空气源热泵冬季供暖除霜方法
风冷热泵除霜方法及其控制
冷凝水结成了冰， 潜热的交换总量还是相等的， 但 结在盘管上的冰层不仅会减小换热面积， 而且会降
低可通过的风量。随着结霜的增厚， 空气和盘管的
物理与数学模型，进行了抑制结霜方面的研究１。 ０ １
理论研究和实验均表明， 对换热器表面喷镀高疏水 性镀层， 降低其与水蒸气之 间表面能， 增大接触角， 对抑制结霜是有效的。 此外 ，为抑制结霜 ，可对 流入换热器的湿 空气进行净化处理， 有条件时可增 大风速， 使气相中形成的冰 晶或过冷水滴尽快地通
解决 的问题和发展前景 。 【 关键词 】 空气源 热泵；除霜方法：除霜 时刻 的控制
Ｔｈ ｆｏ ｔ ｎ ｎ ｒ Ｉ ｆ ｒＳ ｕ ｃ ａ － ｕ ｅＤｅｒ ｓ ｄ Ｃｏ ｔｏ Ａｉ ｏ ｒ ｅＨｅ ｔｐ ｍｐ ａ Ｏ Ｙ ｎ ｕ ｈ ａ ａ ｇＪ ｎ ｕ Ｗ ｕｂ ｑａ ｏ ｉｎ
制冷 与空调
９ ９
２ １ 电加热除霜 ．
２ ２ 换 向法 ．
电加热法是最简单的除霜方法。 它的思路是在 室外换热器上安装适当功率的电阻， 当室外换热器
上积霜严重时， 开启电气开关，电热丝通电发热融 霜【。常见的电加热除霜 电路控制图如图 １ 所示。 Ｃ Ｔ为融霜时间控制器，有一个单刀双掷开关和一 个电动马达， 马达带动传动齿轮进行记时。在制 热运行工况下，触点 ２ 、３接通，供液 电磁阀线
风冷热泵机组在冬季运行中， 当室外换热器盘
口之间的温度值 ， 最终增加 了霜层 的厚度 ， 严重时 导致盘管冻结，使机组无法运行。
２ 除霜方法及其 原理
除霜过程通常包括三个阶段： 第一阶段风扇停
转 ，以便使冷凝温度尽快升高去融霜 ， 第二阶段霜 逐渐融化 ， 风扇也不要开，以免热量 散失到换热器
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。
改进热泵式空调器除霜的研究及教学应用
改进热泵式空调器除霜的研究及教学应用作者：何宁芝来源：《职业·下旬》2009年第11期热泵式空调器作为一种环保、节能的冷热两用空调器,能有效地实现夏天制冷和冬天制热,目前已被推广使用,并有着广泛的市场。
但其自身特点导致在使用中具有局限性,主要问题就是,在冬季气温较低且相对湿度较大的地区制热运行时,蒸发器会结霜。
霜层不仅会形成附加热阻,而且会增加空气流动阻力,导致风机流量减少,使热泵系统性能恶化,甚至影响其正常工作,严重时还会引起压缩机烧毁等故障。
因此,为了保证热泵式空调器可靠、高效地工作,必须对其进行周期性除霜。
然而由于目前市面上各种除霜方法都存在缺陷,在制冷与空调行业当中关于热泵式空调器的除霜问题依然是一个热门的研究课题。
笔者十多年担任技工学校制冷与空调专业教师,在教学过程中对热泵式空调器的除霜方法进行了深入研究和不断试验,通过反复研究、试用,终于探索出一种简易的除霜方法。
这种方法具有明显的实效性,为技工学校制冷专业的学生提供了一个更广阔的知识空间,同时也拓展了他们的创造性思维。
一、常用的除霜方法热泵式空调器除霜的方法有多种,目前常用的一种方法是利用关停风扇原理,在需要除霜时将空调系统转为制冷模式运行,依靠制冷剂冷凝时释放出的热量为室外侧换热器融霜。
这种除霜方法存在以下几方面的弊端:第一,换热器与霜层热量传递的方式主要为导热和辐射,然而疏松的霜层是热的不良导体。
一方面外层的霜不能及时融化导致除霜过程缓慢;另一方面,制冷剂冷凝过程中产生的热量不能被充分吸收,可能导致冷凝压力过高,影响空调系统的正常工作。
第二,当霜层较厚时,一旦附着在换热器表面的霜融化,与换热器间形成空隙,换热器就无法通过导热的方式向霜层传热,最终可能形成难以去除的空鼓霜壳。
