空气源热泵是众多热泵技术中的一种，它以电能为驱动。夏季，以室外空气作为冷源，将冷量由系统输送至室内；冬季，以室外空气为热源，将热量由系统输送至室内。空气源热泵作为一种低位热源其储量丰富，而且与传统的供热方式相比，空气源热泵既可以降低能耗，也可以减少对环境的污染。另外，空气源热泵具有供暖和冷却、建筑空间小等优点，受到越来越多地方的欢迎。

但空气源热泵的运行受周围环境温湿度的影响很大，低温环境下也存在供热衰减和结霜的问题。冬天，空气源热泵在室内供热时，室外线圈的表面温度低于0℃，低于室外空气的露点温度，空气源热泵的室外线圈就会结霜。空气源热泵室外热交换器表面的霜冻机组运行的可靠性差，霜冻主要对热泵运行有两个影响:一是大量霜冻聚集减弱蒸发器的传热性能，二是霜冻阻碍室外盘管之间的气体流动，风扇的能源损失增加。因此，随着室外换热器壁面霜层的增多，室外换热器蒸发温度下降.机组制热量减少.风机性能衰减.输入电流增大.供热性能系数降低，严重时压缩机会停止运行，以致机组不能正常工作。空气源热泵在低温高湿状态下运行时的霜冻和霜冻问题成为制约高效运行的瓶颈，如何有效延缓空气源热泵霜冻和高效快速实现室外热交换器霜冻，减少霜冻和霜冻过程对热泵单元和室内环境的不利影响，是空气源热泵能否更广泛、高效运行的重要问题。因此，研究和有效解决空气源热泵霜冻问题，对推进空气源热泵技术起着重要作用。1.除霜原理和过程研究在供热.制冷系统中，结霜是非常普遍的现象。当空气中的水蒸气接触温度低于空气露点温度的表面时，相变结霜。在霜冻初期，独立分散的霜冻类似于肋片，可以起到强化传热的作用，但随着时间的推移，整个冷表面逐渐被霜冻复盖，形成连续的霜冻层。作为多孔介质的霜层，由于热传导系数小，不仅会降低系统的热传导性能，还会增加能源消耗，严重时系统会堵塞，引起非常严重的结果。因此，研究结霜的机理和发现有效的除霜方法一直是国内外学者研究的重点。空气源热泵冬季以空气为热源，随着室外温度的下降蒸发温度也下降，蒸发器表面温度下降到0℃以下。此时，当室外空气在流经蒸发器被冷却时，其所含的水分就会析出并依附于蒸发器表面形成霜层。一直以来，国内外学者对结霜过程的研究大多是以实验为基础，到后来才涉及到数值模拟。研究表明，霜冻现象发生的可能范围为-12.8℃至5.8℃，室外干球温度t和相对湿度φ是影响热泵霜冻的主要因素。温度和相对湿度达到一定条件后容易结霜。KennedyLA在自然对流条件下进行垂直壁面的霜冻实验，结果表明霜冻层形成准平衡状态的时间约为3h，霜冻层表面温度接近0℃，然后在0℃左右振动，振动周期随环境相对湿度的变化而变化:相对湿度减少时，振动周期变长。邓英立采用对自然对流条件下水平表面初始结霜过程实验的研究方法，发现霜层在初始生长阶段与充分生长阶段有着不同的特点，随着霜层的形成和生长，有效的传热系数迅速下降，自然对流传热系数减少，霜层厚度加速慢，霜层表面温度逐渐上升。学者姚杨根据Clapcyron-Clausius方程和理想气体状态方程，通过理论推出了计算霜层密度变化的霜降量变化率的公式，同时考虑霜降厚度和密度随时间变化，为选择有效的霜降控制方法提供依据。二、空气源热泵除霜方式的研究目前，针对空气源热泵除霜的问题，种类方法有很多，本文主要通过逆循环除霜、热气旁通除霜、蓄能除霜、电加热除霜四种除霜方式的介绍和比较，探讨空气源热泵除霜方式的特点。1.逆循环除霜空气源热泵除霜系统主要由压缩机、室内机、室外机、节流机构、四通换向阀、气液分离器、蓄能换热器、过滤器、电磁阀等构成。逆循环除霜技术中，利用四通换向阀改变制冷剂流向，机组逆向运行，除霜能量来自于压缩机耗功和从室内吸收的热量，使制热状态变为制冷状态，室外机变为冷凝器进行除霜。