空气源热泵机组防冻措施
低温空气源热泵定频机组的节能设计
低温空气源热泵定频机组的节能设计作者：***来源：《科技创新导报》2022年第14期摘要：以我国北方空气源热泵供暖系统为研究对象，基于 TRNSYS软件，建立了农宅热负荷计算模型与空气源热泵供暖系统模型，并结合供暖系统运行数据，对模型进行校正，仿真结果与运行数据误差较小。
结合运行数据与仿真结果，分析了热泵供暖系统运行特性，可知保温性能差及不合理的运行方式是造成运行费用过高的主要原因。
针对目前存在的问题，结合负荷特性与空气源热泵制热性能特点，对清洁供暖系统进行优化。
结果表明，保温设计及合理的回水温度设置能够有效降低农宅整体热负荷，空气源热泵耦合储能系统能够有效利用空气源热泵高能效比制热时段，从而有效降低清洁供暖能耗，制热费用节约1872元/a。
关键词：空气源热泵运行性能清洁供暖优化设计中图分类号：P634.33文献标识码：A文章编号：1674-098X（2022）05（b）-0117-03近年来，在我国北方农村地区，空气源热泵逐渐取代电锅炉、电暖器成为农村清洁供暖的主要方式，空气源热泵系统有效降低供暖成本的同时，对推广清洁供暖、解决散烧煤导致的能源浪费和雾霾等具有重要作用。
但空气源热泵在农村清洁供暖中仍面临低温下热泵性能衰减或恶化、整体经济性差、农民负担加重等问题，需要从系统优化设计和供热方式创新等方面入手加以解决。
本文以某农宅空气源热泵系统为研究对象，针对实际运行中出现的问题，运用基于实测数据的数值方法，分析了热泵运行特性，首次将基于空气源热泵运行特性的储能设计应用到农村清洁供暖系统优化配置中，提出优化方案并进行系统仿真，为空气源热泵在我国北方农村地区的应用提供参考。
1实例概述农宅供暖面积108m2，单层联排建筑，供暖季时间为2020年11月16日0时至2021年3月15日24时，采用空气源热泵—地板辐射采暖系统，如图1所示。
农宅冬季供暖系统包括空气源热泵机组、水箱、循环水泵、分水器、地板辐射取暖单元及温控单位。
冬季水泵设备的防冻方法及注意事项
冬季的来临，对于水泵设备来说，是一个严峻的考验。
如果不采取有效的防冻措施，水泵设备很容易出现冻裂、故障等问题，不仅会给生产和生活带来不便，还可能造成严重的经济损失。
了解冬季水泵设备的防冻方法及注意事项，对于保障设备的正常运行至关重要。
一、冬季水泵设备易出现的冻害问题在冬季，由于气温较低，水的冰点较低，如果水泵设备中的水未能及时排出或未能得到有效的保温，水就会结冰膨胀，从而导致水泵泵体、管道、阀门等部件冻裂损坏。
水泵设备中的润滑油也会因低温而变得黏稠，影响设备的润滑性能，加速设备的磨损和故障的发生。
二、冬季水泵设备的防冻方法（一）排空法排空法是冬季防止水泵设备冻裂的最常用方法之一。
具体操作步骤如下：1. 关闭水泵的进出口阀门，停止水泵的运行。
2. 打开水泵设备上的放水阀门或排水口，将泵体内和管道中的水全部排出。
在排水过程中，可以使用压缩空气或其他工具辅助排水，确保排水彻底。
3. 排水完成后，关闭放水阀门或排水口，并将水泵设备上的所有阀门处于关闭状态，以防止外界空气进入设备内部。
采用排空法防冻时，需要注意以下几点：一是在排空水之前，要确保水泵设备已经停止运行，并且水温已经降至较低温度，以免在排水过程中因水温过高而导致蒸汽烫伤。
二是在排空水后，要及时清理水泵设备上的积水和杂物，保持设备的干燥清洁。
三是在冬季长期停机不用时，建议定期进行排空操作，以防止水在设备内部结冰膨胀。
（二）保温法保温法是通过对水泵设备及管道进行保温处理，减少热量散失，防止水结冰的方法。
常见的保温材料有橡塑海绵、玻璃棉、聚氨酯等。
保温的具体步骤如下：1. 对水泵设备的泵体、管道、阀门等部件进行表面清理，去除油污、灰尘等杂质，以保证保温材料的粘贴牢固。
2. 根据设备的尺寸和形状，选择合适的保温材料进行裁剪，并将保温材料粘贴在设备的表面上。
在粘贴过程中，要注意保温材料的接缝处要密封严密，防止热量散失。
3. 对于较大的管道，可以采用缠绕保温材料的方式进行保温。
空气源热泵在寒冷地区供暖系统的应用
空气源热泵在寒冷地区供暖系统的应用一、空气源热泵技术概述空气源热泵是一种利用空气中的热量来提供供暖、热水和制冷的高效能源设备。
