針對空氣源熱泵來講,除了具備諸多優(yōu)勢以外,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組樣本(或銘牌)上給出的冬天制熱量能效比(不加說明),一般指標準工況(名義工況)下的制熱量、能效比(干球溫度7,濕球溫度6,)冷熱水熱泵機組名義工況的最低制冷性能系數(shù)額定制冷量>50kW,COP不應小于2.6。
標準工況能效比測試數(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測定。2、制冷工況參數(shù)在進水溫度12,出水溫度7,戶外環(huán)境溫度35測定。3、制熱工況參數(shù)在進水溫度40,出水溫度45,戶外(環(huán)境溫度)干球溫度7測定。
因此,在夏熱冬冷地域,鑒于超低溫熱泵冬天供暖時的戶外空氣溫度最低達到-20,但目前空氣源熱泵空氣能熱泵機組樣本(或銘牌)上給出的冬天制熱量干球溫度7,濕球溫度6。冬天當環(huán)境溫度小于-10,在實際運行時,空氣源熱泵空氣能熱泵機組冬天運行制熱量具有衰減,造成空氣源熱泵空氣能熱泵機組冬天運行制熱量衰減現(xiàn)象的原因有兩個:
1、當室外溫度小于7時,一方面室外側換熱器表面結霜會增大換熱熱阻,減小單位時間內的換熱量;與此同時,為了除去盤管上的霜層,空氣能熱泵機組不得不作周期性的短暫換向運行,由制熱工況改為制冷工況。這必然導致空氣能熱泵機組實際制熱運行時間的減少,從而影響向室內提供的熱量。這一部分熱量衰減得比較有限,大致為5%~7%,而且空氣能熱泵機組多在空氣溫度-5~7時出現(xiàn)結霜。伴隨著室外溫度的降低,鑒于空氣中含濕量的減小,結霜的概率不增反降。
2、簡單的說,鑒于室外溫度的降低,空氣源熱泵熱水機組工作時吸取的是戶外空氣中的熱量,提升后把它傳遞給用戶側的水,顯而易見,氣溫越低,越不容易吸取和提升,高效率就越低。直接導致熱泵機組制熱量的降低。
怎樣保證空氣源熱泵空氣能熱泵機組冬天超低溫下的高效率難題:
1、事實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組單臺制熱量時,應參照當?shù)氐亩鞖庀筚Y料,查當?shù)囟炜照{戶外計算干球溫度相適應制熱量,并計算出能效比,避免鑒于冬天超低溫下的高效率達不到制熱量效果。
2、空氣源熱泵結霜、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,當室外空氣在流經(jīng)蒸發(fā)器被冷卻時,其所含的水分就會析出并依附于蒸發(fā)器表面形成霜層,結霜對熱泵是極其不利的。隨著霜層的形成,蒸發(fā)器傳熱熱阻增加,蒸發(fā)溫度下降,機組的性能下降,工況惡化,制熱量也將下降,這將嚴重影響壓縮機以及熱泵整體的性能,同時,除霜帶來的額外費用還將降低空氣源熱泵的經(jīng)濟性,這也就是為什么空氣源熱泵在寒冷、潮濕地區(qū)的應用受到限制的原因。所以說,除霜機理、化霜方法一直是空氣源熱泵研究與應用中要解決的重點與難點。
另外,如何對機組本身進行優(yōu)化設計,減少結霜,如何采用更好的除霜方式來提高空氣源熱泵的運行效率,節(jié)約機組的費用,這些都仍值得探討。