1 空(kong)氣源熱泵(beng)的關鍵運(yun)行(xing)問(wen)題

空氣源熱(re)泵(ASHP)以(yi)環境空氣為低(di)溫熱(re)源，其運(yun)行受環境空氣溫度(du)、濕(shi)度(du)、潔(jie)凈度(du)等因素影響，會(hui)出(chu)現(xian)結霜、誤除霜、低(di)溫運(yun)行、臟(zang)堵等問題，導致其運(yun)行性能嚴重(zhong)劣化，如圖1所(suo)示。

圖1 空氣源(yuan)熱泵的關鍵運行問題(ti)

2 空氣源(yuan)熱泵(beng)的典(dian)型案(an)例分析

本文結(jie)(jie)合(he)北京地區2個實際(ji)運(yun)行(xing)(xing)案(an)例，分析ASHP機組在(zai)全工況下(xia)運(yun)行(xing)(xing)的(de)實際(ji)性(xing)能(neng)(neng)，揭示各(ge)關鍵(jian)運(yun)行(xing)(xing)問題對ASHP運(yun)行(xing)(xing)性(xing)能(neng)(neng)的(de)影響，并總結(jie)(jie)系統在(zai)供暖季(ji)與供冷季(ji)的(de)運(yun)行(xing)(xing)性(xing)能(neng)(neng)及(ji)能(neng)(neng)耗。

2.1 工(gong)程(cheng)簡介

典型(xing)(xing)案(an)例1為北京地(di)區一(yi)棟小型(xing)(xing)辦公建筑(zhu)，含(han)辦公室(shi)11間，總空(kong)(kong)(kong)(kong)調(diao)面積為185 m2，空(kong)(kong)(kong)(kong)調(diao)供暖系(xi)(xi)統為空(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)源熱(re)泵加地(di)板輻(fu)射/風(feng)機盤管系(xi)(xi)統，機組額定制(zhi)(zhi)熱(re)量/制(zhi)(zhi)冷量為14 kW/12.5 kW，額定制(zhi)(zhi)熱(re)/制(zhi)(zhi)冷功(gong)率(lv)為4.45 kW/4.25 kW;典型(xing)(xing)案(an)例2同樣為北京地(di)區一(yi)棟小型(xing)(xing)辦公建筑(zhu)，含(han)辦公室(shi)10間，總空(kong)(kong)(kong)(kong)調(diao)面積為215 m2，空(kong)(kong)(kong)(kong)調(diao)供暖系(xi)(xi)統為空(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)源熱(re)泵加風(feng)機盤管系(xi)(xi)統，額定制(zhi)(zhi)熱(re)量/制(zhi)(zhi)冷量為19.6 kW/15.6 kW，額定制(zhi)(zhi)熱(re)/制(zhi)(zhi)冷功(gong)率(lv)為6.8 kW/5.18 kW。2個案(an)例中使(shi)用(yong)的(de)(de)ASHP機組均為商用(yong)品牌機，配置常規的(de)(de)溫(wen)度時間控霜技術，壓縮機為定速渦(wo)旋式壓縮機，制(zhi)(zhi)冷劑(ji)為R22，系(xi)(xi)統原理圖如(ru)圖2所示。筆者對(dui)2個ASHP系(xi)(xi)統空(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)側、制(zhi)(zhi)冷劑(ji)側、水側的(de)(de)運行(xing)(xing)參數以及能耗、室(shi)外換熱(re)器結霜、臟堵情況等進(jin)行(xing)(xing)了連(lian)續4年(nian)(2012—2016年(nian))的(de)(de)實時監(jian)測，現將運行(xing)(xing)問題整(zheng)理如(ru)下。