它通过吸收空气中的低温热量，经过压缩机的压缩，使温度升高，然后通过热交换器释放热量，为建筑提供所需的热能。
与传统的供暖方式相比，空气源热泵具有更高的能效比，能够显著降低能源消耗和运行成本。
1.1 空气源热泵的工作原理空气源热泵的工作原理基于逆卡诺循环，它通过制冷剂在蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四个主要部件中的循环来实现热量的转移。
在蒸发器中，制冷剂吸收空气中的热量并蒸发成气态；在压缩机中，气态制冷剂被压缩，温度和压力升高；在冷凝器中，高温高压的气态制冷剂释放热量，冷凝成高压液态；最后在膨胀阀中，高压液态制冷剂经过节流降压后进入蒸发器，循环往复。
1.2 空气源热泵的优势空气源热泵的优势在于其高能效比和环境友好性。
由于它主要利用空气中的热量，因此不依赖于化石燃料，减少了对环境的污染。
同时，空气源热泵的能效比通常在3-4之间，即消耗1单位电能可以产生3-4单位的热能，远高于传统的电加热设备。
二、寒冷地区供暖系统的需求特点寒冷地区由于气温较低，对供暖系统的需求有其特殊性。
这些地区需要供暖系统能够提供稳定、高效的热能，以保证室内温度的舒适性和建筑物的节能性。
2.1 寒冷地区供暖系统的要求在寒冷地区，供暖系统需要满足以下要求：- 高效的热量输出：由于室外温度低，供暖系统需要提供足够的热量以维持室内温度。
- 稳定的运行性能：在极端低温条件下，供暖系统需要保持稳定运行，不受外界环境影响。
- 节能和环保：寒冷地区的供暖周期长，因此节能和环保是供暖系统设计的重要考虑因素。
- 经济性：考虑到长期的运行成本，供暖系统需要具有经济性，以降低用户的经济负担。
2.2 寒冷地区供暖系统的挑战寒冷地区供暖系统面临的挑战包括：- 低温环境下的启动和运行问题：在低温条件下，供暖系统的启动和运行可能会受到影响。
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。
空气源热泵设计要点
空气源热泵设计要点空气源热泵是指，通过利用外部空气的能量开展机械性的工作，使能量从低温热源转移到高温热源的制冷(暖气)装置。
用冷凝器放出的热量供应热量，用蒸发器吸收热量开展制冷。
对于热循环的过程，冷冻机和热泵都在逆卡诺循环的根底上实现其功能。
该装置在运转中，一侧经常吸热，另一侧排热，因此附带一台装置兼有制冷和制热两种功能。
空气源热泵的技术措施:1.有可靠的除霜控制，除霜时间的修正不得超过运转周期时间的20%。
2.冬季设定修正状况时的机组性能系数(COP)、冷热风机组必须在1.8以上、冷热水机组必须在2.0以上。
3.在寒冷地区采用空气源热泵机组时，应注意以下事项1)在室外补正干球温度低于-10℃的地区时，采用低温空气源热泵机组2)室外温度低于空气源热泵平衡点温度时(即空气源热泵的供热量与建筑物的消耗热量相等时)，设置辅助热源。
4.机组进气口的气流速度最好控制在1.5-2.0m/s，排气口的排气速度不应该小于7m/s。
5.热泵机组根底高度一般应大于300mm，放置在可能积雪的地方时，根底高度应高。
重点公式和基本数据:一、基本消耗热量式:Q=K×F×ΔT在此:q-包围构造基本上消耗热量，w；k-圈构造的传热系数，W/(㎡.℃)；f-圈构造的传热面积δt-室内外校正算温差，℃；用于校正门、窗、墙、地板、屋顶各部分围墙构造的基本消耗热量常用围护构造的传热系数K(W/(㎡.℃))二、流量修正公式:GL=0.86X∑Q/(tg-th)在此:gl-流量、Kg/h；σq-热负荷、w；tg-供水温度，℃；th-凝结水温度，℃；三、不同采暖末端形式的给水温度和温差由于空气源热泵的出水温度一般到达45℃、温差5℃，所以最适合空气源热泵的采暖末端形式是地板采暖。
低温热水地板采暖设施修订要点:1.低温热水地板采暖系统的供给、冷凝水温度必须由修正算法决定，供水温度必须在60℃以下。
民用建筑给水温度最好采用35~50℃，给水温度差不宜超过10℃。
关于低温环境下空气源热泵的探讨
能源是人类和社会生存发展的重要资源，但是随着人类社会的不断发展以及人民生活水平的不断提高，能源需求量不断增大，由此导致的能源消耗和环境污染问题也日益严重，节约能源和保护环境已经成为人类不可推卸的责任。
