随着空气源热泵在我国应用的日趋广泛和研究的日趋深入，了解我国空气源热泵的研究状况对于后续研究而言具有重要的意义。下面重点介绍我国近年来关于空气源热泵的技术进展。

 

　　1.空气源热泵结霜、化霜问题的研究

 

　　由于空气源热泵冬季采用空气作为热源，所以，随着室外温度的降低,其蒸发温度也随之降低，蒸发器表面温度随之下降,甚至低于0℃。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。结霜对热泵是极其不利的。随着霜层的形成,蒸发器传热热阻增加,蒸发温度下降,机组的性能下降,工况恶化,制热量也将下降,这将严重影响压缩机以及热泵整体的性能,同时,除霜带来的额外费用还将降低空气源热泵的经济性,这也就是为什么空气源热泵在寒冷、潮湿地区的应用受到限制的原因。

 

　　所以说,结霜机理、化霜方法一直是空气源热泵研究与应用中要解决的重点与难点。目前,有不少关于空气源热泵机组冬季运行状况的研究,主要分析供热时不同工况下空气盘管表面湿空气结霜、结露及干冷却特性,并结合结霜过程进行试验和模拟,分析了迎面风速、环境温湿度、翅片间距、管排数等参数对结霜性能的影响及其所可能产生的一系列后果。了解结霜的机理的主要目的是要解决如何除霜的问题。传统的除霜控制方法主要包括:定时除霜法,时间—温度(压力)法,空气压差控制除霜法,霜层传感器控制除霜法,声音震荡器控制除霜法,最大平均供热量控制除霜法,最佳除霜时间控制法等。这些方法各有利弊,有待完善。

 

　　近年来由于计算机技术的发展,将模糊控制技术引入空气源热泵除霜问题的研究作为一项先进可行的新技术,逐渐引起了人们的注意。这主要是因为空气源热泵结霜问题的影响是多因素,非线性的,而模糊控制技术的优势就是处理多维、非线性、时变问题。这样一来,将模糊控制技术引入空气源热泵的除霜控制,通过对除霜过程的系统响应分析，可以使除霜控制能够自动适应机组工作环境的变化,达到智能除霜的控制要求。此外,还有考虑环境工况变化的双温度传感器智能化除霜控制方法等。尽管空气源热泵具有很多优点,但受室外环境的限制也比较大,这也是空气源热泵目前仅在我国黄河以南地区得到了广泛应用的主要原因。而在黄河以北地区,应用空气源热泵则根据所处地区不同有其特殊要求。

 

　　目前,关于西安、胶东以及寒冷地区空气源热泵的实际应用情况已有研究,并就所遇到的如压缩比过大等具体问题提出了一些相应的改进措施,可在相应地区的实际应用中作为参考。此外,为了对空气源热泵结霜除霜所带来的损失进行量化的分析,有研究提出了不同地区、不同使用情况下的平均结霜除霜损失系数的概念,平均结霜除霜损失系数越大的地区应用空气源热泵越不经济。据此,将我国空气源热泵使用地区根据平均结霜损失系数分成4类:低温结霜区:如济南、北京、郑州、西安、兰州等;轻霜区:如成都、桂林、重庆等;重霜区:如长沙;一般结霜区:如杭州、武汉、上海、南京、南昌、宜昌等。这些都可以作为热泵设计选用中重要的参考依据。

 

　　2.空气源热泵节能问题的研究

 

　　火用是对系统能的质与量的综合评价。对系统进行火用分析可以揭示出系统中火用损失的部位、类型和数量,以便设法减少这些损失。通过火用计算分析可知,压缩功只有20%被利用,而有80%被损失,其中,压缩机火用损失占30.7%,冷凝器占20.14%,蒸发器占17.15%,毛细管占10%。由此我们可以看出,空气源热泵系统节能的主要部件是压缩机,提高压缩机本身的技术指标,是提高整个系统火用效率的关键,而冷凝器和蒸发器火用优化措施主要是设法降低传热温差。当然,系统的节能改进与经济性是相互制约的,仅从能效进行分析有一定的局限性。从这个角度出发,有关研究人员提出供热最佳经济平衡点的概念,以期在此最佳经济平衡点温度条件下,整个供热系统(热泵+辅助热源)的初投资与运行费最少,从而合理实现热泵节能优化。此外,通过空气源热泵机组与水冷冷水+锅炉机组、溴化锂吸收式机组(+锅炉)这3种方案的经济性比较可以得出,空气源热泵相对于其它两种形式而言,经济性上具有显著的优越性。