摘要
近年，国家为节约能源、改善环境污染等问题，提出由节能、高效的清洁能源供暖方式代替传统的燃煤锅炉，空气源热泵在其中发挥了重要的作用。但众所周知，空气源热泵冬季运行时，其室外换热器表面会结霜，霜层使得机组供热量降低，甚至导致机组无法继续运行，故热泵运行时必须除霜。目前常用的除霜方法是逆循环热气除霜，这种除霜方法虽然简单，但会导致系统产生冷热相互抵消，造成大量的能源浪费，且化霜时间长。针对上述常规除霜方法的缺陷，本课题组开发出了一种空气源热泵自融霜技术，本文是针对使用自融霜技术的超低温螺杆式空气源热泵的现场实测研究；拟利用现场实测的正常运行及化霜过程中的逐时运行数据，揭示自融霜方法的运行规律，为自融霜方法进一步的大规模工程应用奠定基础。通过对现场实测数据的分析和研究，获得以下结论： （1）实测热泵机组采用四组室外换热器交替化霜并连续供热的运行模式；实际化霜时间短，运行稳定，化霜期间依然有较大的供热量；每组室外换热器的化霜时间在50s-70s之间；化霜结束后的最高翅片温度约在25℃左右。在-8℃至0℃的室外温度下，回水温度在44℃至45℃之间波动时，除霜周期的平均cop为2.0左右，仍达到了热泵正常运行期cop的2/3。 （2）当室外温度为-0.38℃、供水温度为49.5℃时，四组室外换热器化霜期间，热泵连续供热的平均制热量与其化霜开始前的制热量之比分别是69.35%、61.98%、59.45%、58.53%，依次略有下降；在两组被化霜室外换热器之间设有140s-160s的恢复稳定期，其制热量为其化霜开始前制热量的（69.82%-76.73%）；化霜结束、经过136s恢复稳定后，热泵制热量为其化霜开始前制热量的108.29%。 （3）正常供暖时，压缩机排气温度稳定；在四组室外换热器依次开始除霜时，排气温度均快速下降，每组室外换热器除霜结束后约100s左右恢复至正常水平，但回升之后，排气温度的高点数值依次略有下降；在第一组室外换热器至第四组室外换热器的依次化霜过程中，排气温度快速下降的幅度逐步增加，由4℃增大至8℃，且室外温度越低，下降幅度越大。 （4）当一组室外换热器除霜时，正常工作的其它三组室外换热器的吸气压力相对稳定，维持在(0.02-0.03)MPa之间；但它们的翅片温度围绕环境温度上下波动，并且排在后面化霜的翅片，其翅片温度围绕环境温度上下波动的幅度相对更大；表明在化霜过程中的部分时间里，因为翅片温度高于环境温度，翅片不能从室外空气中吸热，且化霜后期更严重，说明目前的除霜控制逻辑存在优化空间，自融霜空气源热泵在化霜期间的性能还可以提高。 （5）螺杆式热泵四通阀切换除霜时，其外侧翅片处噪音会由83dB增大至90dB，但仅持续3s-5s，避免四通阀切换噪音过大对周围环境的影响。
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