第三,室外侧换热器初期只在进风侧结霜,只有在反复除霜不尽、霜层越积越厚时,才有可能在换热器出风侧结霜。
所以通常除霜时室外侧换热器非结霜侧的温度较高,非结霜侧附近的空气被加热后温度上升而未用于结霜侧的除霜。
空气源热泵降湿防结霜方法研究
空气源热泵降湿防结霜方法研究作者：徐斌来源：《科技风》2018年第20期摘要：本文分析了空气源热泵的结霜现象及其对设备造成的伤害，简单总结了空气源热泵除霜方法，以及这些方法存在的问题，提出了降低空气湿度的思想，探讨了解决空气源热泵冬季供热过程中结霜的问题。
在冬季运行时，霜的形成问题降低了空气源热泵的稳定性和可靠性。
关键词：空气源热泵；结霜；降湿除霜1 绪论空气源热泵是一种将热能从低热量的热源输送到高水平热源的设备，它也是一项引起全世界关注的节能技术。
空气源热泵利用空气中的热量作为低温热源，而我们所生活的地球上空气是无穷尽的，所以，气源热泵的运行成本并不是很高。
空气源热泵可以利用一点点电力能源，压缩空气中大量的低温热能，并将其变为高温热能，没有复杂的和额外的装置，不存在繁复的冷却水管路，并且能源节约的效果显著。
空气源热泵的操作过程没有废水产生，锅炉的使用并没有造成污染，为能源使用和环境保护之间的共处提供了解决方案和思路，符合当今节能减排和能源科学利用的现代社会观念。
与此同时，空气源热泵工作范围非常宽泛、有着良好的性能、环境温度湿度等等指标不会对其造成影响、占地面积不大、维护成本也不是很高，种种优点使得空气源热泵得到各个行业广泛应用。
针对空气源热泵来讲，如今在技术上较难解决的是冬季作业中结霜问题。
蒸发器的结霜导致了空气源热泵的运行性能下降和热交换容量的降低。
除霜工艺增加了空气源热泵机组运行的不确定性，降低了用户的体验感。
2 空气源热泵结霜原因当空气中的水蒸汽温度低于空气露点的管和导热性较强的金属片接触时，在外部空气热交换器中发生相变冰冻的情况。
结霜不只是温度的作用与表现，当温度非常低的时候，空气中的含水率就越低，此时的结霜现象也不一定非常剧烈。
根据统计数据可以看到，当气温不高于零下5摄氏度，即便相对湿度不低，空气中的水分含量只有每公斤两到三克，这样水分含量不会导致剧烈的结霜问题。
在冰霜形成之初，分布式的冰晶与翅片相似，这种现象就提高传热表面的不均匀度和表面积，可以提高传热的强度。
低温环境空气源热泵热风机使用注意事项
低温环境空气源热泵热风机使用注意事项
低温环境下使用空气源热泵热风机需要注意以下几个方面：
1.温度适应性：空气源热泵热风机通常适用于15℃~45℃的环境温度。
在低温环境下，特别是当温度低于其设计工作温度时，热泵的性能可能会受到影响。
因此，在选择和使用热泵时，需要考虑低温工作条件下的性能指标和能耗。
2.防冻保护：低温环境下，空气源热泵热风机易受冷凝水结
冰影响，导致热交换器堵塞或破裂，甚至使热泵系统无法正常
工作。
因此，在寒冷季节中，需要加装防冻保护措施，如加热带、排水系统等，以避免冷凝水结冰引起的问题。
3.室外机位置选择：在低温环境中，室外机容易受到气象条
件的影响，如强风、大雪等。
因此，在安装热泵系统时，应选
择合适的室外机安放位置，避免暴风雪、积雪、冰雹等对室外
机的影响，保证正常的运行和维护。
4.维护保养：在低温环境下，空气源热泵热风机的维护保养
尤为重要。
定期检查清洁室外机和室内机的过滤器、散热器和
换热器，确保空气畅通，以提高热泵的性能和寿命。
并保证制
热期间的排水系统畅通，避免结冰导致的故障。
5.控温调节：低温环境下，空气源热泵热风机的工作状态也
会受到环境温度的影响。
在制热过程中，需要适时调节温度设
定和供暖模式，以提高供暖效果和节能效果。
总之，低温环境下使用空气源热泵热风机需要考虑其适应性、防冻保护、室外机安放位置、维护保养和控温调节等方面的注
意事项。
