空氣源熱泵熱水器除霜方法控制策略
空氣源熱泵熱水器除霜方法控制策略：空氣源熱泵熱水器裝置在冬天外界環(huán)境溫度低下的時候很容易結(jié)霜，影響系統(tǒng)的運行，特別是北方寒冷地區(qū)結(jié)箱情況很嚴重，所以空氣源熱泵在北方市場不太理想。當(dāng)空氣源熱泵結(jié)算時，應(yīng)采取合理的除霜控制策略。下面，上海鎂雙蓮太陽能科技有限公司小編根據(jù)公司工程部人員以往的工作經(jīng)驗，將他們實際運用中的除霜方法與您分享：
我們應(yīng)采取簡單、安全、可靠的除霜方法，但由于結(jié)霜速率與空氣參數(shù)（溫度、相對濕度、速度等）、熱泵工質(zhì)的蒸發(fā)溫度與流動速度、蒸發(fā)器材料與結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素均有關(guān)，除霜速率也與除霜方法、除霜時間、除霜時的環(huán)境空氣參數(shù)、蒸發(fā)器熱容等多個因素有關(guān)，因
此，建立準(zhǔn)確的除霜控制策略較復(fù)雜，空氣源熱泵工程中常用的有以下幾種除霜方法。
①簡單的時間周期法控制除霜開始和終止 這是一種較初級的控制方法，如規(guī)定在結(jié)
霜季節(jié)每隔30～40min進行一次除霜，每次除霜時間為3～6min。這種控制方法的缺點很明
顯，即不論有無霜、霜厚薄，均到時刻即除霜，能源浪費很大。
②以空氣出蒸發(fā)器的溫度(出風(fēng)溫度)作為除霜開始的判斷依據(jù),原理是當(dāng)蒸發(fā)器
的出風(fēng)溫度低于某一數(shù)值時，蒸發(fā)器表面就可能已開始結(jié)霜，過一段時間(如30min)后，
如出風(fēng)溫度沒有回升，則認為蒸發(fā)器表面的結(jié)霜已較多，可開始除霜。這種方法的可操作性
很好，但出風(fēng)溫度的設(shè)置較關(guān)鍵，設(shè)置過高則除霜過于頻繁；設(shè)置過低則蒸發(fā)器積霜過厚，
且合理的出風(fēng)溫度隨室外空氣的溫度、相對濕度等均有關(guān)，往往不易掌握。
③以空氣流過蒸發(fā)器的壓降作為除霜開始的判斷依據(jù) 該方法的原理是隨蒸發(fā)器表面
結(jié)霜的厚度，空氣流過蒸發(fā)器的壓降也相應(yīng)變化，通過測量空氣的壓降，可作為除霜開始的
判斷依據(jù)。這種方法需精度較高的壓差測量元件。
④以風(fēng)機電流作為除霜開始的判斷依據(jù) 隨著蒸發(fā)器表面的結(jié)霜，空氣流過蒸發(fā)器的
阻力增大，風(fēng)機的電流也增大，可由此判斷何時可開始除霜。但引起風(fēng)機電流變化的因素很
多，以此確定除霜開始時機易導(dǎo)致誤報。
⑤以蒸發(fā)器內(nèi)熱泵工質(zhì)的流速作為除霜開始的判斷依據(jù) 隨著蒸發(fā)器表面結(jié)霜，蒸發(fā)
器管內(nèi)熱泵工質(zhì)的流速也會相應(yīng)變化，當(dāng)流速與無霜時的差值大于某一設(shè)定值時，則可開始
除霜。該方法需精度較高的流速測量元件，且除結(jié)霜外，影響熱泵工質(zhì)流速的其他因素也
較多。
⑥以蒸發(fā)器管及翅片的溫度梯度作為除霜開始的判斷依據(jù)蒸發(fā)器表面結(jié)霜情況不同，
蒸發(fā)器管及翅片的溫度也不同，可以此作為除霜開始的判據(jù)。該方法對溫度傳感器的可靠性
及布放要求較高。
⑦以蒸發(fā)器管內(nèi)熱泵工質(zhì)的溫度作為除霜開始的判斷依據(jù) 蒸發(fā)器表面結(jié)霜時，通常
會導(dǎo)致熱泵工質(zhì)的蒸發(fā)溫度下降，且蒸發(fā)溫度的下降幅度與霜層厚度有關(guān)，故可用熱泵工質(zhì)
的蒸發(fā)溫度作為除霜開始的判斷依據(jù)，但該溫度也受其他一些因素的影響。
⑧用測知霜層厚度作為除霜開始的判斷依據(jù) 如采用聲音振蕩器(該方法根據(jù)聲學(xué)共
振原理，通過監(jiān)測安裝在蒸發(fā)器內(nèi)的聲音振蕩器的共振頻率來推知霜層厚度)或電容法(測
量結(jié)霜部位之間電容的變化)、計算機視覺等方法，測取霜層厚度，達設(shè)定值時，即可始除
霜，但霜層測量器件價格通常較高而導(dǎo)致實際應(yīng)用有一定難度。
⑨用熱泵制熱量作為除霜開始的判斷依據(jù) 當(dāng)壓縮機轉(zhuǎn)速、自來水流量及進口溫度一
定時，熱泵熱水裝置中冷凝器出口處的熱水溫度也與霜層厚度相關(guān)。
⑩用不同判據(jù)的組合來確定是否開始除霜 如時間一溫度法，既考慮裝置的運行時間
也考慮熱泵工質(zhì)的蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)器溫度，還可測量空氣進出蒸發(fā)器的溫度、相對濕度及速
度等，得到蒸發(fā)器表面的結(jié)霜速度等，幾個判據(jù)同時滿足時，才開始除霜。
相對于除霜開始來說，除霜結(jié)束的判斷要簡單些，可采用除霜時間(通常3～6min)、
蒸發(fā)器表面溫度(通常<13℃)等因素的綜合來作為除霜結(jié)束的判據(jù)。
此外，也可用多個與霜層厚度相關(guān)因素的測量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用模糊推理或建立數(shù)學(xué)模
型的方法，確定除霜開始與結(jié)束的最佳時機；還可利用自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等先進技術(shù)，使裝置的除霜判斷能有自己逐步改進，實現(xiàn)智能除霜。
在除霜過程中，除霜前期（霜未融化為水之前）蒸發(fā)器風(fēng)機應(yīng)停止，除霜后期（霜融化為水之后）蒸發(fā)器風(fēng)機應(yīng)啟動，將蒸發(fā)器表面的融霜水吹盡。
綜上所述，上海鎂雙蓮太陽能熱水器廠家小編認為：空氣源熱泵熱水器除霜所消耗的能量與環(huán)境空氣參數(shù)、除霜方法和除霜控制策略均密切相關(guān)，一般約占其總能量消耗的2%-10%，實際應(yīng)用中需根據(jù)用戶的具體情況進行優(yōu)化。 |
