新型光電測(cè)霜技術(shù)在空氣源熱泵除霜控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、順應(yīng)節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展需求，空氣源熱泵技術(shù)在我國(guó)廣泛應(yīng)用。但冬季供熱時(shí)的室外側(cè)換熱器結(jié)霜問(wèn)題卻極大影響了機(jī)組的制熱性能，需配以適當(dāng)?shù)某僮?，然而現(xiàn)有除霜控制策略均以反應(yīng)霜層生長(zhǎng)的間接因素為參考變量，判定得出的除霜時(shí)機(jī)常脫離實(shí)際需求，致使“誤除霜”事故頻頻發(fā)生。在我國(guó)南方地區(qū)，誤除霜主要表現(xiàn)為“有霜不除”，北方地區(qū)則主要為“無(wú)霜除霜”。解決此問(wèn)題的關(guān)鍵是尋求一種直接有效的霜層厚度監(jiān)測(cè)技術(shù)，為此本文將光電技術(shù)引入霜厚測(cè)量與除霜控制中，建立了

2、一種新型測(cè)霜方法，并由此產(chǎn)生一種直接以霜厚為依據(jù)的除霜判據(jù)，力求從根源處降低誤除霜事故的發(fā)生幾率，從而提高空氣源熱泵的除霜效率。
　　 研究之初，設(shè)計(jì)、搭建了光電測(cè)霜技術(shù)實(shí)驗(yàn)室小試試驗(yàn)臺(tái)，完成技術(shù)可行性與影響因素研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，光電測(cè)點(diǎn)輸出電壓具備明顯的“二值”與“線性”特性，可分別用于除霜?jiǎng)幼鞯膯⑼Ｅ袛嗯c霜厚測(cè)量?；?1組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得出的電壓-霜厚線性關(guān)系式，經(jīng)驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果與實(shí)際霜厚間的相對(duì)誤差可控制在±10％以內(nèi)。通

3、過(guò)對(duì)比試驗(yàn)確立了光電測(cè)霜技術(shù)的主要干擾因素與最佳應(yīng)用條件，并擬定了光電除霜判據(jù)。
　　 研究中期，將光電測(cè)霜理念固化于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了4種不同類型的抱管式光電傳感器的開(kāi)發(fā)，并在人工環(huán)境室中完成中試試驗(yàn)。在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)霜工況及變工況條件下對(duì)1臺(tái)額定供熱功率為60kW的低溫空氣源熱泵機(jī)組進(jìn)行了近700分鐘、21個(gè)結(jié)除霜周期的實(shí)驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果從運(yùn)行特性、供熱性能及除霜效果等方面分析了機(jī)組的供熱特性，并評(píng)估了光電信號(hào)的精準(zhǔn)度與技術(shù)節(jié)能潛力。

4、研究結(jié)果顯示機(jī)組在高溫高濕條件下頻繁出現(xiàn)“無(wú)霜除霜”，且原有除霜判據(jù)易于受到溫度變化的干擾。光電信號(hào)則可有效降低誤除霜幾率，提升供熱效率與系統(tǒng)COP。
　　 研究后期，將光電傳感器應(yīng)用于實(shí)際工程并開(kāi)展了為期3個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)跟蹤測(cè)試。實(shí)測(cè)結(jié)果表明光電測(cè)霜技術(shù)在雨雪、霧氣、低溫等惡劣天氣中仍具備工程適用性，可有效避免誤除霜事故。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中北京地區(qū)出現(xiàn)了連續(xù)4天的罕見(jiàn)低溫環(huán)境，空氣溫度變化于-16.5℃～-6℃，熱泵機(jī)組在該時(shí)段的運(yùn)