只有合理选择、正确使用和及时维护，才能保证热泵
系统的正常运行和使用寿命。
低环境温度空气源热泵热水机组温差法除霜控制研究
1 概述低环境温度空气源热泵热水机组简称低温热泵热水机组，是现阶段替代生物质能源，化石能源，制取热水的装置。
低温热泵热水机组要求在不低于-25℃环境温度下能正常工作。
低环境温度下 机组水侧换热器的水温变化范围广，波动大。
从量化的角度出发来分析环境温度变化迭加水温变化对低温热泵热水机组系结霜与除霜控制很有必要。
2 低温热泵机组系统原理本研究对象低温热泵机组系统构成主要由定速喷气增焓制冷压缩机、管翅式换热器、经济器、风机、电子膨胀阀、四通阀及其他传感器器件组成，如图一所示。
该系统的工作原理为制冷压缩机将系统中的制冷剂压缩低环境温度空气源热泵热水机组温差法除霜控制研究童风喜 郑双名 鲁益军 邹金伟（广东热立方热泵系统有限公司 广东中山528429）摘要：低环境温度空气源热泵热水机组利用逆卡诺循环的一种热力工程机械。
在本研究中，通过对一款为名义制热量90KW的低环境温度空气源热泵热水机组水侧换热器进水温度及环境温湿度的变化，分析影响机组制冷系统的压缩机排气温度、机组制热量、空气侧换热器的盘管温度及结霜与除霜情况，提出了蒸发盘管温差法与制热量衰减量相结合的除霜控制法关键词：低环境温度空气源热泵机组 制热量 结霜 除霜Study on defrosting control of temperature Difference Method for Low ambient temperature air source heat pump unitFengxi Tong, Shuangming Zheng, Yijun Lu, Jinwei Zou(Guangdong Amitime Electric Co., Ltd., Zhonghan, Guangdong 528429)ABSTRACT Low ambient temperature air source heat pump water heaters, which belong to thermal engineering unit and use reverse Carnot cycle technology. In this study, we observe the water inlet temperature changesfor water side heat exchanger and ambient temperature changes of a low ambient temperature air source heat pump water heater which nominal heating capacity is 90kW, then further analysis the reasons for influencing the unit compressor discharge air temperature for cooling system, heating capacity, coil temperature for air side heat exchanger and situations of frost and defrost. Base on these analysis, proposing a defrosting control method which combining evaporation coil temperature difference method and heating capacity attenuation.KEY WORDS low ambient temperature air source heat pump water heaters, heating capacity, frost, defrost成高温高压气体，然后进入水侧换热器与水进行换热把水加热，在水侧换热器得到充分冷凝后的制冷剂通过膨胀阀降压节流后进入管翅式换热器与环境空气进行换热，提取空气中的热能，为适应低环境温度下机组能正常工作，系统中制冷压缩机为喷气增焓压缩机，理论制冷循环为准二级压缩的喷气增焓制冷循环[1]。
