4.2 风侧换热器的表面处理

　　国内外就抑制换热器表面结霜的问题进行了大量研究,有许多实验结果表明:随着翅片表面憎水性的提高,连续运转的时间延长,经亲水表面处理和经超憎水表面处理的换组连续运行时间,对提高热泵制热能力有很大作用,如图3所示。

图3 结霜实验对比
1-亲水表面处理；2-超憎水性表面处理

4.3 风机与风冷换热器的匹配

　　翅片表面的气流速度对换热器表面结霜也有一定影响。风速偏小(0.6～1m/s),不能吹走霜晶,使霜层增厚；风速较高(3m/s)对抑制结霜较有利,因为风速高时一方面加大了换热器的传热系数,在相同的大气条件下,可使蒸发温度有所提高,从而提高翅片表面温度,另一方面,高风速可以吹走霜晶。对表面积较大的换热,由于迎风速度不均匀,在低风速最先出现结霜现象。此时为了避免结霜,可适当提高风机转速,加大空气流量,提高风速,可抑制结霜,同时提高了热泵在此工况下的制热能力。

4.4 除霜控制技术的改进

　　为了防止盘管上结霜和机组停机,需要一个化霜循环。一个除霜过程通常需要3分钟(某些进口设备的除霜时间必需1分钟左右)在此期间:第一分钟风扇不转,以便使冷凝温度尽快升高去融霜,第二和第三分钟风扇才开始转动,主要是为了带走被融化的水分。如果没有这个程序而直接停止化霜循环,则盘管上没干的水会重新结成霜,降低了除霜的效果。在机组化霜过程中,热泵不仅不能给系统提供热量,反而会吸收热量。当机组盘管结霜时,机组效率迅速下降,直到一定限度时机组开始化霜。此时,大约3分钟的时间,机组从水系统中吸收热量提供到盘管去除霜。实际上,在这3分钟的时间里,机组产生的能量是负数。负能量的数量与在同样时间内产生的正能量的数量大致相当,所以从能量角度讲,3分钟的除霜就好比机组停机6分钟。因此,每一个化霜循环就相当于效率下降0%。目前较广泛使用的化霜系统有3类:第一类只简单控制时间,第二类根据空气温度来控制时间,第三类较全面,根据温度、压力双重参数来控制时间。第一种是最老的方法,在机组使用电子控制之前被普遍使用。用这种方法,化霜完全由时间控制,例如每30分钟化霜一次,不管室外温度高低。其能量消耗可想而知。

　　第二种方法引入了盘管的出风温度参数:当出风温度低于一个设定值时,通常这个温度为0～3℃,开始计时。通常在30分钟后,如果温度还是低于设定值,则开始化霜。目前大部分中小冷量的热泵采用这种方法控制化霜。乍看起来,这个第二种方法可以避免很多化霜,但如果仔细分析其控制方式就会发现其实不然。为了保证能够化霜效果,温度的最低设置点不能低于1.5℃(出风温度和盘管表面温度的差)。然后可以改变时间设定,但必须考虑到远行中最恶劣的远行条件,尤其是早上启动的时候。因此时间设定应该很短,最长不能超过30分钟,以避免压力过低造成停机。然后还要考虑人为因素。通常是由厂家的人员或系统管理员来设定这些参数,他们并不关心机组的能耗。厂家和管理员关心什么?就是减少设备停机的可能性,使他们连续不断地工作运行。这样,他们通常都留有较大的保险系数,将温度设定为3℃,时间设定为30分钟。对于他们来说,多化一次霜总比盘管上结霜好。第三种方法,能进行一种较连贯性的控制。因为系统利用两个不同的参数，即空气温度和蒸发压力。比如气温是5℃的有雾天气,控制系统的调节逻辑是:如果蒸发压力降到3.8bar以下（对于R22。则蒸发温度为-7℃),开始计时,如果30分钟过后,盘管出口空气温度低于0℃,化霜开始。从理论上讲是可行的,事实上,这些参数的设定都留有较大余量。例如,一个很有名望的厂家让其热泵以3℃(盘管出口空气温度)的厂家设定值出厂,无论如何,这些值也不会降到0℃以下。所以说,所有这些都不能优化化霜工作,都不能算是自动化的化霜控制。那么如何才能真正达到智能化、对机组进行最有效的除霜呢?

图4 智能化除霜

　　如图4所示,制热开始或除霜后,经数分钟稳定运行,电脑记录当前气象环境下的蒸发压力A,并计算得出一个基准值B。每一次制热运行由于条件不同,就会得到一个不同的A值和一个不同的B基准值。蒸发压力A随机组运行时间延长,换热器表面结霜加厚而下降。当蒸发压力下降至B1时,电脑控制机组进行一次除霜；如果气象环境不好,换热器表面结霜加快,蒸发压力下降也快,除霜开始发生在B2点；如果气象环境较好,换热器表面结霜较慢,蒸发压力下降也慢,除霜开始发生在B3点；在气象环境很好时,换热器表面不结霜,蒸发压力保持不变,机组保持制热运行不除霜,工作如B4。

参考文献

　　1确高春英。风冷热泵机组冬季的除霜控制大众用电,2000,5
　　2 蒋能照。空调用热泵技术及应用机械工业出版社,1997
　　3 郭庆堂。实用制冷工程设计手册建筑工业出版社,1994
　　4 黄虎,李志浩,束鹏程。提高风冷热泵冷热水机组结霜工况下性能的途径暖通空调2001,1
　　5 谷波,田树波,孙涛。风冷热泵机组的结霜特性研究。暖通空调,2001,31(1)3.
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