在除霜期间，压缩机排出的过热状态制冷剂蒸汽被送到室外机盘管进行融霜。当融霜完成后，热泵运行再次逆转，重新开始供热，从而达成除霜的目的。这种方法不需要附加其它设备，除霜时间短，但是在除霜运行时，需要从建筑物内吸热，降低了室内环境舒适性，换向阀需频繁换向，易磨损且噪音较大，系统参数变化较大，并且在压缩机停止供热后，室内温度降低，对舒适度的影响较大。因此，目前多以实验研究为主。2.热气旁通除霜在热气旁通除霜技术中，通过不改变制冷剂流向，使压缩机排出的高温气体通过旁通管路从而直接流向蒸发器进行除霜。运用该种除霜方法时，四通阀不需要进行换向，融霜电磁阀进行开启，关闭风机，压缩机排气经旁通管路至室外机入口进行放热除霜，融霜后的制冷剂通过四通换向阀进入气液分离器，最后被压缩机吸入。提高室内舒适度，减少系统压力变化，除霜结束后可立即加热。清华大学石文星等人在变频空调系统中，采用热气旁通除霜的方法，对不同阻力的旁通电磁阀除霜进行实验研究，实验结果表明，热气旁通除霜可以大大改善室内舒适性，热交换器除霜的效果和除霜时间与旁通电磁阀的阻力大小密切相关。并得出实验结论:旁通除霜电磁阀的质量优劣直接关系到除霜时间和除霜效果。采用阻力小的电磁阀可以缩短除霜时间，相反，除霜时间增加，功耗增大，除霜效果差。但是，热气旁通除霜的能量来自压缩机，除霜过程的能量损失大，除霜时间长于逆循环，除霜过程中压缩机的吸气压力上升，排气温度上升，压缩机的工作状态变化，不利于系统的正常使用。3.蓄能除霜空气源热泵蓄能除霜是将蓄热技术和除霜技术有机结合的一种新系统。通过在传统的空气源热泵中增设蓄热器，贮藏热泵运转时的一部分馀热，作为热泵除霜的低位热源，解决传统除霜能源主要来源于压缩机问题，提高了单元运转的稳定性。蓄能除霜方式，四通阀换向，系统增加蓄热装置，此时蓄能换热器作为蒸发器，除霜时蓄能装置为蒸发器提供能量。学者胡文举等人的实验研究表明，相变蓄能除霜系统能有效保证除霜过程中压缩机的吸气压力在0.35MPa以上，室外温度一定时，空气湿度的增大会逐渐增加除霜所需的能源和时间的空气相对湿度一定时，除霜的能源和除霜时间随着空气温度的下降而增加与传统空气源热泵除霜的情况相比，蓄能除霜方式供水温度稳定，保证室内热舒适性，提高系统可靠性，并且蓄能除霜提供比较好的除霜热源，缩短除霜时间，恢复时间短，优于其他方法。但是，除霜效果受蓄热量的影响，蓄热量不足的话除霜就不完全了。4.电加热除霜这种除霜方式是在室外换热器表面安装电加热丝，利用电加热丝通电加热除霜。多用于翅片管式冷却风扇。电热元件附在翅片上。化霜时，压缩机和冷风机风扇停止运行，关闭电磁阀，电加热器开始供电加热化霜。霜冻结束后，压缩机启动运转，加热继电器停止电加热器供电，电磁阀打开，制冷剂进入蒸发器。电加热除霜具有系统简单、除霜完整、实现控制简单的优点，广泛应用于小型设备，但缺点是功耗大，消耗高品位能源，不适合大型设备。另外，电加热除霜的热量部分散发在大气中，能源消耗大幅度增加，电加热丝的寿命有限，存在一定的安全上的危险。因此，现在很少用这种方法除霜。三.结论

在当今经济发展迅速、环境污染严重的时代，空气源热泵以其特点广泛应用，具有广泛的市场前景和应用价值。然而，空气源热泵的霜冻问题限制了其发展。对于这些问题，我们需要设计一种新的换热器形式。我们需要找到合适的霜冻热源和选择合理的霜冻点来研究空气源热泵的霜冻问题，研究霜冻原理和霜冻方法，提出新的霜冻方法，优化机组霜冻控制策略。

经过以上介绍，相信对空气源热泵除霜原理和除霜方式的研究也有一定的认识。欢迎登陆建材板材网，查询更多相关信息。