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最新公告:

今冬最大范围降雪来了!这份「空气源热泵结霜、除霜等供暖维护问题研究」请收下

发表时间:2019-12-03 16:13


今冬以来最大范围降雪强势登场!

中央气象台消息,28日夜间至30日,西北地区东部、华北、东北地区等地自西向东将出现小到中雪或雨夹雪,其中,29日降雪达到高潮,内蒙古中部、青海东部和南部、甘肃中南部、陕西北部、山西中北部、河北北部等地部分地区有中到大雪,这次降雪过程将会是今冬以来范围最大的一次,随降雪而来的还有大风降温天气,将覆盖八成以上国土。




冷空气对空气源热泵供暖的考验


制热量(能效比)降低


因为空气源热泵所需要的热量来源于空气中的热量,所以温度降低对空气源热泵供暖系统的考验之一是机组的制热量和能效比(COP)降低。空气源热泵通过冷媒吸收环境中的热量,当室外的环境温度较高时,其制热能力也相应提高,能效比较高;当室外环境温度较低时,其制热能力也相应衰减,能效比降低。今冬最大范围降雪,空气源热泵的制热量将会随温度的降低衰减得更厉害,如果设备配置不足或室内面积过大,将导致制热量降低,室内的供暖效果将大打折扣。


冰霜使系统面临被破坏的风险


结霜对于空气源热泵运行是极其不利的,随着霜层在换热器表面的形成,机组的性能下降,工况恶化,热泵机组的制热量也随之下降,严重影响了空气源热泵性能 , 特别是在寒冷的北方地区,冬季供暖时空气源热泵机组几乎不能正常运行。


如何维保?


1、开机前后,先检查

开机前

1.检查各项电压是否平衡

2.检查机组电压和电气系统接线是否牢固

3.检查机组安全保护装置有无拆装或调整

4.检查氟系统有无泄漏

5.检查主机出风口有无堵塞或通风不畅

6.检查蒸发器是否需要清洗

7.检查主机运行及安全保护设定参数是否有改动

开机后

1.检查主机各部件工作是否正常

2.检查主机系统工作压力是否正常

3.检查主机运转时是否有异常响声和振动

4.检查压缩机是否有不正常噪音和震动

5.检查及记录相关运行数据

6.检查主机控制器是否可正常操作

7.主机启动后,仔细观察压缩机电流是否正常

8.检查主机出水温度与显示数值是否一致

9.开机时先预热

10.试运行过程中勿手动开、停机


2.降温前巡检工地,注意清洗机器

不应该是客户出现问题才上门维修,而是把服务赶在问题发生前。在冬天来临之际,或在平常日子,主动清洗和检查机组,洗重要部件,检查机组线路等,确保机组平时不会出现故障,以保证能顺利过冬。


3.加强管道的保温效果

管道保暖对工程质量来说,非常重要,很多经销商都意识到管道保暖的重要性。因此,应尽早为管路穿上“衣服”


4.保持热泵和系统通电

空气源热泵制热是以水作为中间介质进行热量的传递,如果天气温度比较低,一旦我们出门时给空气能热泵断了电,那么有可能导致管路内的大量水流温度急剧下降,温度过低的话,就有可能冻坏设备,导致设备出现故障。空气源热泵设备都具有防冻功能,在水温低至一定温度时,设备会自动启动,防止设备及管路结冰。


5.不用时应及时放水排空

若空气源热泵在冬季不运行或需要长时间停机,比如长期外出机组不经常使用时,应当将机组、水泵、室外管路内的水全部排空,以防机组冻坏,并切断电源。然后再运行时要对空气源热泵系统进行一次全面的检查,确保没有出现故障。


6.冷凝水应妥善处理

空气源热泵在供暖时有着大量的冷热变化,因此在供热的过程中,无疑会有大量的冷凝水排放。

大家都知道水往低处流的道理,如果在冷凝水的排放上略有疏忽,那么冷凝水通过管道往外排,会流到地面上,气温低于零度的话,冷凝水容易结成冰,有可能将排水管冻住,进而沿着排水管往上攀升,最后导致设备无法正常运行。

而且对“煤改电”的农村用户来说,由于主机都安装在路边或院内,冷凝水无序排放的话,很可能造成路面光滑,进而导致人行走之时摔倒摔伤,导致不必要的经济损失。所以冷凝水的管道位置一定要合理地的设计,自己也要不定期清理冷凝水。


7.热泵周围杂物和积雪及时清理

如果热泵安装位置通风不好,将会影响热泵的制热效果,因此要多清理,还要注意的是主机风扇吹出来的是冷风,如果前面有杂物阻挡,会影响到冷风的排散,这样就会导致空气中热量不足,影响到制热效果。如果雪过大的话,积雪要及时清除。


8.如果主机结霜,需要彻底化霜

冬天主机必须彻底化霜,如果霜未完全化完就启动主机,会使主机结冰,而且会越结越多,进入恶性循环,导致主机无法正常工作。机组结霜,无非有正常和非正常两种状态。

实际化霜过程记录


正常结霜,当冬季室外温度低于0℃时,制热运行时间长,室外机组整个换热器表面均匀结霜,这是正常的现象。原因是:换热器温度低于环境空气的露点瘟度时,整个换热器上散热片表面会产生凝露水,当环境空气温度于0℃,凝露水就会凝结成薄霜。当然结霜严重时会影响机器制热效果。一般热泵产品都有自动化霜功能,确保机组正常运行。