空气源热泵热水机组除霜方式的研究
ｔｎｇ ｉ ｉｔ ｎ ｅ Ｔ ｈ ｍ ｐｒ ｖ ｄ ｔｃ ｉ ｎ ｅｘｓ ｅ ｃ ． ｅ ｉ ｏ ｅ ｅ ｈｎｉｕｅ ｆｕｎ ｔ Ｓｄｅ ｒ ｔｎ ｎ ｏ ｋ ｎ ａ ｅ ｎ ｐｕ ｏｒ ｒ ｎ ｔ ｓ ａ ｔｃｅ ｑ ｓ ｏ ｉ ’ ｆｏｓｉ ｇ ａ ｄ ｗ ｒ ｉ ｇ ｈ ｗｅｂ ｅ ｔｆ ｗａ ｄ ｉ ｈｉ ｒｉｌ． Ｋｅ ｒ ： ｉ ｓ ｙ ｗｏ ｄｓ ａｒ ｏｕｒ ｅ ｈ ａ ｍ ｐ ｈｅ ｔｕｎｔ ｄ ｆｏｓ ；ｎｄ ｘ；ｕｚ ｙ ｃ ｎｔｏｌ ｃ ｅ ｔｐｕ ａ ｉ； ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｆ ｚ ｏ ｒ
ｌ 前 言
随 着 节 能 呼 声 的 高 涨 ， 气 源 热 泵 热 水 机 组 受 到 越 来 空 越 多 的 青 睐 ， 空 气 源 热 泵 热 水 机 组 的 一 个 主 要 问 题 是 结 但 霜 问题 。 结 霜 现 象 的 产 生 ， 空 气 源 热 泵 系 统 与 环 境 相 互 是 作 用 的 结 果 。 机 组 冬 季 制 热 运 行 时 ， 外 翅 片 管 换 热 器 作 室 蒸 发 器 ， 表 面 温 度 低 于 环 境 空 气 温 度 。 当翅 片 管 表 面 温 其 度 足够 低 于 空 气 露 点 温 度 时 ， 气 中 的 水 蒸 气 便 会 凝 结 ； 空 当此 温 度 开 始 低 于 ０Ｃ时 ， 露 便 以 疏 松 的 冰 晶 体 的 形 式 。 凝 堆 积 在 翅 片 管 表 面 上 而 形 成 霜 。在 结 霜 的 早 期 ． 于 霜 层 由 增 加 了 传 热 表 面 的 粗 糙 度 及 表 面 积 ， 总 传 热 系 数 有 所 增 使
程 。制 冷 剂 吸 收 的 能 量 等 于 除 霜 所 需 要 的 能 量 ， ： 即 ．
Ｔｈｅ Ｄｉｃ ｓｏｆＤｅｆｏｓｉ ｆ Ａｉ ｏｕ ｃ ａｔＰｕ ｐ Ｈ ｅ ｔＵ ｎｉ ｓ ｕｓ ｒ ｔｎｇ ｏ ｒ Ｓ ｒ ｅ Ｈｅ ｍ ａ ｔ
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空气源热泵冬季供暖除霜方法汇总
空气源热泵作为冬季采暖热源（即：空调采暖），具有许多优点：[1]
1）节能效果显著（例如：采用双级压缩转子式压缩机的空气源热泵，在-20℃下仍可正常工作，
制热性能系数
COP＞2.5）；
2）空气作低位热源，取之不尽，用之不竭；
3）夏季供冷冬季供热，一机两用，设备利用率高；
4）省去一套复杂的冷却水系统和锅炉加热系统，节省了投资和空间；
5）空气源热泵机组可置于室外，不占用建筑物有效面积；
6）安装使用方便，且便于运行管理；
7）设备的保护和控制系统完善，使设备的自动化程度和可靠性不断提高。
基于空气源热泵的一系列优点，空气源热泵受到了人们广泛重视，得到发展迅速。然而十几年的运
行实践发现其运行效果并不理想。其主要原因是空气源热泵室外换热器结霜、除霜问题导致机组运
行不稳定和可靠性差。空气源热泵在-5℃～5℃之间，相对湿度在70%以上的气象条件下运行时其室
外换热器表面是最易结霜的[1] 。室外换热器结霜后，霜层不断增厚，导致热阻增大，空气流动阻力
