風(fēng)冷冷水(熱泵)機(jī)組熱氣旁通除霜技術(shù)在大量、長期的工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)中表明，機(jī)組的可靠性和供熱性能得到極大提高，受到用戶越來越廣泛地認(rèn)可和歡迎。熱氣旁通除霜與普遍使用的四通閥換向反循環(huán)除霜的工作特性如下：

1.除霜方法對熱泵供熱性能的影響

隨著結(jié)霜時間的增長，結(jié)霜就會越積越多，有可能使蒸發(fā)器的空氣通道完全堵塞，導(dǎo)致機(jī)組不能正常工作。因此，風(fēng)冷熱泵機(jī)組在結(jié)霜條件下運(yùn)行時需適時除霜，除霜時不但不能提供熱量，反而從建筑物內(nèi)部吸取熱量，影響了機(jī)組供熱效果，除霜過程的損失與除霜方法有關(guān)。

四通閥換向反循環(huán)除霜是目前普遍使用的一種除霜方法，除霜時四通閥動作，使機(jī)組由制熱循環(huán)變?yōu)橹评溲h(huán)，同時風(fēng)機(jī)停止工作，高溫排氣進(jìn)入風(fēng)側(cè)換熱器進(jìn)行化霜。在除霜循環(huán)的化霜過程中，機(jī)組從水系統(tǒng)中吸收熱量提供到風(fēng)側(cè)換熱器去除霜，機(jī)組產(chǎn)生的熱量是負(fù)數(shù)，負(fù)熱量的數(shù)量與在同樣時間內(nèi)產(chǎn)生的正熱量大致相當(dāng)。所以從能量角度講，這種除霜過程的損失相當(dāng)于兩倍除霜時間的停機(jī)，使機(jī)組的供熱量下降10%左右。

熱氣旁通除霜方法不需改變機(jī)組的制熱循環(huán)，只對需要除霜的換熱器旁通熱氣進(jìn)行除霜，假定下圖中的空氣側(cè)換熱器需要除霜，其工作流程如下所示：

每組翅片盤管設(shè)有一個熱氣旁通電磁閥2和主電磁閥3，除霜時相應(yīng)的熱氣旁通電磁閥打開，主電磁閥關(guān)閉，利用排氣放出的熱量達(dá)到融霜的目的。融霜結(jié)束后，熱氣旁通電磁閥關(guān)閉，主電磁閥打開，該組翅片盤管正常運(yùn)轉(zhuǎn)，即可進(jìn)行下一組翅片盤管融霜。在整個除霜過程中，供熱和除霜同時進(jìn)行，其除霜損失明顯少于四通閥換向反循環(huán)除霜方法。

2.四通閥換向反循環(huán)除霜存在的可靠性問題

1)壓縮機(jī)液壓縮問題

四通換向閥換向時，使機(jī)組由制熱循環(huán)變?yōu)橹评溲h(huán)，系統(tǒng)的吸氣壓力和排氣壓力變化劇烈，對壓縮機(jī)及其它元件造成很大沖擊。同時在除霜開始時，由于水側(cè)換熱器的壓力突然變小，使除霜之前供冷凝器用的液體制冷劑大量返回壓縮機(jī)，容易造成壓縮機(jī)液壓縮。

2)壓縮機(jī)失油問題

在除霜過程的開始階段，由于風(fēng)側(cè)換熱器的大量結(jié)霜存在，導(dǎo)致冷凝壓力上升緩慢，使系統(tǒng)的高低壓壓差較小，制冷劑質(zhì)量流量變小，從而使壓縮機(jī)吸氣壓力進(jìn)一步降低，以滿足除霜使制冷劑流動的需要。一般熱力膨脹閥的動作壓力差在150kPa以上時才能確保有適量的制冷劑流過閥門進(jìn)行除霜，結(jié)果是壓縮機(jī)的吸氣壓力由除霜開始的300kPa降低到150kPa以下。對往復(fù)式壓縮機(jī)來說，曲軸箱內(nèi)潤滑油由于含有大量的制冷劑，在低壓下產(chǎn)生大量泡沫，油與制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)從排氣管排出，使壓縮機(jī)潤滑嚴(yán)重惡化，導(dǎo)致軸承和其它運(yùn)動部件失油損壞。除霜結(jié)束后，系統(tǒng)重新啟動，除霜過程中進(jìn)入空氣側(cè)換熱器的油和制冷劑氣液混合物又被壓縮機(jī)抽回，造成油損失，并引起油壓安全保護(hù)裝置動作。

