氣候對空氣源熱泵機組的工況影響

我們選用在額定工況下，氣溫是35℃標準，出水溫度7℃，空氣源熱泵夏季制冷性能系數COP值在3.0左右，冬季（氣候7℃，出水45℃）我們不計算計化霜損失，制熱系數COP值也在3.0左右，空氣源熱泵的制冷、制熱性能與室外氣候就有直接的關系。

從況流程圖反映了空氣源熱泵冷熱水機組在室外環境變化時制冷制熱能力的變化。空氣源熱泵冷熱水機組供冷能力隨室外溫度的升高而降低，機組消耗功率隨室外環境溫度的升高而增加。當室外空氣溫度增至40℃時，制冷量一般要下降5—7%左右。空氣源冷熱水機組正常制冷的上限溫度一般在40-45℃，個別品牌設有冷凝器風扇速度逐步控制系統，最大允許室外溫度可達50℃左右。需要指出的是，跟冷卻塔不一樣，制冷工況下相對濕度對空氣源熱泵沒不利影響，相反，相對濕度大，對冷卻有利。南京夏季相對濕度較高，所以實際上風冷與水冷在冷卻效果的差異上，比人們想象的要小。

空氣源熱泵冷熱水機組的制熱特性更為復雜，當盤管表面溫度低于空氣露點溫度時，空氣會結露，此時盤管表面發生了相變換熱，有利于提高熱泵機組的制熱能力，但當盤管表面溫度低于空氣冰點溫度（0℃以下）時，如果空氣中的相對濕度同時達到某一程度，盤管表面就會結霜，如不及時化霜，霜層會越結越厚，影響空氣實際流通量，并阻礙了盤管上的熱交換，重者會結冰，壓縮機出現低壓保護停機。在不同迎面風速條件下，熱泵機組室外側空氣盤管上濕空氣存在著三種狀態，ABC為結霜區，ABD為凝露區，CBD以下為干冷區，即不結霜也不凝露。AB線為結霜轉變曲線，它與焓濕圖上的等濕球溫度線接近，當迎面風速為2.5M/S、環境溫度為0℃、相對濕度為73%時，盤管上即開始結霜，如將迎面風速提高至4M/S，環境溫度為0℃，則相對濕度達82%時，盤管才開始結霜，結露結霜轉變線相應左移，提高風速可減緩積霜。當為迎面風速為2M/S時的結霜速率線。可以看出，室外空氣干球溫度在0—5℃，相對濕度>85%時結霜最為嚴重，當tw<-5℃時，結霜速率減慢，這是由于此時空氣中含濕量已明顯減少。

熱泵機組盤管上出現結霜，會影響機組的正常有效的供熱，故必須定時化霜。目前大部分機組采用反向循環來化霜，此時不僅這一部分壓縮機停止供熱運行，而且作制冷運轉，故系統供熱量受明顯影響。結霜嚴重時，平均半小時化一次霜，一次化霜的時間為5分鐘左右，因化霜減少的供熱量達17%左右。另外，室外溫度降低時，熱泵機組的出力明顯減少。0℃條件下，熱泵機組的實際出率為額定工況下的70%左右。-6℃情況下，出力只有額定工況下的62%左右，-10℃條件下供熱量只有額定工況下的55%左右。雨雪寒冷天氣對空氣源熱泵出熱力有明顯影響，重則影響正常運行，一些用戶采用人為延長化霜時間、澆溫水等方法去除冰霜。