空氣源熱泵除霜技術(shù)進展與區(qū)域化應(yīng)用綜述

馮瑞峰， 孫俊彪， 霍 兵， 楊建偉， 侯利東

(1.煤炭工業(yè)太原設(shè)計研究院集團有限公司, 太原 030001; 2.山西臣功新能源科技有限公司, 太原 030006; 3.山西沁和能源集團中村煤業(yè)有限公司, 晉城 048211; 4.山西恒義和合同能源管理有限公司, 太原 030001; 5.麥克維爾中央空調(diào)有限公司太原分公司, 太原 030012)

空氣源熱泵設(shè)備憑借其改造方便等優(yōu)勢，在冬季有采暖需求的區(qū)域大范圍推廣和應(yīng)用，隨之也暴露了一些問題，其中就有冬季制熱狀況下隨溫度降低而引起結(jié)霜的問題。結(jié)霜導(dǎo)致了空氣源熱泵制熱效率大幅降低[1]，制約了其使用與發(fā)展。2017年3月發(fā)布的《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中，明確指出需要解決空氣源熱泵產(chǎn)品的結(jié)霜、除霜問題。

除霜技術(shù)探究大多針對某一地區(qū)、某種特定除霜方式進行，鮮有對不同區(qū)域、不同時期、采用何種除霜手段有較好綜合除霜效果的研究。換句話說，缺乏相應(yīng)評價體系以供特定區(qū)域除霜方法選擇做指導(dǎo)。恰當(dāng)?shù)某u價體系可以提供設(shè)計依據(jù)和技術(shù)支持，為提升現(xiàn)有除霜技術(shù)應(yīng)用效果做貢獻。因此，需要對現(xiàn)有除霜方法和技術(shù)手段進行歸納總結(jié)，進而提煉出中外研究趨勢，為除霜性能評價體系的出現(xiàn)提供參考。

結(jié)霜是一種復(fù)雜的物理化學(xué)過程[2]，空氣源熱泵冷壁面霜層形成需要達到一定的溫濕度條件[3-6]。不同的機組、不同的型號存在對應(yīng)不同的溫濕度條件。日本學(xué)者井上宇市[7]在對超過2 000個空氣源熱泵結(jié)霜狀況下總結(jié)出的結(jié)霜溫、濕度條件區(qū)間，即結(jié)霜時空氣干球溫度范圍為大于-12 ℃，小于5.8 ℃，相對濕度需滿足大于67%。依據(jù)結(jié)霜條件區(qū)間以及實際調(diào)研，一些專家學(xué)者將中國分為黃河流域、華北等寒冷地區(qū)[8]的難結(jié)霜區(qū)域和長江流域等濕度較大地區(qū)[9]的易結(jié)霜區(qū)域。整合了中外除霜技術(shù)研究進展發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)今研究方向主要包括除霜理論研究和實驗探究，如圖1所示。理論研究著重于除霜全生命過程的數(shù)學(xué)模型建立，實驗探究側(cè)重于不同除霜技術(shù)的應(yīng)用效果。在實驗探究部分，將探討單模式除霜方法、抑霜方法和多模式除霜方法，并結(jié)合不同結(jié)霜區(qū)域?qū)ζ鋮^(qū)域化應(yīng)用進行展望。

1 理論研究

針對結(jié)霜除霜問題數(shù)學(xué)研究主要分為兩個方向：一是霜層形成和結(jié)構(gòu)的模型研究；二是機組在除霜工況下的運行模型，包含除霜能量模型、融霜水流動模型等。