圖2 空氣源(yuan)熱泵系(xi)統原(yuan)理圖

2.2 結霜對機組運(yun)行性能的(de)影(ying)響

為(wei)揭示結(jie)(jie)霜(shuang)情況(kuang)(kuang)下(xia)(xia)ASHP機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)的(de)運(yun)行(xing)性能(neng)，選擇室(shi)外環境平均干球溫度(du)為(wei)2 ℃、濕球溫度(du)為(wei)1 ℃的(de)結(jie)(jie)除(chu)霜(shuang)工況(kuang)(kuang)對(dui)典型(xing)案例進行(xing)測試。得到在(zai)該工況(kuang)(kuang)下(xia)(xia)典型(xing)案例1機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)的(de)運(yun)行(xing)性能(neng)變(bian)化曲(qu)線。可以看出(chu)：結(jie)(jie)霜(shuang)導(dao)致(zhi)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)側、制(zhi)(zhi)冷(leng)劑側的(de)參數(shu)發生連鎖變(bian)化，致(zhi)使(shi)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)側壓(ya)差升(sheng)高(gao)115%～120%;盤管溫度(du)下(xia)(xia)降約(yue)14  ℃，低(di)至(zhi)-24 ℃;壓(ya)縮機(ji)(ji)(ji)吸氣(qi)(qi)(qi)(qi)溫度(du)下(xia)(xia)降9～10 ℃，低(di)至(zhi)-19 ℃;排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)溫度(du)升(sheng)高(gao)30%～31%，達到高(gao)溫危險閾(yu)值(zhi)120 ℃;吸氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)力(li)下(xia)(xia)降58%～62%，接近低(di)壓(ya)報警(jing)閾(yu)值(zhi)0.1 MPa;排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)力(li)增加(jia)12%，壓(ya)縮比高(gao)達9.8，超(chao)過(guo)限值(zhi)8.0。吸/排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)力(li)的(de)變(bian)化從另一方面說明，機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)在(zai)結(jie)(jie)霜(shuang)過(guo)程中，為(wei)保證吸氣(qi)(qi)(qi)(qi)過(guo)熱(re)(re)度(du)，調節了節流裝置，引起制(zhi)(zhi)冷(leng)劑質(zhi)量流量顯(xian)著(zhu)(zhu)降低(di)，導(dao)致(zhi)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)制(zhi)(zhi)熱(re)(re)性能(neng)衰減。以上現象直接導(dao)致(zhi)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)制(zhi)(zhi)熱(re)(re)量和性能(neng)系(xi)數(shu)COP衰減35%～40%。由此可見，ASHP機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)在(zai)結(jie)(jie)除(chu)霜(shuang)工況(kuang)(kuang)下(xia)(xia)運(yun)行(xing)時，其運(yun)行(xing)特性參數(shu)已顯(xian)著(zhu)(zhu)偏離(li)正(zheng)(zheng)常(chang)工況(kuang)(kuang)，并導(dao)致(zhi)制(zhi)(zhi)熱(re)(re)量和COP顯(xian)著(zhu)(zhu)衰減，嚴重(zhong)影響機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)的(de)正(zheng)(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)和制(zhi)(zhi)熱(re)(re)性能(neng)。

2.3 誤(wu)除霜(shuang)對(dui)機組運行(xing)性能的影響

為有效診斷ASHP的(de)誤(wu)除霜(shuang)(shuang)(shuang)事故(gu)，分區(qu)(qu)(qu)(qu)域(yu)結(jie)霜(shuang)(shuang)(shuang)圖譜被提出(chu)并得到驗(yan)證。該圖譜基于(yu)(yu)室(shi)外環境(jing)溫濕圖，由“兩線、三區(qu)(qu)(qu)(qu)、五域(yu)”組成，即臨界結(jie)露(lu)線、臨界結(jie)霜(shuang)(shuang)(shuang)線，非結(jie)霜(shuang)(shuang)(shuang)區(qu)(qu)(qu)(qu)、結(jie)露(lu)區(qu)(qu)(qu)(qu)和(he)結(jie)霜(shuang)(shuang)(shuang)區(qu)(qu)(qu)(qu)，以(yi)及結(jie)霜(shuang)(shuang)(shuang)區(qu)(qu)(qu)(qu)內細(xi)化的(de)5個不同結(jie)霜(shuang)(shuang)(shuang)程度區(qu)(qu)(qu)(qu)域(yu)——重(zhong)霜(shuang)(shuang)(shuang)區(qu)(qu)(qu)(qu)、一般結(jie)霜(shuang)(shuang)(shuang)區(qu)(qu)(qu)(qu)(Ⅰ，Ⅱ)和(he)輕霜(shuang)(shuang)(shuang)區(qu)(qu)(qu)(qu)(Ⅰ，Ⅱ)。在北京地(di)區(qu)(qu)(qu)(qu)2015—2016年(nian)供暖(nuan)季ASHP的(de)實際運行(xing)中，43%的(de)運行(xing)工況處(chu)(chu)于(yu)(yu)結(jie)霜(shuang)(shuang)(shuang)區(qu)(qu)(qu)(qu)，51%的(de)運行(xing)工況處(chu)(chu)于(yu)(yu)非結(jie)霜(shuang)(shuang)(shuang)區(qu)(qu)(qu)(qu)，僅6%的(de)運行(xing)工況處(chu)(chu)于(yu)(yu)結(jie)露(lu)區(qu)(qu)(qu)(qu)。一般情況下，有霜(shuang)(shuang)(shuang)不除事故(gu)常(chang)發生(sheng)于(yu)(yu)重(zhong)霜(shuang)(shuang)(shuang)區(qu)(qu)(qu)(qu)，而無霜(shuang)(shuang)(shuang)除霜(shuang)(shuang)(shuang)事故(gu)常(chang)發生(sheng)于(yu)(yu)輕霜(shuang)(shuang)(shuang)區(qu)(qu)(qu)(qu)和(he)非結(jie)霜(shuang)(shuang)(shuang)區(qu)(qu)(qu)(qu)。

