空气源热泵机组除霜技术的现状与发展方向
热泵技术应用优缺点及发展动向
热泵技术应用优缺点及发展动向摘要：当前社会发展特别强调节能环保以及对资源的充分利用，热泵技术作为一种环保技术实现了对热能的有效利用。
热泵技术在人们的生产与生活中应用还不是特别普遍，需要进一步加强对热泵技术应用优缺点的研究，并掌握热泵技术的发展动向，推动热泵技术的发展。
本文在对热泵技术进行简要介绍的基础上，分析了热泵技术的应用优缺点，并全面的分析了未来热泵技术的发展趋势。
关键词：热泵技术；应用优缺点；发展动向引言当前社会发展过程中面临着诸多问题需要解决，主要体现在环境污染严重和能源危机等方面，各个国家都开始重视使用各种环保技术，热泵技术就是在这样的社会背景下发展起来的。
热泵技术作为一种新型的环保技术，能够最大化的利用热能，具有较高的节能效益和环保效益。
1 热泵技术概述热泵技术经过长期的发展已经获得了相应的发展经验，其中热泵是一种热能设备，可以将不能直接利用的地位热能转化为可以直接利用的高位热能，能够最大化的节约能源。
热泵技术可以分为不同的技术类别，在具体应用过程中也要根据工程要求选用合理的热泵技术。
对热泵技术的分类有不同的分类标准，总之热泵技术是一种可以长期发挥效益的技术，有着广阔的发展前景。
随着热泵技术应用手段的不断成熟，热泵技术获得了快速发展，各种热泵技术都得到了相应的应用。
当前已经获得应用的热泵技术主要包括地源热泵技术和空气源热泵技术，热泵技术在应用时需要注意其系统组成。
对于地源热泵技术而言，要加强对竖直地埋管换热器的数值模拟及新型转换器的研究，地源热泵技术在应用过程中逐渐形成了复合型的地源热泵技术，复合型的地源热泵技术适用于地埋管换热器换热能力不足的情况。
地源热泵技术的应用需要科学的设计方案的支持，在此基础上可提高地源热泵技术应用的可靠性。
对于空气源热泵技术而言，它是一种应用起来很方便且适用范围较广的热泵技术，但是空气源热泵技术在应用过程中要时刻关注空气温度的变化，空气源热泵的性能很容易受到温度变化的影响。
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。
低温空气源热泵国内外发展现状
一、发展现状
1.国外发展情况
德国、美国和日本等发达国家在低温空气源热泵领域的研究和应用较为成熟。 这些国家不仅在设备制造、系统集成方面拥有领先技术，还在产品能效、低温工 质研究等方面具有显著优势。例如，德国某知名企业研制的低温空气源热泵，能 够在-10℃的环境温度下提供高于传统设备20%的热能输出。
3、市场需求：随着消费者对节能和环保的认识不断提高，对低温空气源热 泵的需求将越来越大。
4、产业链合作：低温空气源热泵产业链上的企业将加强合作，共同推动产 业的发展。
五、结论与建议
本次演示对低温空气源热泵的原理、应用技术及市场前景进行了详细的研究。 结果表明，低温空气源热泵具有高效、节能、环保等优点，在供暖、制冷和热水 供应等领域有广泛的应用前景。为了进一步推动低温空气源热泵的发展，提出以 下建议：
针对政策支持与政策限制，建议企业和相关机构加强与政府部门的沟通合作， 争取获得更多的政策支持和项目资金扶持。企业和相关机构也需要积极履行社会 责任，提高产品的质量和服务的水平，以满足政府对低温空气源热泵发展的期望 和要求。
参考内容
一、引言
低温空气源热泵是一种利用空气作为低位热源，通过热泵原理实现热量转移 的高效节能设备。在国内外，低温空气源热泵的应用越来越广泛，特别是在冬季 供暖和热水供应等领域。本次演示将详细介绍低温空气源热泵的原理、应用技术 以及市场前景，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、低温空气源热泵原理
低温空气源热泵的基本原理是利用逆卡诺循环实现热量的转移。它主要包括 四个过程：压缩、冷凝、膨胀和蒸发。在压缩过程中，制冷剂被压缩并升温；在 冷凝过程中，制冷剂放出热量并降温；在膨胀过程中，制冷剂压力降低并吸收热 量；在蒸发过程中，制冷剂吸收热量并降低温度。通过这四个过程不断循环，低 温空气源热泵可以实现热量的持续转移。
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
空气源热泵空调技术应用现状及发展前景
空气源热泵空调技术应用现状及发展前景摘要：在新形势下，高效环保的空气源热泵空调对节能减排减碳具有重要价值和现实意义。
本文从空气源热泵空调研究进展、典型应用、挑战和发展这几方面对近年来相关技术进行分析，探讨空气源热泵空调的优缺点，总结空气源热泵空调的节能减排潜力，为行业技术人员和学者提供参考。
关键词：空气源热泵空调；应用现状；发展前景1空气源热泵空调的应用现状1.1空气源热泵空调制冷的应用1.1.1汽车空调汽车空调是指对汽车内空气的温度、湿度、流速和清洁度等参数进行调节的装置，预防或去除风窗玻璃上的雾、霜和冰雪，保证驾驶员和乘客身体健康以及行车安全。
传统燃油汽车空调系统制冷主要采用发动机驱动压缩机制冷，制热主要来自发动机余热。
而对于纯电动汽车以及燃料电池汽车来说，没有发动机作为空调压缩机的动力源，不能利用其余热，无法直接采用传统汽车空调系统的解决方案。
对于混合动力汽车，发动机的控制方式多样，空调压缩机也不能采用发动机直接驱动的方式。
1.1.2房间空调我国是热泵和空调制造大国，家用空调产量持续占据全球80%以上份额。
