風冷冷水(熱泵)機組熱氣旁通除霜技術在大量、長期的工業(yè)運轉中表明，機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

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

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，使機組由制熱循環(huán)變?yōu)橹评溲h(huán)，同時風機停止工作，高溫排氣進入風側換熱器進行化霜。在除霜循環(huán)的化霜過程中，機組從水系統(tǒng)中吸收熱量提供到風側換熱器去除霜，機組產生的熱量是負數，負熱量的數量與在同樣時間內產生的正熱量大致相當。所以從能量角度講，這種除霜過程的損失相當于兩倍除霜時間的停機，使機組的供熱量下降10%左右。

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

每組翅片盤管設有一個熱氣旁通電磁閥2和主電磁閥3，除霜時相應的熱氣旁通電磁閥打開，主電磁閥關閉，利用排氣放出的熱量達到融霜的目的。融霜結束后，熱氣旁通電磁閥關閉，主電磁閥打開，該組翅片盤管正常運轉，即可進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)壓縮機液壓縮問題

四通換向閥換向時，使機組由制熱循環(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，對壓縮機及其它元件造成很大沖擊。同時在除霜開始時，由于水側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，容易造成壓縮機液壓縮。

2)壓縮機失油問題

在除霜過程的開始階段，由于風側換熱器的大量結霜存在，導致冷凝壓力上升緩慢，使系統(tǒng)的高低壓壓差較小，制冷劑質量流量變小，從而使壓縮機吸氣壓力進一步降低，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行除霜，結果是壓縮機的吸氣壓力由除霜開始的300kPa降低到150kPa以下。對往復式壓縮機來說，曲軸箱內潤滑油由于含有大量的制冷劑，在低壓下產生大量泡沫，油與制冷劑進入壓縮機從排氣管排出，使壓縮機潤滑嚴重惡化，導致軸承和其它運動部件失油損壞。除霜結束后，系統(tǒng)重新啟動，除霜過程中進入空氣側換熱器的油和制冷劑氣液混合物又被壓縮機抽回，造成油損失，并引起油壓安全保護裝置動作。

對于螺桿式壓縮機來說，貯油腔在壓縮機的排氣室，油的循環(huán)是依靠油腔與噴射點(壓力略高于吸氣壓力)之間的壓力差產生的。當除霜開始時，系統(tǒng)的高低壓壓差變小導致機組的潤滑條件惡化，同時，螺桿壓縮機的排氣壓力突然降低也可能導致拋油現(xiàn)象加劇潤滑惡化，這些因素大大降低了壓縮機運行的可靠性和使用壽命，嚴重時直接導致壓縮機燒毀等故障。為此需要在四通閥換向前將壓縮機卸載停機，換向后等待壓力平衡后再起動壓縮機，同時應注意起動后壓縮機在最小壓差下的運行時間不超過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和必要的延時時間，使壓縮機留下了可靠性隱患。

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值以下，影響了壓縮機的壽命；四通閥頻繁動作，使可靠性變差。

4)除霜結束階段容易出現(xiàn)高壓保護造成故障停機。

3.熱氣旁通除霜流程可靠性分析

當進入除霜程序時，機組仍保持制熱工作循環(huán)，在壓縮機的排氣側分出一股高溫氣體進入需要除霜的空氣側換熱器，使高溫氣體在高于5℃發(fā)生相變放出潛熱達到除霜目的(見以上熱氣旁通除霜狀態(tài)圖)。除霜后的制冷劑液體進入另外一側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，而是進入另外一側正常制熱的換熱器，此時制熱膨脹閥將會根據過熱度的變化自動增加供液量，從而使壓縮機的吸氣保持在合適的過熱度范圍內。在整個除霜過程中，由于避免了機組制冷循環(huán)和制熱循環(huán)的相互轉換，壓縮機的吸、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.結束語

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