典型(xing)案例1中ASHP機(ji)組(zu)(zu)在(zai)2012—2013年供(gong)暖期內連(lian)續60 d的(de)(de)除(chu)(chu)霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)統(tong)計結果。可以看出，機(ji)組(zu)(zu)共(gong)有31 d出現全天周期性的(de)(de)無(wu)霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)除(chu)(chu)霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)事故(gu)(gu)，平均除(chu)(chu)霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)29次/d。測(ce)試期內，機(ji)組(zu)(zu)共(gong)除(chu)(chu)霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)1 737次，其中1 211次為無(wu)霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)除(chu)(chu)霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)事故(gu)(gu)，占總(zong)(zong)除(chu)(chu)霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)次數的(de)(de)70%，其中發生在(zai)非結霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)區和輕霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)區的(de)(de)無(wu)霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)除(chu)(chu)霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)事故(gu)(gu)分別占61%和9%。機(ji)組(zu)(zu)因無(wu)霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)除(chu)(chu)霜(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)事故(gu)(gu)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)能耗損失為266 kW•h，占總(zong)(zong)能耗的(de)(de)4.3%;有效供(gong)熱量(liang)損失為1 950 MJ，占總(zong)(zong)供(gong)熱量(liang)的(de)(de)3.5%，折合成(cheng)(cheng)標(biao)準(zhun)煤高達0.36 kg/m2。

典型(xing)案例(li)1中ASHP機(ji)組(zu)(zu)(zu)在有(you)霜(shuang)不(bu)除事故(gu)下連續運(yun)行(xing)(xing)9 h的(de)(de)運(yun)行(xing)(xing)性能(neng)變化(hua)曲(qu)線。測(ce)試期(qi)內，室外環境工況處于重(zhong)(zhong)霜(shuang)區(平均溫(wen)度為1.1 ℃，相對濕度為87%)，機(ji)組(zu)(zu)(zu)連續發生有(you)霜(shuang)不(bu)除事故(gu)。結(jie)果顯(xian)示：有(you)霜(shuang)不(bu)除事故(gu)導致機(ji)組(zu)(zu)(zu)排氣(qi)溫(wen)度超過高(gao)溫(wen)危險閾值120 ℃，而吸氣(qi)溫(wen)度低至-20 ℃，且不(bu)斷(duan)波動(dong)，嚴重(zhong)(zhong)影響機(ji)組(zu)(zu)(zu)的(de)(de)安全穩定(ding)運(yun)行(xing)(xing);同時引(yin)起制熱(re)量(liang)下降49%～55%，COP衰(shuai)減(jian)44%～50%(低至1.49)，造成(cheng)機(ji)組(zu)(zu)(zu)的(de)(de)供熱(re)性能(neng)嚴重(zhong)(zhong)衰(shuai)減(jian)，影響了ASHP機(ji)組(zu)(zu)(zu)的(de)(de)高(gao)效利用。

2.4 低溫對機組運行性(xing)能的影響(xiang)

