針對(duì)空氣源熱泵來(lái)講,除了具備諸多優(yōu)勢(shì)以外,仍具有許多缺陷及尚需克服的難題。空氣源熱泵的性能受戶外氣候條件變化影響較大,伴隨著戶外環(huán)境的惡化而惡化。
大家都知道,超低溫空氣源熱泵機(jī)組樣本(或銘牌)上給出的冬天制熱量能效比(不加說(shuō)明),一般指標(biāo)準(zhǔn)工況(名義工況)下的制熱量、能效比(干球溫度7,濕球溫度6,)冷熱水熱泵機(jī)組名義工況的制冷性能系數(shù)額定制冷量>50kW,COP不應(yīng)小于2.6。
標(biāo)準(zhǔn)工況能效比測(cè)試數(shù)據(jù):1、上述熱水工況參數(shù)在環(huán)境溫度20,水溫從15升到55測(cè)定。2、制冷工況參數(shù)在進(jìn)水溫度12,出水溫度7,戶外環(huán)境溫度35測(cè)定。3、制熱工況參數(shù)在進(jìn)水溫度40,出水溫度45,戶外(環(huán)境溫度)干球溫度7測(cè)定。
因此,在夏熱冬冷地域,鑒于超低溫?zé)岜枚旃┡瘯r(shí)的戶外空氣溫度達(dá)到-20,但目前空氣源熱泵空氣能熱泵機(jī)組樣本(或銘牌)上給出的冬天制熱量干球溫度7,濕球溫度6。冬天當(dāng)環(huán)境溫度小于-10,在實(shí)際運(yùn)行時(shí),空氣源熱泵空氣能熱泵機(jī)組冬天運(yùn)行制熱量具有衰減,造成空氣源熱泵空氣能熱泵機(jī)組冬天運(yùn)行制熱量衰減現(xiàn)象的原因有兩個(gè):
1、當(dāng)室外溫度小于7時(shí),一方面室外側(cè)換熱器表面結(jié)霜會(huì)增大換熱熱阻,減小單位時(shí)間內(nèi)的換熱量;與此同時(shí),為了除去盤管上的霜層,空氣能熱泵機(jī)組不得不作周期性的短暫換向運(yùn)行,由制熱工況改為制冷工況。這必然導(dǎo)致空氣能熱泵機(jī)組實(shí)際制熱運(yùn)行時(shí)間的減少,從而影響向室內(nèi)提供的熱量。這一部分熱量衰減得比較有限,大致為5%~7%,而且空氣能熱泵機(jī)組多在空氣溫度-5~7時(shí)出現(xiàn)結(jié)霜。伴隨著室外溫度的降低,鑒于空氣中含濕量的減小,結(jié)霜的概率不增反降。
2、簡(jiǎn)單的說(shuō),鑒于室外溫度的降低,空氣源熱泵熱水機(jī)組工作時(shí)吸取的是戶外空氣中的熱量,提升后把它傳遞給用戶側(cè)的水,顯而易見(jiàn),氣溫越低,越不容易吸取和提升,率就越低。直接導(dǎo)致熱泵機(jī)組制熱量的降低。
怎樣保證空氣源熱泵空氣能熱泵機(jī)組冬天超低溫下的率難題:
1、事實(shí)上制熱量能效比是隨干球溫度、濕球溫度變化的。假如選擇空氣源熱泵空氣能熱泵機(jī)組單臺(tái)制熱量時(shí),應(yīng)參照當(dāng)?shù)氐亩鞖庀筚Y料,查當(dāng)?shù)囟炜照{(diào)戶外計(jì)算干球溫度相適應(yīng)制熱量,并計(jì)算出能效比,避免鑒于冬天超低溫下的率達(dá)不到制熱量效果。
2、空氣源熱泵結(jié)霜、化霜難題的研究。鑒于空氣源熱泵冬天采用空氣作為熱源,因此,伴隨著室外溫度的降低,其蒸發(fā)溫度也隨之降低,蒸發(fā)器表面溫度隨之下降,甚至小于0。此時(shí),當(dāng)室外空氣在流經(jīng)蒸發(fā)器被冷卻時(shí),其所含的水分就會(huì)析出并依附于蒸發(fā)器表面形成霜層,結(jié)霜對(duì)熱泵是極其不利的。隨著霜層的形成,蒸發(fā)器傳熱熱阻增加,蒸發(fā)溫度下降,機(jī)組的性能下降,工況惡化,制熱量也將下降,這將嚴(yán)重影響壓縮機(jī)以及熱泵整體的性能,同時(shí),除霜帶來(lái)的額外費(fèi)用還將降低空氣源熱泵的經(jīng)濟(jì)性,這也就是為什么空氣源熱泵在寒冷、潮濕地區(qū)的應(yīng)用受到限制的原因。所以說(shuō),除霜機(jī)理、化霜方法一直是空氣源熱泵研究與應(yīng)用中要解決的重點(diǎn)與難點(diǎn)。
另外,如何對(duì)機(jī)組本身進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),減少結(jié)霜,如何采用更好的除霜方式來(lái)提高空氣源熱泵的運(yùn)行效率,節(jié)約機(jī)組的費(fèi)用,這些都仍值得探討。