室外蒸發(fā)器表面結(jié)霜是較為常見且較復(fù)雜的物化過程，霜層生長過程會經(jīng)歷3個階段，結(jié)晶生長期、霜層生長期以及霜層充分生長期[10-12]，如圖2所示。霜層從形成到生長過程經(jīng)歷了氣、液、固三態(tài)變化，由單相變?yōu)槎嘞?，并且伴隨著復(fù)雜的傳熱傳質(zhì)過程。除霜技術(shù)的評價主要是對其除霜耗能的評估，而霜層的結(jié)構(gòu)、密度、導(dǎo)熱系數(shù)等都是主要影響因子。為了推進研究進展獲取相關(guān)參數(shù)，需要有相關(guān)計算模型來支持。1976年，Jines等[13]就提出了簡化的多孔介質(zhì)模型，將霜層描述成均勻冰球在空氣中的立方點陣，并得到對一些特定情況下30%誤差的冰+空氣混合物的多孔模型，緊接著Schneider[14]將霜層中的冰柱作為研究對象，提出一種描述傳導(dǎo)熱的冰柱模型，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，日本學(xué)者將這兩種模型進行了改進并提出了多孔介質(zhì)+冰柱混合模型；劉惠枝等[15]結(jié)合中外研究經(jīng)驗，利用無因次方程和無因次經(jīng)驗公式，整理出更加接近真實情況的冰柱、空氣+冰塊混合模型、含空氣泡冰層的并串聯(lián)上下兩層模型，并提煉出了穩(wěn)態(tài)分布參數(shù)方程下霜層高度表達式為

(Ta-Tw)-0.01Π0.25Ft

(1)

在霜層模型的基礎(chǔ)上就可以進行除霜工況下機組運行的數(shù)學(xué)模型的研究。中外關(guān)于這方面的數(shù)學(xué)模型在能量方程上基本相似，然有各自特有之處。其中一類是針對不同類型的蒸發(fā)器建立穩(wěn)態(tài)或動態(tài)分布參數(shù)的模型，如肋片管式換熱器[16]的傳熱系數(shù)計算[式(2)]、太陽能蒸發(fā)器[17]對原有公式進行輻射修正[式(3)]以及預(yù)測傳熱傳質(zhì)效率的數(shù)學(xué)模型[18]等；也有針對特定除霜方法的模型，如建立逆循環(huán)除霜性能模型，并得出該類型除霜中有17.7%起到除霜的作用等[19]；也有對重要部件建立的模型，像一種用來儲存太陽能的圓柱形殼管式相變蓄熱單元[20]；還有除霜過程中融霜水?dāng)?shù)學(xué)模型，其中有可以全面觀測翅片表面滯留水蒸發(fā)情況的動態(tài)模型[21]，也有計算融霜耗熱量的半經(jīng)驗?zāi)Ｐ蚚22]。

圖1 除霜技術(shù)研究進展Fig.1 Research progress of defrosting technology

圖2 蒸發(fā)器表面霜層生長變化圖[18]Fig.2 Frost layer growth on the surface of the evaporator[18]

(2)

式(2)中：α為肋片管式換熱器傳熱系數(shù)，W/(m2·s);ξ為析濕因子；β為肋化系數(shù)；hn為內(nèi)表面換熱系數(shù)，W/(m2·s)；h為外表面換熱系數(shù)，W/(m2·s);δfr為霜層厚度，m；λfr為霜層導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)。

(3)

圖3 內(nèi)部能源除霜圖Fig.3 Internal energy defrosting diagram

中國除霜數(shù)學(xué)模型的發(fā)展從借鑒學(xué)習(xí)到不斷完善突破，有了長足的進步。通過使用一些軟件像有限元分析軟件(ANSYS)、多物理場仿真軟件(COMSOL)等可以縮短數(shù)據(jù)計算時間，大大提高了科研的效率。

2 試驗研究及除霜方法探究

2.1 單模式除霜方法

單模式除霜方法指運行設(shè)備只采用一種除霜手段或者單一熱源進行除霜。這種方法根據(jù)使用除霜能量的類型大致可以分為兩種：熱力型除霜和非熱力型除霜。

2.1.1 熱力型除霜

霜層形成之后，通過提高蒸發(fā)器表面或者周圍空氣溫度，融化霜層。依據(jù)能量來源的不同方式，分成內(nèi)部能源除霜和外部能源除霜，內(nèi)部能量除霜。除霜能量來源于壓縮機，如逆循環(huán)除霜，熱氣旁通除霜，過冷蓄熱除霜等，原理如圖3所示。