為(wei)揭示ASHP機(ji)組在(zai)(zai)實際低溫(wen)(wen)(wen)工(gong)況(kuang)下的(de)(de)運(yun)行(xing)(xing)性能，選擇典型案例2中ASHP機(ji)組在(zai)(zai)2015—2016年供(gong)暖(nuan)季內持續3 d低溫(wen)(wen)(wen)寒潮預(yu)警期內的(de)(de)運(yun)行(xing)(xing)情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)(xing)分析。測試(shi)期內，室外環(huan)境(jing)溫(wen)(wen)(wen)度(du)：工(gong)況(kuang)1為(wei)-6.61～-5.09 ℃，工(gong)況(kuang)2為(wei)-10.39～-8.75 ℃，工(gong)況(kuang)3為(wei)-12.44～-15.2 ℃，其中工(gong)況(kuang)3環(huan)境(jing)溫(wen)(wen)(wen)度(du)低于低溫(wen)(wen)(wen)ASHP機(ji)組的(de)(de)名義(yi)工(gong)況(kuang)-12℃，為(wei)最(zui)(zui)冷(leng)低溫(wen)(wen)(wen)工(gong)況(kuang)。機(ji)組的(de)(de)供(gong)/回水溫(wen)(wen)(wen)度(du)、吸氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)、吸/排(pai)氣(qi)(qi)壓力以及制熱(re)量和(he)COP均隨環(huan)境(jing)溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)(de)降低而整(zheng)體降低，而排(pai)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)和(he)壓縮(suo)比顯(xian)著升(sheng)高(gao)(gao)。最(zui)(zui)冷(leng)低溫(wen)(wen)(wen)工(gong)況(kuang)下，機(ji)組的(de)(de)排(pai)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)平均值(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)118.5 ℃，最(zui)(zui)高(gao)(gao)達(da)124 ℃，壓縮(suo)比平均值(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)11.04，最(zui)(zui)高(gao)(gao)達(da)11.77，機(ji)組已無法正常安全運(yun)行(xing)(xing);制熱(re)量平均值(zhi)(zhi)(zhi)僅(jin)為(wei)9.89 kW，最(zui)(zui)低至8.82 kW，下降幅(fu)度(du)達(da)55%，COP平均值(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)1.71，最(zui)(zui)低僅(jin)1.46，供(gong)熱(re)性能衰減嚴重。

2.5 臟(zang)堵對機組運行性能的影響

通過2015年供(gong)冷(leng)(leng)季2個典(dian)型(xing)案(an)例中(zhong)機(ji)組(zu)的(de)室外(wai)(wai)(wai)換(huan)熱(re)器(qi)(qi)日平(ping)均空氣(qi)側壓差及臟(zang)(zang)堵(du)形成(cheng)情況(kuang)。可以得(de)出：典(dian)型(xing)案(an)例1中(zhong)機(ji)組(zu)在(zai)供(gong)冷(leng)(leng)季逐漸形成(cheng)臟(zang)(zang)堵(du)，導致室外(wai)(wai)(wai)換(huan)熱(re)器(qi)(qi)空氣(qi)側壓差增加(jia)29 Pa，升(sheng)高(gao)(gao)(gao)118%，供(gong)冷(leng)(leng)季結束時機(ji)組(zu)的(de)臟(zang)(zang)堵(du)覆蓋面積達(da)65%;而典(dian)型(xing)案(an)例2中(zhong)系統(tong)由于(yu)用(yong)戶供(gong)冷(leng)(leng)需求提前開啟，機(ji)組(zu)受“飛(fei)絮(xu)”影響，在(zai)供(gong)冷(leng)(leng)季前期迅速形成(cheng)臟(zang)(zang)堵(du)，導致室外(wai)(wai)(wai)換(huan)熱(re)器(qi)(qi)空氣(qi)側壓差增加(jia)24 Pa，升(sheng)高(gao)(gao)(gao)230%，供(gong)冷(leng)(leng)季中(zhong)期時機(ji)組(zu)的(de)臟(zang)(zang)堵(du)覆蓋面積已高(gao)(gao)(gao)達(da)95%，為保證機(ji)組(zu)的(de)高(gao)(gao)(gao)效運(yun)行，需將室外(wai)(wai)(wai)換(huan)熱(re)器(qi)(qi)臟(zang)(zang)堵(du)被動式清(qing)除。

