淺談空氣源熱泵的空調係統在家庭的中央空調中應用
行業科技
作者：陶金
【摘要】隨著我國居民物質生活水平的提高，對自己住宅的要求也變得越來越高，尤其隨著自然環境進一步惡劣，家庭空調已成為居家的必需品。本文將從空氣源熱泵空調係統的專業方麵來詳細介紹它在家庭上的應用，在文中將會介紹空氣源熱泵空調係統的一些技術特點，它的主要性能以及技術人員在設計中所需要注意的問題。
【關鍵詞】空氣源熱泵的空調係統；家庭中央空調；應用
在市場上，常見的家庭的中央空調係統一般有以下幾種類型：家庭小型的空氣源熱泵的中央空調係統、家用的變頻多聯中央空調係統以及風管式家用中央空調係統。就我國廠商所掌握的技術以及控台偶的生產情況來說，空氣源熱泵的家用中央空調係統是最適合國內的實際情況。在以下，我將注重說明家用空氣源熱泵冷熱水空調係統的設計以及技術人員需要注意的問題。
1.空調的係統冷熱負荷確定以及設備的選擇
計算出住宅的冷負荷後，由於所有末端設備同時使用的可能性很小， 計算係統的總冷負荷時，應根據用戶的要求及使用性質考慮不同的使用係數。供熱時，則應根據不同的供熱方式來選取同時使用係數及考慮戶間傳熱的影響。確定總 冷熱負荷之後根據本地區的氣象條件和能源供應狀況進行合理的設備選擇，如空氣源熱泵冷熱水機組、空氣源單冷機組+熱水爐、空氣源單冷機組+城市熱源等。室 內末端設備一般為風機盤管和空調箱，選用末端設備時應考慮1.2的間歇使用係數和1.2的臨室無空調時內圍護結構的負荷附加係數。
2.空調空氣源熱泵機組的除霜
空氣源熱泵的應用受到氣候條件的約束，在熱泵技術較為領先的日本曾有“采暖度日數HDD
在空氣源熱泵機組的結霜機理方麵近些年也進行了相關的實驗研究，研究結果表明，空氣側換熱器結霜過程中，不僅霜的厚度發生變化，霜的密度也在變化， 剛開始結霜時，結霜量主要是增加霜的厚度，而密度變化很小。隨著時間的推移，霜的厚度增加減緩，而密度變化增加，而且霜的密度隨著時間呈拋物線規律變化。研究結果表明，在不同的工況下，空氣側換熱器的結霜情況是不同的。在空氣溫度一定時，相對濕度越大，結霜越嚴重，融霜的時間間隔越短；在空氣相對濕度一定時，0oC工況的結霜比—4oC工況的結霜嚴重。
低溫條件下作製熱運行時的除霜，就是為了防止因霜層積聚惡化蒸發器的換熱過程。顯然，空氣源熱泵冷熱水機組除霜控製方法的時間控製法是不符合霜厚度 隨時間的變化規律的。同樣，許多生產廠家雖采用時間—溫度控製法，但還是采用統一固定的除霜啟動值和除霜時間值，因此由於空氣溫度、相對濕度的不同，結霜 的厚度不同，除霜效果也就不一樣。結霜規律的正確預測和掌握，才是保證除霜效果良好的前提。理想的除霜程序應該是既能在霜層積聚時及時除霜，又不在無霜時 作無效除霜運行。目前常用的融霜方法除時間控製法、時間—溫度控製法外，還有旁通除霜法、壓差控製法，變頻壓縮機和電子膨脹閥的熱泵機組的顯熱除霜法以及MP99電腦除霜、智能除霜、模糊除霜等等，研究可靠的有效除霜技術，是發展和推廣家用空氣源熱泵中央空調係統的關鍵技術。
3.空調中的空氣源熱泵機組的變頻技術
由於多種因素，變頻空調器越來越為廣大用戶所接受。變頻壓縮機的使用，增加了係統的可調控參數，提高了空調器部分負荷時的性能，用變容量的柔性控製代替了起停控製，減少了係統對電網的衝擊和室內溫度的波動，從節能和舒適性的角度來看比定速空調器有著明顯的優越性。
4.水係統中的熱穩定性問題
家用空氣源熱泵機組和單冷機組的壓縮機為定速壓縮機時，因為空調係統的水容量較小，將存在空調水係統的熱穩定性問題。配有定速壓縮機的空氣源熱泵家 用空調係統，能量調節一般均根據室內溫度的變化通過開停壓縮機來實現。家用空調係統大部分均運行在部分負荷，在部分負荷下，壓縮機運行很短時間，空調係統 水溫就會達到設定溫度，此時壓縮機停機；當水係統容量較小時，經過很短時間，空調係統水溫就會高出設定溫度，壓縮機又必須開機，從而造成壓縮機頻繁開停， 既增加了係統功耗，又影響主機的使用壽命。並且，水係統容量較小時，冬季除霜時又會造成係統水溫降過大，影響供熱效果，形成吹冷風的現象。變頻壓縮機和定 速壓縮機組合的空調係統，主機能自動與室內負荷相匹配，水係統的熱穩定性問題不突出，但水係統容量過小，在變頻壓縮機和定速壓縮機銜接的負荷盲區也會造成 壓縮機的多次起停。