新型光電測霜技術(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)在我國廣泛應(yīng)用。但冬季供熱時的室外側(cè)換熱器結(jié)霜問題卻極大影響了機組的制熱性能，需配以適當(dāng)?shù)某僮鳎欢F(xiàn)有除霜控制策略均以反應(yīng)霜層生長的間接因素為參考變量，判定得出的除霜時機常脫離實際需求，致使“誤除霜”事故頻頻發(fā)生。在我國南方地區(qū)，誤除霜主要表現(xiàn)為“有霜不除”，北方地區(qū)則主要為“無霜除霜”。解決此問題的關(guān)鍵是尋求一種直接有效的霜層厚度監(jiān)測技術(shù)，為此本文將光電技術(shù)引入霜厚測量與除霜控制中，建立了

2、一種新型測霜方法，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、搭建了光電測霜技術(shù)實驗室小試試驗臺，完成技術(shù)可行性與影響因素研究。實驗結(jié)果表明，光電測點輸出電壓具備明顯的“二值”與“線性”特性，可分別用于除霜動作的啟停判斷與霜厚測量?；?1組實驗數(shù)據(jù)擬合得出的電壓-霜厚線性關(guān)系式，經(jīng)驗證計算結(jié)果與實際霜厚間的相對誤差可控制在±10％以內(nèi)。通

3、過對比試驗確立了光電測霜技術(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，將光電測霜理念固化于產(chǎn)品設(shè)計，實現(xiàn)了4種不同類型的抱管式光電傳感器的開發(fā)，并在人工環(huán)境室中完成中試試驗。在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)霜工況及變工況條件下對1臺額定供熱功率為60kW的低溫空氣源熱泵機組進行了近700分鐘、21個結(jié)除霜周期的實驗研究。試驗結(jié)果從運行特性、供熱性能及除霜效果等方面分析了機組的供熱特性，并評估了光電信號的精準(zhǔn)度與技術(shù)節(jié)能潛力。

4、研究結(jié)果顯示機組在高溫高濕條件下頻繁出現(xiàn)“無霜除霜”，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)用于實際工程并開展了為期3個月的現(xiàn)場跟蹤測試。實測結(jié)果表明光電測霜技術(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，現(xiàn)場測試中北京地區(qū)出現(xiàn)了連續(xù)4天的罕見低溫環(huán)境，空氣溫度變化于-16.5℃～-6℃，熱泵機組在該時段的運