结霜判断

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2001年第31卷第6期             44 设备开发         

热泵型空调器结霜除霜的判定

广东工业大学 陈 颖☆ 李筱萍

提要 通过对热泵型空调器制热时结霜特性进行分析,提出了较为合理的判定结霜的准

则,并总结出准则的数学表达式,为空调器除霜设计提供了理论依据。

关键词 热泵 空调器 结霜 除霜

DeterminationcriterionofdheatpmpoeLiXiaoping

Abstractadonananalysisoffrostcharacteristicsforheatpumpairconditionersinheating,presentsamodifiedruleoffrostdeterminationcriterionandderivesitsmathematicalexpression.Theresearchprovidesanimportanttheoreticalbasisfordesignofthedefrostingprocedureinheatpumpairconditioners.

Keywords heatpump,airconditioner,frost,defrost★GuangdongUniversityofTechnology,China

①  热泵型空调器冬季制热时,室外换热器的盘管温度总

是低于环境空气温度,当低于环境空气的露点温度时,换热器的翅片表面就会产生冷凝水。如果管温进一步低于0℃,冷凝水就转变为霜附着在翅片表面上,结霜严重时,翅片间的风道局部甚至全部被霜占据,从而导致换热器的换热系数下降,以及翅片间的风道阻塞,风量降低,直接影响换热器的换热效率。因此热泵型空调器制热时除霜是必需的。在空调器设计中,几乎总是采用四通换向阀的换向,使制冷剂逆向循环来达到除霜目的。

1 现行结霜判定方式的评述

理是:当室外换热器结霜后,其换热效率降低,导致室内换

热器换热量(即制热量)降低,盘管温度下降。故当检测到室内换热器盘管温度tc低于一定值时,就可以判断室外换热器结霜的程度。这一方式是间接判断法,目前,最常用的设计方案就是通过检测室内盘管温度tc和室内环境温度ta之差(Δt=tc-ta),再配合时间控制(即确定一个最小运行时间,防止频繁除霜)。但是单靠电子温度传感器检测Δt的大小来作为判断结霜与否的依据,会造成误判,因为Δt的变化不仅仅只是结霜出现所致,其它许多因素也会导致Δt的变化,如冷媒减少,室外环境温度降低,室内风机风量变化等等。同时,室外环境空气的湿度也是结霜与否的重要因素,当其露点温度很低时,也不会产生结露和结霜的现象。因此必须精确地找出结霜条件,防止误判。本文的目的就在于通过分析结霜过程的特性,从而找出判定结霜的准则。

2 结霜过程的特性分析

早期的热泵空调器采用定时控制换向阀除霜的方式,

即空调器运行一定时间后(例如40min)控制换向阀换向来除霜,而不管换热器表面是否结霜,这种方式的不足是显而易见的。随着电子传感技术的发展,电子温控除霜方式被广泛采用,即在室外换热器盘管上直接安装温度传感器,通过检测其盘管温度来判断是否结霜,这种方式的不足在于:一则当室外环境温度本身很低(低于0℃以下)且相对湿度也较低时,盘管温度即使已达到设定的结霜温度,但仍可能未达到空气露点温度,此时翅片不结霜,却误判为结霜;再则传感器的温度信号要么反馈回室内机主控制器进行判断,增加了室外向室内的反馈通讯,要么在室外机增加控制电路来判断。不论哪种方式,都增加空调机的成本且降低工作可靠性。因此,近年来采用检测室内换热器盘管温度的方式取代直接检测室外换热器盘管温度。这一方式的原

由前面分析可知,热泵型空调器制热运行时,如果室外换热器结霜,室内换热器盘管温度tc也随之降低。通过实验,得到了tc与时间τ变化的关系曲线,如图1所示。

①☆陈颖,女,1969年11月生,工学硕士,讲师

510643广东工业大学材料与能源学院制冷教研室

(020)87111814

E2mail:emmacy@http://www.wendangwang.com收稿日期:1999-05-10

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