也随之增大，使供热能力和机组的COP下降，造成能量浪费。
为解决室外机结霜问题，常用的除霜方法有：1）逆循环除霜法，2）热气旁通除霜法，3）加热除
霜法，4）相变蓄能除霜法。
1）逆循环除霜法
逆循环除霜法也叫换向除霜法，是目前国内家用空调在系统上普遍采用的一种除霜方式，其基本原
理是通过四通换向阀换向，从室内机吸热，把热量输送到室外机融霜。
主要实现方式为：空调器制热运行→判断需要除霜→压缩机停→四通阀换向→压缩机开→除霜完
成→压缩机停→四通阀换向→压缩机开→正常制热。
图：逆循环除霜法原理图
这种除霜方式不增加空调器成本，实现起来最简单，所以得到广泛应用。换向除霜法主要存在下列
缺点：1）除霜时房间的舒适性差，2）除霜时间长，3）系统运行可靠性差。
2）热气旁通除霜法
热气旁通除霜法也叫显热除霜法，是一种比较普遍的除霜方式，通过从压缩机排气口引出一支旁通
回路将压缩机排气引到室外换热器内实现除霜。
热气旁通除霜的实现方式为：空调器制热运行→判断需要除霜→室内风机超低速运转→二通阀1、
2开→电子膨胀阀开大→除霜完成→正常制热。
图：热气旁通除霜法原理图
热气旁通除霜可以克服逆向循环除霜的部分缺点：由于在进行热气旁通除霜时，仍有一部分排气通
入室内机，室内换热器的温度保持在较高水平，可以通过自然对流的方式向室内散热。有时甚至可
以在除霜时开启内风机，实现在除霜的同时向室内供热，对于室内舒适性具有较大的贡献。另外，
由于除霜时四通阀不换向，压缩机不停机，室内换热器在除霜时保持较高温度，除霜完成后室内可
以立即送热风。
但是这种除霜方式应用于家用空调器仍然具有下列问题：1）除霜时间长，2）除霜时压缩机高负荷
运行，3）压缩机可靠性运行问题。
3）加热除霜法
加热除霜法是将热气旁通除霜与冷媒直接加热技术相结合，基本解决了逆循环除霜和热气旁通除霜
无法克服的问题。
加热除霜的实现方式为：空调器制热运行→判断需要除霜→室内风机超低速运转、二通阀开、加
热器开→电子膨胀阀开大→除霜完成→正常制热。
图：加热除霜法原理图
加热除霜方式最关键的技术就是在压缩机吸气端增加了一个加热器。化霜时，四通阀不换向，压缩
机不停机，室内可以实现持续供热。加热除霜方式具有如下优点：1）除霜时房间的舒适性好，2）
化霜时间短，3）压缩机运行可靠。
加热除霜方式克服了逆循环除霜和热气旁通除霜方式的一系列缺陷，但是也带来了一些新的问题：
1）耗电量高，2）成本较高。
4）相变蓄能除霜法
相变蓄能除霜法是在热气旁通除霜方式的基础上增加一个相变蓄热器作为空气源热泵除霜时的低位
热源，采用供热时相变材料蓄热，除霜时相变材料释热除霜的方式。
相变蓄能除霜（串联蓄热模式）的实现方式：空调器制热运行、相变蓄热器串联蓄热（关闭阀门
F1、F4，开启阀门F2、F3）→判断需要除霜→室内风机超低速运转→相变蓄热器释热除霜（开启
阀门F4）→除霜完成→正常制热。
图：相变蓄能除霜法（串联蓄热模式）原理图
采用相变蓄能除霜方式化霜时，四通阀不换向，压缩机无需停机，并且室内仍然可以持续供热。由
于增加了相变蓄热器作为低位热源，克服了传统热气旁通除霜法的诸多缺点，具有除霜是房间舒适
性好、化霜时间短、压缩机运行可靠等优点，且节能效果明显优于加热除霜法。
表 空气源热泵四种不同除霜方法比较
5）其他
此外，对空气源热泵室外侧换热器表面进行处理也可以抑制霜层生长的作用，例如，对室外换热器
表面添加疏水层，可以促进水滴从室外机壁面脱落，减缓霜层的生长速度。近日，又有休斯顿大学
的科学家研发了一种称为磁性光滑表面（MAGSS）的材料，当冰晶接触到磁流体中时，磁流体会
形成一层屏障，致使冰晶无法附着在物体表面，或许也可为空调室外机除霜开辟新思路。