空氣熱泵性能與氣候的關(guān)系

    在額定工況下，氣溫35℃，出水7℃，空氣源熱泵夏季制冷性能系數COP值在3.0左右，冬季（空氣7℃，出水45℃）如不計化霜損失，制熱系數 COPH值也在3.0左右，空氣源熱泵的制冷、制熱性能與室外氣候有直接的關(guān)系。空氣源熱泵冷熱水機組在室外環(huán)境變化時(shí)制冷制熱能力 的變化。從圖中可看出空氣源熱泵冷熱水機組供冷能力隨室外溫度的升高而降低，機組消耗功率隨室外環(huán)境溫度的升高而增加。當室外空氣溫度增至40℃時(shí)，制冷 量一般要下降5—7%左右。空氣源冷熱水機組正常制冷的上限溫度一般在40-45℃，個(gè)別品牌設有冷凝器風(fēng)扇速度逐步控制系統，最大允許室外溫度可達 50℃左右。需要指出的是，跟冷卻塔不一樣，制冷工況下相對濕度對空氣源熱泵沒(méi)不利影響，相反，相對濕度大，對冷卻有利。南京夏季相對濕度較高，所以實(shí)際 上風(fēng)冷與水冷在冷卻效果的差異上，比人們想象的要小。

 

    空氣源熱泵冷熱水機組的制熱特性更為復雜，當盤(pán)管表面溫度低于空氣露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣會(huì )結露，此時(shí)盤(pán)管表面發(fā)生了相變換熱，有利于提高熱泵機組的制熱 能力，但當盤(pán)管表面溫度低于空氣冰點(diǎn)溫度（0℃以下）時(shí)，如果空氣中的相對濕度同時(shí)達到某一程度，盤(pán)管表面就會(huì )結霜，如不及時(shí)化霜，霜層會(huì )越結越厚，影響 空氣實(shí)際流通量，并阻礙了盤(pán)管上的熱交換，重者會(huì )結冰，壓縮機出現低壓保護停機。圖5反映了在不同迎面風(fēng)速條件下，熱泵機組室外側空氣盤(pán)管上濕空氣存在著(zhù) 三種狀態(tài)，圖中ABC為結霜區，ABD為凝露區，CBD 以下為干冷區，即不結霜也不凝露。AB線(xiàn)為結霜轉變曲線(xiàn)，它與焓濕圖上的等濕球溫度線(xiàn)接近。圖中可看出，當迎面風(fēng)速為2.5M/S、環(huán)境溫度為0℃、相對 濕度為73%時(shí)，盤(pán)管上即開(kāi)始結霜，如將迎面風(fēng)速提高至4M/S，環(huán)境溫度為0℃，則相對濕度達82%時(shí)，盤(pán)管才開(kāi)始結霜，結露結霜轉變線(xiàn)相應左移，提高 風(fēng)速可減緩積霜。室外空氣干球溫度在0—5℃，相對濕度>85%時(shí)結霜最為嚴重，當 tw<-5℃時(shí)，結霜速率減慢，這是由于此時(shí)空氣中含濕量已明顯減少。

 

    熱泵機組盤(pán)管上出現結霜，會(huì )影響機組的正常有效的供熱，故必須定時(shí)化霜。目前大部分機組采用反向循環(huán)來(lái)化霜，此時(shí)不僅這一部分壓縮機停止供熱運行， 而且作制冷運轉，故系統供熱量受明顯影響。結霜嚴重時(shí)，平均半小時(shí)化一次霜，一次化霜的時(shí)間為5分鐘左右，因化霜減少的供熱量達17%左右。另外，室外溫 度降低時(shí)，熱泵機組的出力明顯減少。0℃條件下，熱泵機組的實(shí)際出率為額定工況下的70%左右。-6℃情況下，出力只有額定工況下的62%左右，-10℃ 條件下供熱量只有額定工況下的55%左右。雨雪寒冷天氣對熱泵出力有明顯影響，重則影響正常運行，一些用戶(hù)采用人為延長(cháng)化霜時(shí)間、澆溫水等方法去除冰霜。 環(huán)境氣溫低于-10℃— -15℃時(shí)，熱泵機組一般都不能正常運行。

 

    南京地理位置東經(jīng)118°48′，北緯32°00′，海撥8.9m，年平均溫度15.3℃,冬季空調室外計算溫度-6℃，最低日平均溫度-9℃，極 端最低溫度-14℃，極端最低溫度平均值-8.6℃，日平均溫度≤8℃的天數115天，夏季室外空調設計計算溫度35℃，濕球溫度28.3℃,極端最高濕 度40.7℃,極端最高溫度平均值37.4℃。表1—表2為南京地區1992年至1994年的不同時(shí)段的BIN參數（不同溫度、濕度出現的小時(shí)數）。南京地區熱泵機組在不同迎面風(fēng)速情況下干冷區、凝露區和結霜區的小時(shí)數。表中可知，南京地區空氣源熱泵機組全年結霜時(shí)間在1500小時(shí)左右，如只在白天運行，則全年結霜時(shí)間累計在680小時(shí)左右。結霜時(shí)間越少，熱泵機組供熱效率越高，供熱越可靠，節能越明顯。