低温热泵如何进行延缓结霜和融霜控制

    普通型热泵运行的最低温度是干球温度7℃，湿球温度6℃，也就是说在低于7℃以下的气温已经不太适合普通型空气能热泵的运行了；而低温型热泵运行的最低工况是干球温度-7℃，湿球温度-8℃，相比之下，低温型热泵在大部分长江以南地区仍适合使用。

    摘要：普通型热泵运行的最低温度是干球温度7℃，湿球温度6℃，也就是说在低于7℃以下的气温已经不太适合普通型热泵的运行了；而低温型热泵运行的最低工况是干球温度-7℃，湿球温度-8℃，相比之下，低温型热泵在大部分长江以南地区仍适合使用。

    既然是低温型热泵，在产品的设计上有哪些需要是特别注意的呢？本文作者根据多年来对热泵在低温工况下的实验研究以及实际工程应用所积累的心得，就延缓结霜和融霜控制两个方面谈及自己的一些见解，论述“低温型”热泵在产品除霜的技术特性。

    最近跟一位在江浙地区做热泵销售的朋友交谈，谈话间他说“有人告诉他南方的热泵机组在他们那里不能用。”我说为啥？他回答说“南方的热泵机组是按照南方的环境做的，到了我们这个地方就完了，07年的雪灾就很好地说明了这个问题”。的确，那一年的雪灾给大家留下了深刻的记忆，不知有多少热泵厂家的热泵在那一年遭遇了滑铁卢。的确，低温的环境是最考验热泵的质量的，因为热泵在寒冷天气容易结霜，结霜一旦除不干净会影响热泵的正常运行。

    究竟这个结霜是怎么形成的呢？又是什么原因导致除不干净呢？首先，空气中存在水蒸气，空气中的水蒸气在经过热泵的蒸发器被冷却之后形成水，在环境气温较低的时候，会变成霜，依附在蒸发器的表面。随着热泵机组的连续工作，霜层会越积越厚，达到一定程度就会阻塞气流通过蒸发器，影响蒸发器的吸热。这个时候就需要启动除霜程序对霜层进行清理了。当热泵进入除霜程序，霜会被加热融化形成水并从蒸发器上流走。如果一次融霜不彻底，霜层未能完全清除，这部分的霜夹杂着除霜时候融化的水分，在热泵机组重新制热的时候，就会在蒸发器的表面形成“冰”，除也除不掉。此时热泵再进入制热程序，又会形成更多的冰，形成恶性循环没法除掉，进而降低制热性能，导致压缩机排气温度升高，影响机组寿命。

    回到刚才那位朋友提到的南方机组不适用于当地的问题，我认为是犯了以偏概全的错误了，毕竟南方地区是国内最早生产和使用热泵的地区之一，厂家的数量和规模也是领先全国的，要生产出适合该地区使用的热泵是没有问的，我想有些概念必须搞清楚。在2008年出台的空气能热泵热水机组国家标准中提到，空气能热泵根据适用工况分为普通型和低温型两种，那么什么是普通型，什么是低温型呢？国标里作如下规定：

低温型热泵界定

    从表中我们可以看出，普通型热泵运行的最低温度是干球温度7℃，湿球温度6℃，也就是说在低于7℃以下的气温已经不太适合普通型热泵的运行了；而低温型热泵运行的最低工况是干球温度-7℃，湿球温度-8℃，相比之下，低温型热泵在大部分长江以南地区仍适合使用。

    要想在热泵要想在冬天气温低至零下7℃的地区稳定使用并获得良好的节能效果，你的热泵必须是“低温型”。

    既然是低温型热泵，在产品的设计上有何特别需要注意的呢？根据我们多年来对热泵在低温工况下的实验研究以及实际工程应用所积累的心得，提几点需要注意的地方，主要从延缓结霜和融霜控制两方面着手：

    1、蒸发器的铜管最好是由光铜管更换为内螺纹铜管，使得冷媒在铜管内流动得到充分的扰流，强化传热，提升蒸发器的换热效果。

    2、相比普通型热泵，低温型热泵蒸发器的换热面积必须加大20%以上，虽然这样做会增加制造的成本，但是更大的换热面积意味着更好的换热性能，减少蒸发器内冷媒与空气的换热温差，减缓结霜的形成。

    3、蒸发器翅片距离越小，越紧凑，风扇阻力就大，虽然空间利用率都很好。但是冬季效果不好，因为结霜时容易将空气流通道堵起来。而且翅片间距越小，堵得越快。（冷库的翅片就的起码6mm以上）而一般的空调器的翅片间距在1.8mm左右，有的甚至是1.6mm，这是不适合用于热泵热水器的。翅片间距增大可延缓结霜，那么如何选择翅片距离呢？这需要厂家在成本与性能之间找准平衡。

    4、蒸发器的表面最好覆盖上亲水铝膜，利于除霜时融水的快速排走，另外翅片的形状勿采用空调器的那种“开窗”片形式，这种结构同样不利于融水的排走，特别是沾上灰尘之后。

    5、使用高性能的风机，加大风机风量，减少霜在蒸发器上堆积的数量。提高风机转速是一个增加风量的做法，不过这样做同样会增加热泵运行时的噪音，所以我建议选用低噪音大风量的高性能风机，在获得大风量的同时避免增加运行噪音。