[发明专利]一种评价空气源热泵抑霜能力的方法

说明书

一种评价空气源热泵抑霜能力的方法，属于抑霜技术领域。基于室外侧蒸发器在空气侧、制冷剂侧及换热器的换热，根据能量守恒，建立以换热温差(即环境温度‑蒸发温度)为目标的数学模型，提出换热温差与关键部件设计参数的关系，定义配比系数R，基于抑霜评价参数并结合R，建立抑霜目标的数学计算模型，即建立抑霜目标参数ΔT、v与R的数学模型，在标准结霜工况下提出抑霜评价基准，进行不同配置机组的抑霜能力评价。本发明可以评价不同配置机组抑霜能力。

技术领域

本发明属于空气源热泵抑霜技术领域，涉及空气源热泵压缩机、室外侧风机和室外侧蒸发器的配比计算模型和抑霜评价模型，可评价不同配置机组的抑霜能力。

背景技术

“空气源热泵”是近年来全世界倍受关注的节能技术，欧盟、日本等国家早已将其列入可再生能源技术，美国能源部将空气源热泵列为21世纪最具节能潜力的15项空调技术措施之一，我国住房和城乡建设部于2015年正式将其纳入可再生能源利用技术范畴，空气源热泵已成为我国重要的建筑能源形式，并广泛用于我国寒冷和夏热冬冷(暖)地区。目前，空气源热泵已在京津冀地区“煤改电”中广泛利用，更是长江流域和川西藏区解决供暖问题的首选节能技术。可见，空气源热泵作为高效的可再生能源利用技术，在我国具有广阔的应用空间和价值。

空气源热泵在冬季运行中“结霜”现象是不可避免，一旦室外蒸发器表面温度同时低于空气“露点”温度及水蒸气“冰点”温度，蒸发器表面就会结霜。结霜会导致蒸发温度降低、压缩比增大、过热度减少，造成机组运行不稳定及制热性能衰减等问题。研究表明，霜层的覆盖会造成机组COP下降35％～60％，制热能力下降30％～57％。可见，有效抑制空气源热泵“频繁结霜”，可以提高机组实际运行性能。

然而，目前机组在设计时其名义工况(干湿球温度7/6℃，-12/-14℃)偏离结霜工况，未充分体现结霜性能，不能清晰的描述机组的抑霜能力。因此，能够准确评价机组的抑霜能力，将有效推动抑霜技术的发展，促进机组运行性能的提升，同时可为空气源热泵技术在我国应用与发展助力。

发明内容

空气源热泵在冬季供热运行中“结霜”现象会造成机组运行性能下降，抑制结霜可以有效提高机组实际运行性能，为了能评价不同机组的抑霜能力，本发明的目的是提供一种评价空气源热泵抑霜能力的方法，用于评价机组抑霜能力，为机组的抑霜能力优化指明方向。

为达到上述目标,本发明的一种评价空气源热泵抑霜能力的方法是：基于室外侧蒸发器在空气侧、制冷剂侧及换热器的换热，根据能量守恒，建立以换热温差(即环境温度-蒸发温度)为目标的数学模型，提出换热温差与关键部件设计参数的关系，定义配比系数R，基于抑霜评价参数并结合R，建立抑霜目标的数学计算模型，在标准结霜工况下提出抑霜评价基准，进行不同配置机组的抑霜能力评价，具体步骤如下：

第一步，提出换热温差与关键部件设计参数的关系。根据蒸发器在空气侧、制冷剂侧及换热器的换热能量守恒，建立以换热温差ΔT(环境温度-蒸发温度)为因变量，机组本构参数、制冷剂和空气物性等参数为自变量的数学模型；

第二步，提出配比系数R。根据上述第一步得到的数学模型，综合反映机组本构特性的参数，定义配比系数R，R＝f₁(n,V₀,F_e,G)，其中，n为压缩机转速，单位为r/s；V₀为压缩机排气量，m³/rev；F_e为蒸发器换热面积，单位为m²；G为风机风量，单位为m³/s；该系数R可以反映机组中风机、蒸发器以及压缩机的配比关系；