為揭示(shi)ASHP機(ji)(ji)組(zu)(zu)在(zai)臟(zang)堵問題下(xia)的(de)運(yun)行性(xing)(xing)能(neng)，對典(dian)型(xing)案例(li)2中機(ji)(ji)組(zu)(zu)供冷(leng)(leng)(leng)季中期(qi)的(de)運(yun)行情況(kuang)(kuang)進行了(le)(le)監(jian)測(ce)。為對比分析非(fei)臟(zang)堵和臟(zang)堵的(de)影響(xiang)，同(tong)時(shi)(shi)(shi)監(jian)測(ce)了(le)(le)與該案例(li)相(xiang)同(tong)規(gui)格的(de)非(fei)臟(zang)堵機(ji)(ji)組(zu)(zu)的(de)運(yun)行情況(kuang)(kuang)。測(ce)試(shi)(shi)期(qi)內(nei)，選擇(ze)常(chang)溫(wen)(29～35 ℃)和高溫(wen)(35～37 ℃)2種典(dian)型(xing)工況(kuang)(kuang)進行分析，在(zai)常(chang)溫(wen)工況(kuang)(kuang)下(xia)對2臺機(ji)(ji)組(zu)(zu)同(tong)時(shi)(shi)(shi)進行了(le)(le)24 h測(ce)試(shi)(shi)，在(zai)高溫(wen)工況(kuang)(kuang)下(xia)對臟(zang)堵機(ji)(ji)組(zu)(zu)進行了(le)(le)2 h測(ce)試(shi)(shi)。臟(zang)堵機(ji)(ji)組(zu)(zu)和非(fei)臟(zang)堵機(ji)(ji)組(zu)(zu)的(de)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)量、壓縮(suo)機(ji)(ji)功率及COP均呈(cheng)現波動(dong)性(xing)(xing)變(bian)化，這是由于機(ji)(ji)組(zu)(zu)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)性(xing)(xing)能(neng)受室外環境(jing)溫(wen)度變(bian)化的(de)影響(xiang)，當環境(jing)溫(wen)度升高時(shi)(shi)(shi)，壓縮(suo)機(ji)(ji)功率增大，而(er)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)量和COP均下(xia)降;常(chang)溫(wen)工況(kuang)(kuang)下(xia)臟(zang)堵導致機(ji)(ji)組(zu)(zu)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)量下(xia)降5%～18%，壓縮(suo)機(ji)(ji)功率升高13%～21%，而(er)COP衰減18%～28%，最低降至(zhi)1.8，嚴重影響(xiang)了(le)(le)機(ji)(ji)組(zu)(zu)的(de)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)性(xing)(xing)能(neng)，造成能(neng)源浪(lang)費。

在高(gao)(gao)溫臟堵工況下，機組(zu)(zu)(zu)壓(ya)縮機排氣(qi)壓(ya)力過高(gao)(gao)，超過高(gao)(gao)壓(ya)報警閾值2.6 MPa，連續發生(sheng)了(le)5次(ci)(ci)停機事故(gu)，頻(pin)率(lv)高(gao)(gao)達(da)2.5次(ci)(ci)/h，導(dao)致機組(zu)(zu)(zu)發生(sheng)硬(ying)故(gu)障。在16：00—17：00期間，室外環境平(ping)均溫度為(wei)35.9 ℃，機組(zu)(zu)(zu)共發生(sheng)2次(ci)(ci)停機事故(gu);而在17：00—18：00期間，室外環境平(ping)均溫度為(wei)36.4 ℃，機組(zu)(zu)(zu)共發生(sheng)3次(ci)(ci)停機事故(gu)。可見，高(gao)(gao)溫工況下臟堵使機組(zu)(zu)(zu)極(ji)易發生(sheng)高(gao)(gao)壓(ya)報警停機事故(gu)，且環境溫度越高(gao)(gao)，事故(gu)發生(sheng)頻(pin)率(lv)越高(gao)(gao)。臟堵導(dao)致的(de)硬(ying)故(gu)障使機組(zu)(zu)(zu)失(shi)去制冷能力，嚴重影響了(le)機組(zu)(zu)(zu)的(de)正常供冷。