空气源热泵是一种以逆卡诺循环为工作原理，把丰富的空气作为低温热源，通过电能的驱动，将空气中大量的低温热能转变为高温热能的装置。
近些年来，空气源热泵技术以其高效节能、安装方便、环保无污染的特点，有效的解决了在冬季我国北方以燃煤为供暖模式所带来的负面影响，缓解了我国资源紧张的局面，成为热泵技术中应用最为广泛的一种。
但是，在室外温度较低的情况下，空气源热泵系统并不能高效安全的运行，成为了空气源热泵系统在寒冷地区应用的制约因素。
本文对空气源热泵系统进行了简单介绍，指出在寒冷地区空气源热泵系统容易出现的问题，综合国内外专家学者的研究成果，对不同的改善措施进行分析，希望能对空气源热泵技术的发展起到积极作用。
1 空气源热泵系统热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，也是全世界倍受关注的新能源技术。
它不同于人们所熟悉的可以提高位能的机械设备—“ 泵”，热泵通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，然后再向人们提供可被利用的高品位热能。
空气源热泵作为热泵技术的一种，有“ 大自然能量的搬运工” 的美誉，利用蒸汽压缩制冷循环工作原理，以无处不在的空气中的能量作为主要动力，通过少量电能驱动压缩机运转，实现能量的转移，满足用户对生活热水、地暖或空调等需求。
空气源热泵系统不需要复杂的配置、昂贵的取水、回灌或者土壤换热系统和专用机房，它能够逐步减少传统采暖方式给大气环境带来的大量污染物排放，保证采暖功效的同时实现节能环保的目的。
空气源热泵系统通常由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀 4 部分构成，通过让工质不断完成蒸发→ 压缩→ 冷凝→节流→ 再蒸发的热力循环过程，从而实现热量的转移.在制热时，液态制冷剂在空气换热器中汽化，吸收空气中的热量，低温低压的气态制冷剂经压缩机压缩后变为高温高压气体送至水换热器。
空气源低温热泵机组在北方某医院的解决方案
空气源低温热泵机组在北方某医院的解决方案摘要：空气源热泵机组具有节能环保、安全可靠等独特优势，在医院、工矿企业、宾馆、学校、酒店等场合得到广泛应用，但是，它也是有劣势的，当气候条件比较差时，应用就会受到限制。
传统空气源热泵机组当在当环境温度低于-10℃时，运行中，会出现一些问题：(1)制热量不足，会随着环境温度的降低而减少，如果配置的装机容量不够的话，会致使在寒冷恶劣低温工况下系统的制热量不能满足需求；(2)在低温条件下，吸气压力低、制冷剂循环量小、压缩比大、排气温度高等问题，会降低机组的可靠性。
所以，为了改变传统空气源热泵机组的劣势，部分厂家也开发了低温热泵机组，以满足需求。
广州九恒研制的JRH-100(冰泉)低温空气源热泵机组，解决了传统空气源热泵机组在低温条件下可靠性差和制热效率低的问题，满足了西北方市场的需求。
一、工程概况天津某区一医院，每天需求55℃热水量为200吨，且要求每天定时集中供水。
方案中采用JRH-100(冰泉)低温空气源热泵机组提供集中供热水系统。
系统安全可靠，比其他制热设备大大节省了运行成本，就算是在寒冷恶劣条件下，也可以保证安全、舒适、卫生、环保、高效地给用户提供生活用热水。
系统由高性能低温热泵热水机组、进口SU304-2B 不锈钢保湿水箱、自动恒压供水系统、热水输水管道线和自动控制等系统组成，可定时提供恒温、恒压的生活热水。
二、方案设计思路根据守时供水及用水需求分析，加上严格考虑热泵热水机组加热缓慢及其制热量随季节气温变化的特点，本方案中采用的热泵热水机组必须能保证有足够的时间制备所需热水。
为了减少加热耗能，同时也满足定时供应热水要求，我公司高级工程师经精心设计，同时保证性价比的前提下，采用JRH-100(冰泉)低温热泵中央热水系统。
详细如下：(1)为了解决定时集中供水问题，结合热泵机组各自加热的特点，对热水系统采用循环加热的方式，储热水箱所补入的水温达不到设定要求时，热泵机组自动根据设定要求随时对其进行加热，保证供水时段内水温相对恒定。