新国标GB21455—2019《房间空气调节器能效限定值及能效等级》于2020年7月1日正式实施，在原标准（GB21455—2013）基础上能效有较大幅度提升，加快了高效节能空调的推广和产品结构调整。
提升房间空调器能效的主要措施包括采用变频调速、优化冷凝器与蒸发器的强化换热和流道、提高压缩机效率、优化设计电子膨胀阀和家用空调器结构参数以及系统参数等。
此外，研究人员还提出了一系列新技术：空调热回收技术，包括空调冷凝热回收加热水；空调蓄热技术，主要对电网削峰平谷，达到节能的目的；新材料研发技术，如采用亲水膜铝箔材料强化换热以及新型制冷剂等；高效压缩机，如采用变容量调节压缩机等。
1.1.3多联机空调多联机空调俗称“一拖多”，是指一台室外机连接2台及以上室内机，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，实时满足室内冷、热负荷要求的高效率制冷剂空调系统，常用于数据机房、商业中心、医院等功能性场所。
空气源热泵除霜技术研究进展
空气源热泵除霜技术研究进展
徐鹏;赵靖怡;李朝阳
【期刊名称】《制冷与空调》
【年(卷),期】2024(24)4
【摘要】综述国内外空气源热泵除霜技术的研究进展,针对目前对快速除霜和除霜兼顾制热能力等需求以及近些年相变蓄能技术的发展,介绍常规除霜方法的改进措施及目前研究热点,如补气除霜、不停机除霜、超声波除霜和智能除霜等技术。
研究发现,研究人员对常规除霜技术的完善一直没有停止,目前在兼顾室内舒适度的同时,空气源热泵除霜效率的提高与系统复杂度、技术要求、成本以及能耗等方面增加的矛盾仍然有待解决。
快速除霜和制热不停机除霜是空气源热泵未来除霜技术的发展方向。
【总页数】8页(P97-104)
【作者】徐鹏;赵靖怡;李朝阳
【作者单位】北京建筑大学供热、供燃气、通风及空调工程北京市重点实验室;北京工业大学绿色建筑环境与节能技术北京市重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TU8
【相关文献】
1.空气源热泵新型除霜技术及智能除霜策略
2.空气源热泵结霜机理及除霜/抑霜技术研究进展
3.空气源热泵除霜技术研究进展
4.太阳能耦合空气源热泵结霜、除霜研究进展
5.基于霜层测量的空气源热泵除霜技术研究进展
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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
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制冷剂过冷放热除霜
如上图所示，在制热工况的除霜状态下，4个 电磁阀只打开一个，由冷凝器出来的液态制冷剂， 从打开的电磁阀进入翅片换热器进行过冷放热除 霜，再进入与打开电磁阀所对应的气液分离器。从 气液分离器出液口出来的制冷剂进入集液管，再经 节流阀进入分配器，经过单向阀进入余下的3个管 路进入蒸发器蒸发，气态制冷剂进入对应的气液分 离器，然后从出气口汇集到集气管再经斯通换向阀 进入压缩机，完成循环。通过设置在微霜时就将霜 除掉，从而使机组在无霜状态下运行。
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。
结霜的危害
霜层的出现增大了空气和工质之间的换 热热阻，严重阻碍了蒸发器的换热性能。不 仅如此，霜层的增厚还加大了空气流过翅片 的阻力，降低了空气流量，导致蒸发器性能 衰减。这些问题都将导致热泵产品不能正常 工作甚至损坏。因此，采用合理有效的除霜 方法显得尤为重要。
国内外常用的除霜方法
➢热电除霜 ➢逆循环除霜（四通阀换向除霜） ➢制冷剂过冷放热除霜 ➢风机反转法除霜 ➢水力除霜 ➢气动除霜
结霜机理
当空气源热泵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。
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。
水力除霜
对于大型热泵系统，常采用水力除霜的 措施。通过用热水冲淋室外蒸发器达到除霜 的目的。这种除霜方式设备简单，但是造成 了除霜后蒸发器周围空气含湿量太高，容易 再次结霜，不适合在北方等气温较低的地区 使用。且对水资源的浪费较大，需要独立的 水系统。
气动除霜
该方式利用压缩空气产生高速射流直接 吹除霜层，随时清除蒸发器表面上的微小凝 霜，使蒸发器表面始终保持无霜状态。它最 大的优势在于不间断的对室内供热，室内热 环境波动微弱，保证了舒适度。但是压缩空 气需要增加额外功耗，整机的造价成本也较 高。
除霜时启动换向除霜程序，四通换向阀动作，改变制冷 剂的流向，让机组由制热运行状态转为制冷运行状态，压缩 机排出的高温气体通过四通阀切换至室外换热器中进行融 霜，当室外盘管温度上升到某一温度值时，结束除霜。
制冷剂过冷放热除霜
该方法是将冷凝器出来的制冷剂过冷后 节流，再进入蒸发器以融化蒸发器上的霜层。
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。
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Hale Waihona Puke 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。