空气源热泵热水系统结霜和除霜研究现状与进展

郭俊杰,吴静怡

1宁波方太厨具有限公司 2上海交通大学

1 前言

空气源热泵热水系统是以空气作为低温热源进行供热的热水装置。相对于其他类型的热泵而言，我国对空气源热泵的研究起步较早，研究的内容也相对较多。由于空气源热泵热水系统以环境空气作为低品位热源，而空气中的能量都是来自太阳源源不断的辐射，取之不尽，用之不竭，因此，空气源热泵热水系统属于一种对可再生能源进行转换的装置，具有节能和环保的双重特征。在能源和环保压力日益增大的今天，空气源热泵热水系统在热水领域正在获得越来越多的关注。

对于空气源热泵热水系统，在制取热水运行时空气侧换热器结霜和除霜是影响机组冬季运行的一个重要问题。尽管少量的结霜会使空气侧换热器表面变得粗糙，在短时间内可以改善热泵热水系统的性能，但这种情况对系统性能的改善是短暂和有限的，当翅片管表面的霜层达到一定厚度时，不仅使霜层增加了从大气向风侧换热器的传热热阻，同时由于霜层的增厚，使风侧阻力增加，空气流量减少，空气侧换热量下降,导致系统的供热量明显降低。文献[1]对一台空气源热泵的实验表明，当室外换热器空气流量由无霜时的74 m3/min降到20m3/min(即下降75%)时，空气侧换热量下降20%。当霜层增长到一定厚度时，风机电流也迅速上升[2]，风机性能衰减，导致机组保护。为此，当空气侧换热器霜层发展到一定程度时必须除霜,。……