风冷热泵机组冬季防冻措施
（一）换热器冻结的几种情况由于空调设计时对寒冷地方的气候特点考虑不足，加之使用管理上的薄弱，这几年来在空调建筑物中，常出现空气加热器冻裂现象。
其冻裂的情况不外下列几种：1、加热与降温共用一个表冷式热交换器，但冷冻水的温差小(一般5℃)，而热水的温差大(15~30℃)，又因采用变流量调节，温差大的情况下，所需水量小，所以加热管中的水流速度小，成为层流状态，从而使与室外低温空气接触侧的盘管结冻。
2、加热器选择时设计余量太大，结果使热媒造成过大的温降，回水温度低，在边角处易冻。
3、两组或多组换热器并联连接，水路系统不平衡，一组换热器的流量大，一组换热器的流量小，小的就可能结冻。
（二）换热器冻结的原因分析1，换热器换热面积的余量过大，热水的流量及流速降低。
换热器管路按水路并联，采用变水流量控制加热过程，而换热面积大有富余。
主要表现在错误地假定了换热器的出水温度，而不是算出来的出水温度。
则换热面积余量的多少反映了实际的出水温度与假定的出水温度的差值大小。
换热器表面积愈富余，其出水温度比假定值低得愈多，热媒实际流量也就越小。
所以，加大换热器表面积的余量，等于降低了出水温度、水流量和管中的流速，这些因素都有导致结冰的危险。
2、在采用自动保护的供热系统中，由于供热的水温高于供热曲线应供的值，而常常成为冻结的主要原因之一。
这是由于室外气温接近0℃时，水温容易偏高。
有变流量自动控制，供水温度一高，即要减少流量，流速当然也降低，因而造成结冰。
3、换热盘管的制造问题，造成盘管内部集存空气，形成气塞，妨碍了水的正常循环，以及在系统停止运行期间冷风由风阀的不严密处渗入，而水阀又全关，这样也会结冰。
总之，换热器结冻的主要原因是盘管中水的流速过小。
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空气源热泵机组防冻措施
空气源热泵机组是一种利用空气作为热源进行供热、供冷的设备，广泛应用于家庭、商业和工业领域。
然而，在寒冷的冬季，由于低温环境下空气中的湿气易于凝结，会导致热泵机组的冷凝器结霜或结冰，影响机组的正常运行。
为了保证热泵机组的正常工作，必须采取有效的防冻措施。
一、增加冷却水流量
冷却水是热泵机组的冷凝器的冷却介质，通过增加冷却水的流量可以提高冷凝器的换热效果，减少结霜或结冰的可能性。
可以通过增加水泵的转速或增加水泵数量来增加冷却水的流量，从而提高热泵机组的防冻性能。
二、加装冷却塔
冷却塔是一种利用空气对冷却水进行散热的设备，可以有效地降低冷却水的温度。
在寒冷的冬季，可以通过加装冷却塔的方式来降低冷凝器的温度，减少结霜或结冰的风险。
冷却塔的安装位置应合理选择，避免对周围环境和建筑物造成影响。
三、设置除霜装置
热泵机组在运行过程中，可以根据冷凝器的温度和压力等参数来判断是否需要进行除霜操作。
除霜装置可以通过加热等方式将冷凝器上的结霜或结冰融化，保持冷凝器的正常换热效果。
除霜装置的设
置应考虑到能耗和效果的平衡，避免频繁启动除霜操作。
四、使用防冻液
防冻液是一种可以降低冷凝器结霜或结冰温度的介质，可以有效地提高热泵机组的防冻性能。
常用的防冻液有乙二醇、丙二醇等。
在使用防冻液时，需要注意其使用浓度和质量，以确保其正常工作和使用寿命。
五、加强维护检修
定期对热泵机组进行维护检修是保证其正常运行的重要措施。
在冬季，应特别关注冷凝器的清洗和排水工作，及时清除冷凝器上的结霜或堆积物，防止其影响机组的换热效果。
同时，还应检查和更换冷却水系统中的滤网和防冻液，确保其正常运行。
六、加装防冻保护装置
防冻保护装置是一种可以自动监测和控制冷凝器温度的装置，当冷凝器温度降至一定程度时，可以自动启动加热设备或关闭冷凝器，以防止结霜或结冰的发生。
加装防冻保护装置可以提高热泵机组的防冻性能，保证其正常运行。
空气源热泵机组的防冻措施对于保证其正常工作具有重要意义。
通过增加冷却水流量、加装冷却塔、设置除霜装置、使用防冻液、加强维护检修和加装防冻保护装置等措施，可以有效地提高热泵机组的防冻性能，保证其在寒冷的冬季正常运行。
在实际应用中，还应
根据具体情况选择合适的防冻措施，并进行定期检查和维护，以确保热泵机组的长期稳定运行。