2.6 性能(neng)及能(neng)耗分析

ASHP性(xing)能(neng)(neng)一般(ban)隨著(zhu)(zhu)(zhu)不(bu)同季(ji)(ji)(ji)節(jie)的(de)(de)室外環(huan)境溫度(du)變化整體先下降(jiang)(jiang)后上升(sheng)，但由于(yu)受(shou)結霜、誤(wu)除(chu)(chu)霜、低(di)溫運行(xing)、臟(zang)堵(du)等問題(ti)的(de)(de)影響(xiang)，其供(gong)熱和供(gong)冷性(xing)能(neng)(neng)均(jun)處于(yu)較低(di)水平(ping)，導致系(xi)統(tong)能(neng)(neng)耗顯著(zhu)(zhu)(zhu)增加。圖3給出了2015—2016年供(gong)暖(nuan)季(ji)(ji)(ji)與供(gong)冷季(ji)(ji)(ji)典型案(an)例1中機組的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)系(xi)數及系(xi)統(tong)能(neng)(neng)耗。可以看(kan)出：在(zai)供(gong)暖(nuan)季(ji)(ji)(ji)，機組受(shou)結霜、誤(wu)除(chu)(chu)霜頻繁等問題(ti)的(de)(de)影響(xiang)，日(ri)(ri)平(ping)均(jun)COP均(jun)值僅為(wei)2.32，并(bing)隨著(zhu)(zhu)(zhu)供(gong)暖(nuan)季(ji)(ji)(ji)室外環(huan)境溫度(du)的(de)(de)降(jiang)(jiang)低(di)而減小，在(zai)低(di)溫工況下降(jiang)(jiang)至最低(di)值1.83，系(xi)統(tong)的(de)(de)日(ri)(ri)平(ping)均(jun)單位面積能(neng)(neng)耗達0.58 kW•h/m2;在(zai)供(gong)冷季(ji)(ji)(ji)，機組主要受(shou)室外換熱器臟(zang)堵(du)的(de)(de)影響(xiang)，日(ri)(ri)平(ping)均(jun)COP均(jun)值僅為(wei)2.64，并(bing)隨著(zhu)(zhu)(zhu)臟(zang)堵(du)的(de)(de)逐漸(jian)形成而顯著(zhu)(zhu)(zhu)下降(jiang)(jiang)，最低(di)值為(wei)2.29，系(xi)統(tong)日(ri)(ri)平(ping)均(jun)單位面積能(neng)(neng)耗達0.49 kW•h/m2。

 圖3 2015—2016年供暖季與供冷季機組(zu)性能及系(xi)統(tong)能耗(典型案例1)

圖4給出了2015—2016年供(gong)(gong)暖季(ji)(ji)與供(gong)(gong)冷(leng)季(ji)(ji)典型案例2中ASHP機(ji)(ji)組(zu)的(de)(de)性能(neng)(neng)系(xi)數(shu)及(ji)系(xi)統能(neng)(neng)耗(hao)(hao)。可(ke)以看出：在(zai)供(gong)(gong)暖季(ji)(ji)，機(ji)(ji)組(zu)同(tong)樣受(shou)結霜、誤除霜頻繁等問題的(de)(de)影響(xiang)，日(ri)平(ping)均(jun)COP均(jun)值僅為2.63，并隨著(zhu)供(gong)(gong)暖季(ji)(ji)室(shi)外(wai)環境溫度的(de)(de)降(jiang)低(di)(di)而(er)減小，在(zai)低(di)(di)溫工(gong)況(kuang)下(xia)達到最(zui)低(di)(di)值1.71，系(xi)統的(de)(de)日(ri)平(ping)均(jun)單位面(mian)積(ji)能(neng)(neng)耗(hao)(hao)達0.55  kW•h/m2;在(zai)供(gong)(gong)冷(leng)季(ji)(ji)前期，機(ji)(ji)組(zu)受(shou)室(shi)外(wai)換熱器臟(zang)(zang)堵逐漸(jian)形成的(de)(de)影響(xiang)，日(ri)平(ping)均(jun)COP逐漸(jian)下(xia)降(jiang)，在(zai)高溫臟(zang)(zang)堵工(gong)況(kuang)下(xia)降(jiang)至(zhi)最(zui)低(di)(di)值1.95，而(er)在(zai)臟(zang)(zang)堵清除后，機(ji)(ji)組(zu)日(ri)平(ping)均(jun)COP顯著(zhu)提高，整個供(gong)(gong)冷(leng)季(ji)(ji)機(ji)(ji)組(zu)的(de)(de)日(ri)平(ping)均(jun)COP均(jun)值提升至(zhi)2.83，系(xi)統的(de)(de)日(ri)平(ping)均(jun)單位面(mian)積(ji)能(neng)(neng)耗(hao)(hao)為0.45 kW•h/m2。