對于螺桿式壓縮機(jī)來說，貯油腔在壓縮機(jī)的排氣室，油的循環(huán)是依靠油腔與噴射點(壓力略高于吸氣壓力)之間的壓力差產(chǎn)生的。當(dāng)除霜開始時，系統(tǒng)的高低壓壓差變小導(dǎo)致機(jī)組的潤滑條件惡化，同時，螺桿壓縮機(jī)的排氣壓力突然降低也可能導(dǎo)致拋油現(xiàn)象加劇潤滑惡化，這些因素大大降低了壓縮機(jī)運(yùn)行的可靠性和使用壽命，嚴(yán)重時直接導(dǎo)致壓縮機(jī)燒毀等故障。為此需要在四通閥換向前將壓縮機(jī)卸載停機(jī)，換向后等待壓力平衡后再起動壓縮機(jī)，同時應(yīng)注意起動后壓縮機(jī)在最小壓差下的運(yùn)行時間不超過20秒。該除霜過程時間較長，制熱時間縮短，引起制熱效果變差和水溫波動增大，為縮短除霜時間提高供熱性能，有的控制程序省去了換向停機(jī)和必要的延時時間，使壓縮機(jī)留下了可靠性隱患。

3)除霜開始階段的低壓衰減過程，有的系統(tǒng)往往衰減到低壓保護(hù)值以下，影響了壓縮機(jī)的壽命；四通閥頻繁動作，使可靠性變差。

4)除霜結(jié)束階段容易出現(xiàn)高壓保護(hù)造成故障停機(jī)。

3.熱氣旁通除霜流程可靠性分析

當(dāng)進(jìn)入除霜程序時，機(jī)組仍保持制熱工作循環(huán)，在壓縮機(jī)的排氣側(cè)分出一股高溫氣體進(jìn)入需要除霜的空氣側(cè)換熱器，使高溫氣體在高于5℃發(fā)生相變放出潛熱達(dá)到除霜目的(見以上熱氣旁通除霜狀態(tài)圖)。除霜后的制冷劑液體進(jìn)入另外一側(cè)正常制熱的換熱器繼續(xù)蒸發(fā)，這樣，這部分制冷劑仍發(fā)揮了制熱的功效，蒸發(fā)后變?yōu)闅怏w避免了壓縮機(jī)因除霜造成的回液可能。若因某種原因造成除霜不停止時，高溫氣體不直接回到壓縮機(jī)，而是進(jìn)入另外一側(cè)正常制熱的換熱器，此時制熱膨脹閥將會根據(jù)過熱度的變化自動增加供液量，從而使壓縮機(jī)的吸氣保持在合適的過熱度范圍內(nèi)。在整個除霜過程中，由于避免了機(jī)組制冷循環(huán)和制熱循環(huán)的相互轉(zhuǎn)換，壓縮機(jī)的吸、排氣狀態(tài)基本保持穩(wěn)定，從而解決了四通閥換向反循環(huán)除霜存在的可靠性隱患。

4.兩種除霜方法特點比較

5.結(jié)束語

風(fēng)冷熱泵機(jī)組冬季制熱運(yùn)行時，室外側(cè)換熱器的結(jié)霜特性直接影響機(jī)組制熱效果，同時除霜方法合理與否不僅關(guān)系到機(jī)組制熱效果，而且影響到機(jī)組的可靠性。大量的實踐經(jīng)驗表明，無論螺桿式或往復(fù)式風(fēng)冷熱泵機(jī)組，不合理的除霜會導(dǎo)致相當(dāng)高的故障率，甚至造成壓縮機(jī)燒毀等嚴(yán)重事故。我司采用的熱氣旁通除霜方法，它不僅可以提高風(fēng)冷熱泵機(jī)組的供熱性能，更重要的是可以明顯提高機(jī)組的除霜可靠性。