非正常结霜,这是导致空气能运行故障的主要原因,这也是所有经销商必须高度注意的地方。判断步骤及排除方法如下:

首先检查设置是否正确,化霜启动时间、启动温度、化霜时间、化霜结束温度等设置是否合理。一般情况下,化霜出厂设置启动温度是2~4℃,化霜间隔时间为30~45分钟,化霜结束温度一般为10℃左右。先检查这些设置是否合理,然后再进行下一步的判断。


空气源热泵除霜控制方法

除霜的目的是为了提高机组的性能,保证机组的正常运行。目前关于空气源热泵除霜技术的研究主要聚焦在加快融霜过程和抑制结霜技术两大方面。在除霜过程中,机组的运行状态还没有达到需要除霜的要求,而此时由于自动化设定机组已进入除霜模式,或机组换热器表面霜层厚度已经达到除霜要求,但机组没有进行除霜,这种供需不平衡的工况造成了机组的误除霜,加大了机组负担,大大增加了系统的耗电量。学者们提出了各种空气源热泵的除霜控制方法,直接测量是比较精准的控制方法,但由于受到实际操作环境以及工程造价等制约。很少使用,间接测量是目前常用的除霜控制方法,具体有以下三种:


(1)时间—温度法

目前应用最普遍的控制方法,时间—温度除霜控制方法是在换热器表面设置温度传感器,当室外蒸发器换热盘管表面或翅片表面的温度低于某一设定值后,开始记录压缩机运行的时间,当时间到达设定值后(通常为45min),空气源热泵系统进入除霜模式。除霜模式程序设计逻辑简单,是一种比较简单、经济、应用广泛的除霜控制方法。但时间—温度法由于时间的设定必须是固定值,因此在实际运行过程中,该方法并不能准确地掌握机组何时进行除霜,机组“误除霜”现象频发,严重影响机组的性能和效率。


(2)模糊智能除霜

模糊智能除霜是一种模块化的智能除霜控制方法,它包括数据采集与 A/D 转换模块、输入量模糊化模块、模糊推理模块、除霜控制模块和监控及调整模块,各个模块按顺序进行逻辑运算,具体运算过程见下图 。

从图中可以看出,模糊智能除霜控制方法在于控制模块的标准制定是否合理,但由于不同的机组处于不同的地区和环境,气象条件也不同,只根据一般经验而设定的控制标准具有片面性,但根据机组自身实际条件制定控制标准工作量大又耗费时间。自动化模块虽然大大提高了除霜过程的有效程度,但仍不能彻底解决“误除霜”的问题。



(3)霜层厚度法

该方法原理简单,利用霜层厚度传感器检测蒸发器盘管表面的霜层厚度,当厚度达到预定的化霜厚度即开始化霜。该方法需要根据实际管径及盘管位置合理设置化霜厚度。但化霜厚度如何合理设置是该方法应用的关键因素之一;同时在硬件方面需要高增益的信号放大器及传感器,价格比较昂贵。


3.3除霜技术

空气源热泵冬季供暖时,换热器表面的结霜情况对机组制热效果有影响,而除霜技术不但影响机组制热效果,还对机组可靠性有一定影响。除了对空气源热泵系统选择合理的除霜控制方法,还需选择合适的除霜技术与控制方法结合,达到机组的除霜目的。


(1)传统除霜技术

除霜是提高空气源热泵系统在低温环境中运行性能的有效途径。目前空气源热泵的除霜可分为三种:(1)电除霜,操作简单,除霜完全,广泛应用,但耗电量大,不能用于大型装置。(2)逆循环除霜,简单易行,除霜效果好,但系统稳定性差,不能有效控制。(3)热气旁通除霜:不需改变机组的制热循环,只对换热器旁通热气进行除霜。


(2)相变蓄能除霜

将蓄热技术充分应用于提高能源效率和环保方面,解决能源供给相关问题;并将相变材料和热泵技术相结合,提高低温环境下热泵系统的性能。华南理工大学、哈尔滨工业大学、University of Ulster(UK) 等在蓄热型热泵做了大量的研究工作,研究发现蓄热型热泵处于满负荷运行时,有利于系统高效运行。因此,将相变储能技术与热泵技术相结合,可以更好地提高热泵机组在低温环境下的性能系数和能效比。


(3)无霜空气源热泵

目前国内已有学者对无霜型空气源热泵做出初步研究,无霜空气源热泵系统工作原理如图 9 所示,对进入蒸发器的空气先进行除湿,进而实现热泵的无霜运行。

付慧影等人研究发现无霜空气源热泵系统能够在冬季低温条件下实现稳定供热,但系统效率略低于传统系统。梁明坤等人通过实验验证了溶液喷淋板状换热器的无霜方式运用在冬季空气源热泵系统的可行性,但是该系统需要额外的溶液再生装置,系统复杂。目前国内关于无霜空气源热泵技术的相关研究尚未成熟,无霜型空气源热泵除霜过程控制问题较为复杂,缺少适用的一般控制参数。



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