空调化霜是靠什么实现？有三种方式

发布时间：2022-02-21 14:07:45 热度：175

冬天很多人会运行空调的制热模式来取暖。寒冷地区冬季平均气温在零度以下，空调运行过程中室外机换热器会结霜。随着运行工况的恶化，如果不进行除霜，霜层会越积越厚，不仅会造成制热效果不佳，还会损坏风叶和压缩机，因此风冷热泵空调需要进行除霜运行。今天，边肖介绍空调结霜机理和常用除霜方法。

一、空调运行结霜机理

首先，空调室外机的热交换器上一定有水，所以有可能结霜。然后就涉及到冷凝的问题。当换热器翅片的表面温度低于当时空气对应的露点温度时，空气中的水分会在翅片上形成冷凝，这是一种常见的自然现象。

但在较冷的地区，空调运行制热时，室外换热器的翅片温度相对较低，通常在0以下，冷凝水会凝结成细小的固态冰晶，随着运行时间的延长，换热器会结霜。

在空调一般工况下，干球和湿球温度在2/1或干球和湿球温度在0附近时结霜最严重。由于此时空气湿度大，含水量高，露点温度刚好在0以下(见下表：干球温度和湿球温度为2/1时，露点温度为-0.26)。如果发生冷凝，则意味着换热器表面温度已经低于0，干球温度与露点温度之差仅为2.26。普通的热泵空调很容易满足这一条件。在空调测试条件下，室外干球和湿球温度为2/1作为低温制热测试条件。

空调采暖常用工况空气参数对照表

从结霜的机理来看，并不是温度越低越容易结霜，因为温度越低，露点温度越低。从上表可以看出，干球温度和露点温度之间的差异也在增加。有时空调运行时，换热器表面温度会高于当时空气的露点温度，不会冷凝。如果没有冷凝水，就不会提到结霜。因此，在低温条件下，如-15以下，结霜不严重，有时甚至不结霜。

二、霜层的危害

冬季空调外结霜会导致制热效果不佳，影响空调使用寿命。严重时会造成一些不必要的空调损坏。具体的危害和原则如下：

1.霜层导热系数低，覆盖在换热器表面。当霜层厚度达到一定程度，相当于在换热器表面增加了保温层，换热效果迅速变差。

2.大多数空调换热器通过气流进行换热，霜层会堵塞，增加气流阻力，严重降低换气次数，从而降低换热能力，进一步加速霜层的产生。

3.霜层堆积越来越厚，可能会与风扇发生碰撞，损坏风扇。霜层太多可能导致除霜频繁，除霜不干净，制热效果差，能耗增加，热泵运行变差。

三.常见的除霜方法

1.逆向制冷除霜

逆向制冷除霜是空调最常见的方式之一。系统结构和控制方法相对简单。给制冷系统增加一个四通阀。当控制系统检测到满足除霜条件时，四通阀将从制热状态切换到制冷状态，室外换热器将处于散热状态，换热器将被热空气除霜。

除霜过程：

系统控制检测除霜条件是否满足-压缩机频率降低或停机-室内和外部风扇停止运行-四通阀电磁阀动作，切换到冷却状态-压缩机运行

电热除霜是一种简单易行的方法，通过在换热器上增加电加热装置，并与控制系统连接实现。但从能耗的角度来看，并不经济，通常作为逆向制冷除霜的补充。然而，在一些没有反向除霜功能的设备上，电热除霜是一种简单易行的方法。

除霜过程：

系统检测满足除霜条件-压缩机停机-室内外风机停机-电加热电源开启-满足除霜结束条件-电加热电源关闭-压缩机、室内外风机启动-除霜结束。

3.再生除霜

蓄热除霜是在制冷系统中增加一个蓄热模块，利用机器运行产生的余热，通过蓄热模块收集这部分余热，然后在需要除霜时利用这部分热量。通常，储热模块附接到压缩机的外壳，以吸收压缩机运行期间产生的热量。

从能耗的角度来看，蓄热式除霜因其能耗低、经济性好，是近年来发展迅速的除霜方式之一。但制冷系统复杂，控制技术难度大，成本高，通常见于高端设备。

4、热气旁通除霜

上文的逆向制冷化霜，室内机不但不制热，还需在室内吸收热量，用户体验效果比较差。热气旁通可以补充逆向制冷化霜的不足，在化霜的同时，对室内不吸收热量甚至提供热量。

热气旁通除霜方法不需要改变空调设备的制热循环，只需在制冷系统中增加一个旁通阀门，连接压缩机出口和冷凝器出口，如下图：

化霜过程：

控制系统检测符合化霜条件―室外风机停止―旁通阀打开进行化霜―符合化霜结束条件―旁通阀关闭，开启室外风机―除霜结束。

优点：

过程无需停止压缩机，无需切换四通阀，对室内侧的温度影响小，舒适性好。

缺点：

热气旁通化霜的热量来源，没有从室内机吸取，仅靠压缩机的输入功率，除霜热量小，因此，化霜时间长，适合霜层较少的场合。其次，热气对冷凝器进行化霜冷凝成液态后，没有经过蒸发直接进入压缩机，虽然存在气液分离器，但也可能会出现压缩机液击问题，影响压缩机的可靠性，因此需要合理控制化霜时间或者通过加热气化方式保证压缩机吸入是气态制冷剂。如何在不同工况下准确判断霜层厚度，如何保证压缩机吸入的制冷剂状态，成为该方式应用的技术瓶颈。