种除霜方法，适用于气温低且相对稳定的环境。
逆周期除霜是目前应用最广泛的除霜方法，可以在较低的能耗下实现较好的除霜效果。
加热除霜虽然效果明显，但能耗较大，需要额外的加热设备。
在线传感器除霜技术则可以根据结霜情况灵活调整除霜周期和时间，能够更好地适应变化的环境条件。
未来，空气源热泵除霜方法的发展主要从以下几个方面进行展望。
首先，提高除霜效率和能耗控制是重要的研究方向。
目前存在的问题是除霜时能耗较高，且需要较长的时间，影响热泵的正常运行。
因此，需要进一步研究并优化除霜过程中的各个参数，提高除霜效率，减少能耗。
其次，研发新型的除霜设备和材料也是未来的重点。
目前市场上的除霜设备主要是采用电加热方式，需要较大的能量投入，且存在一定的安全隐患。
因此，需要开发和应用新型的除霜设备和材料，如微波除霜、无能源除霜、自清洁材料等，以提高除霜效果和降低能耗。
最后，智能化和自适应控制也是未来的发展方向。
目前的除霜方法大多是基于固定的时间或传感器，无法灵活应对变化的环境条件。
因此，需要研究和开发具有智能化和自适应控制功能的除霜系统，实现更加精准、高效的除霜操作。