文档介绍：1999 年第 6 期低温工程 No. 6 1 9 9 9
总第 112 期 CRYOGEN ICS Sum No . 112
改进风冷热泵冷热水机组除霜性能的实验研究
黄虎束鹏程李志浩
( 东南大学动力系南京 210018) ( 西安交通大学能动学院西安 710049) ( 南京建筑工程学院南京 210009)
摘要通过对一台风冷热泵冷热水机组除霜时使用热力膨胀阀和使用短管直接
连通机组高低压侧的对比实验, 研究了不同节流装置对机组除霜性能的影响, 提出
了改进风冷热泵冷热水机组除霜性能的一种方法。
主题词风冷热泵冷热水机组除霜热力膨胀阀
1 前言
风冷热泵冷热水机组作为中央空调的冷热源有不少优点[ 1] 。但当风侧换热器翅片表面温
度低于 0 ℃且低于大气露点温度时, 风侧换热器( 制热运行时为蒸发器) 表面即要结霜。在
大气温度较低而相对湿度较大的情况下这种现象尤为严重。当翅片管表面的霜层达到一定厚
度时, 将对风冷热泵机组的运行产生不利影响, 一方面霜层增加了从大气向风侧换热器的传
热热阻, 更为严重的是由于霜层的增厚, 使风侧阻力增加, 空气流量减少, 风侧换热量降低。
文献[ 2] 对一台气—气式热泵的实验表明, 当室外换热器空气流量由无霜时的 74 m 3/ m in 降
到 20 m 3/ m in ( 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[ 3] , 风机性能衰减, 导致机组保护。为此, 当风侧换热器霜层发展到一定程度
时必须除霜。目前, 风冷热泵采用较多的除霜方式为反循环除霜, 除霜时四通换向阀动作, 风
侧换热器与水侧换热器的功能对调, 风侧换热器作为冷凝器, 水侧换热器作为蒸发器, 用压
缩机排气除霜。除霜时机组停止向供热对象供热, 对于冷热水机组, 除霜时不能象气—气式
热泵可以停止室内风机的运转, 而仍要维持循环水的流动, 循环水通过蒸发器, 水温下降的
幅度较大, 对空调的舒适性影响较大, 机组的供热 COP 也下降。因此, 有必要缩短除霜时间。
除霜性能的改进与许多因素有关, 如风侧换热器结构与表面处理、压缩机性能、除霜控制方
式[ 4~ 6] 等。本文对除霜运行时用热力膨胀阀为节流元件和用短管直接连通高低压侧的风冷热
泵冷热水机组除霜运行时的性能进行了实验研究, 结果表明, 后者的除霜性能优于前者, 主
要表现在压缩机吸气压力衰减小、除霜时间短等。除霜时用短管直接连通高低压侧, 装置简
本文于 1999 年 4 月 18 日收到。黄虎, 男, 37 岁, 博士后。
第 6 期改进风冷热泵冷热水机组除霜性能的实验研究 53
单、易于控制, 可作为改进风冷热泵冷热水机组除霜性能的一个办法。
2 风冷热泵冷热水机组除霜运行时制冷系统状态变化过程分析
风冷热泵冷热水机组制热运行与除霜( 制冷) 运行时的流程图, 如图 1、图 2 所示, 图 3
是节流装置为热力膨胀阀和除霜时用短管( 内径为 3. 4 m m) 直接连通高低压侧时的风冷热泵
冷热水机组吸、排气压力随时间的变化图。图中“A”线、“B”线分别为使用热力膨胀阀除霜
时机组吸气压力与排气压力的变化; “C”线、“D