跨临界CO2热泵的热气旁通除霜方法及除霜时间分析

空气源热泵系统在低温工况下运行时,存在蒸发器表面结霜、系统性能恶化等问题.针对传统除霜方法在跨临界CO2热泵系统应用中的局限性,对热气旁通除霜方法进行实验研究.在搭建的空气源跨临界CO2热泵系统实验平台上,以外径12.7 mm的旁通铜管作为节流机构,对除霜过程中的动态参数变化以及环境温度对除霜时间的影响进行分析,并绘制除霜不同时刻的系统压焓图.实验结果表明:热气旁通除霜过程较为稳定,各测点参数变化较为平缓.结合实验数据,可以发现,采用热气旁通除霜方法可明显提高蒸发器进口温度至30℃左右,缩短除霜时间;而除霜时间受除霜稳定期影响较大,环境温度降低或环境湿度增大均会延长系统除霜时间,除霜能耗比值与除霜时间比值的变化趋势基本一致.对热气旁通除霜效率进行计算,其值为46.5%,与其他热气除霜方法相比,效率增长33.62%,除霜时间缩短100 s,说明热气旁通除霜方法更适用于空气源跨临界CO2热泵系统.

基于多热源辅助的新型空气源热泵除霜方法研究

由于现阶段常见的除霜方法存在除霜热源单一、部分方法结构复杂等问题,提出了多热源辅助(MHSA)除霜法。该方法基于热气旁通法和蓄热除霜法的原理,利用系统在谷电期的制热和太阳能等多种热源进行蓄热,并利用储存的热量加热压缩机吸气,以达到多热源辅助除霜的效果。建立了蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀和蓄热装置的数学模型,对MHSA除霜法进行了模拟分析,并与传统的热气旁通除霜法进行了比较。结果表明,MHSA除霜法除霜速度提高,同时盘管壁温回升速度也提高。