圖4 2015—2016年供暖季(ji)與供冷季(ji)機組性能(neng)(neng)及系(xi)統能(neng)(neng)耗(hao)(典型案(an)例2)

3 空氣(qi)源熱(re)泵關鍵運行問題(ti)的應對策略

針(zhen)對(dui)ASHP實(shi)際運行中結霜頻(pin)繁、誤(wu)除霜事(shi)故頻(pin)發(fa)、低(di)溫適(shi)用(yong)性(xing)差、臟堵(du)下性(xing)能劣化嚴重等問(wen)題，結合(he)結霜、誤(wu)除霜、低(di)溫、臟堵(du)等工況下機組的(de)運行特性(xing)，提出以下應(ying)對(dui)策略：

1)有效抑(yi)霜(shuang)(shuang)(shuang)和(he)(he)高效控霜(shuang)(shuang)(shuang)技(ji)術(shu)開發和(he)(he)應用。基于分區域(yu)結霜(shuang)(shuang)(shuang)圖譜，對(dui)機組設(she)計方(fang)案進行優(you)化，優(you)化ASHP機組關鍵部件配比，縮小結霜(shuang)(shuang)(shuang)區域(yu)，有效降低結霜(shuang)(shuang)(shuang)頻率;開發直接(jie)測霜(shuang)(shuang)(shuang)技(ji)術(shu)和(he)(he)準確的軟測量技(ji)術(shu)，解(jie)決誤(wu)除霜(shuang)(shuang)(shuang)事故(gu)頻發問題，例如光電轉換(TEPS)和(he)(he)環境溫度、濕度、時間(THT)等控霜(shuang)(shuang)(shuang)新技(ji)術(shu)等。

2)先進(jin)低(di)(di)溫(wen)運(yun)行技(ji)術與(yu)系(xi)統(tong)開發和應用(yong)(yong)。開發新型低(di)(di)溫(wen)高(gao)效(xiao)壓(ya)縮(suo)機技(ji)術和耦(ou)合(he)系(xi)統(tong)，突破ASHP在低(di)(di)溫(wen)環境中(zhong)壓(ya)縮(suo)比過大、性能低(di)(di)下等技(ji)術瓶頸，可適(shi)當推廣準雙(shuang)(shuang)級壓(ya)縮(suo)機熱泵、雙(shuang)(shuang)級壓(ya)縮(suo)機熱泵、單雙(shuang)(shuang)級耦(ou)合(he)熱泵系(xi)統(tong)，或(huo)利用(yong)(yong)低(di)(di)溫(wen)變頻、噴氣(qi)增焓技(ji)術等，有(you)效(xiao)改善ASHP的工作條(tiao)件，保障ASHP低(di)(di)溫(wen)環境下穩定(ding)高(gao)效(xiao)運(yun)行，拓寬其應用(yong)(yong)地域。

3)臟堵(du)(du)故障檢(jian)測(ce)(ce)(ce)與診斷(duan)技(ji)術(shu)開發和應用(yong)。探(tan)尋臟堵(du)(du)形成機理，準確掌(zhang)握ASHP臟堵(du)(du)下性能劣化(hua)規(gui)律，判斷(duan)最佳除垢(gou)時機，開發臟堵(du)(du)故障檢(jian)測(ce)(ce)(ce)技(ji)術(shu);基于臟堵(du)(du)形成過程易測(ce)(ce)(ce)特征參數(shu)的變化(hua)規(gui)律，開發實用(yong)型臟堵(du)(du)故障診斷(duan)技(ji)術(shu)，避免臟堵(du)(du)導致的軟故障和硬故障發生(sheng)，保證ASHP供冷季穩定高效(xiao)運行。

4)先進(jin)技(ji)術集成(cheng)開發和應(ying)用(yong)示范。集成(cheng)先進(jin)技(ji)術，優化ASHP系統控制，使其(qi)適應(ying)室(shi)外環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)、濕度(du)等變化，動(dong)態調整運行策略(lve)，有效解決結(jie)霜、誤除霜、低溫(wen)及(ji)臟堵等關鍵問題(ti)，實現ASHP技(ji)術的全工況(kuang)高效適用(yong)。

本文來源于：暖(nuan)通空調