逆循環(huán)除霜是較為普遍的一種除霜模式，但它存在以下問題：①逆向運行過程蒸發(fā)器與冷凝器相互轉(zhuǎn)換，與正向運行工況相差較大，壓縮機與逆向循環(huán)匹配度較低，導(dǎo)致系統(tǒng)運行效率低；②逆向運行導(dǎo)致制冷劑流量降低，增加除霜時間[23]；③機組除霜后期，室外側(cè)常出現(xiàn)無法完成冷凝的情況，可能會造成壓縮機停機保護[24]；④逆循環(huán)除霜期間，會降低室內(nèi)的熱舒適性[25]。

熱氣旁通除霜方法是隨著控制技術(shù)和制造技術(shù)的不斷精進而出現(xiàn)。相比逆循環(huán)除霜，該除霜方法不會對室內(nèi)熱舒適產(chǎn)生影響，其運行系統(tǒng)也較為穩(wěn)定，原因是其除霜運行和制熱運行是并列運行，但熱氣旁通法需要除霜時間較多，在并行過程中吸氣過熱度為0 ℃左右，會使排氣溫度和過熱度不斷降低，可能危及壓縮機的安全[26]。從設(shè)計角度考慮，室內(nèi)負荷相同情況下，熱氣旁通除霜法需要的機組要大于逆循環(huán)機組，會增加設(shè)備初期投資。此外，熱氣旁通除霜的效果還受到控制機制、電子膨脹閥的開度和旁通閥的影響。研究證明合理的配置電子膨脹閥和旁通閥[27]可以縮短除霜時間和降低除霜能耗，以及采用結(jié)霜拐點控制法[28]可以進一步完善熱氣旁通除霜控制邏輯。

過冷除霜方法實際上是將一部分冷凝過冷熱量使用蓄熱介質(zhì)儲存起來，在需要除霜的時候釋放。這種方法和熱氣旁通方法一樣，對室內(nèi)熱舒適性影響很??；還可以在一定程度上提高吸氣和排氣溫度，進而縮短除霜時間和降低除霜能耗[29]；此外系統(tǒng)充分冷凝，直接提高了系統(tǒng)制熱效率。其除霜效果同樣需要配合較好的控制策略[30]。蓄熱除霜部件可以與制熱循環(huán)組件進行并聯(lián)運行、串聯(lián)運行與串-并聯(lián)運行三種模式，試驗探究表明串聯(lián)運行為最佳模式[31]，并且認為蓄熱除霜的最不利工況出現(xiàn)在-3 ℃[32]。與外置熱源蓄熱除霜相比，過冷蓄熱除霜有較低的耗能[33]，較小的使用面積。冷凝蓄熱除霜也可以巧妙地結(jié)合一些特別的機組設(shè)備，如一種采用直凝式地暖采暖末端+水箱的系統(tǒng)中使用過冷蓄熱除霜，大大提高了其除霜效率[34]。

外部能源除霜借助除壓縮機以外產(chǎn)生的熱量來進行融霜。像電加熱除霜、外加太陽能除霜系統(tǒng)等，如圖4所示。電加熱除霜法是指借助電加熱輔助設(shè)備直接或間接提供除霜耗熱量的方法。

外置電加熱相比逆循環(huán)除霜具有除霜能量充足[35]、不影響制冷系統(tǒng)工況、成本低、易安裝等優(yōu)勢。其除霜性能優(yōu)良取決于電加熱器加熱材質(zhì)的選擇、電加熱器的安裝位置[36]和電加熱器排布方式[37]等。這種外置型的電加熱器直接加熱融霜過程中，不僅會加熱積霜面，而且也會加熱周圍環(huán)境造成耗能增加。此外，電加熱器處于工況急劇變化中，對其材料有一定要求。綜合來看，電加熱除霜適合于除霜耗熱量大，室外氣溫變化波動較小的地區(qū)。黃河以南的長江流域采暖季相對濕度大，空氣源熱泵積霜量較多，所需除霜耗能大，這種情況下電加熱除霜也是一種有效可行的手段[38]。為了提高電除霜耗熱量利用率，可以采用電加熱熱水循環(huán)運行，對霜層進行沖刷融化[39]。

外加太陽能除霜系統(tǒng)的系統(tǒng)節(jié)能率較高，但需要增加太陽能收集裝置和蓄熱裝置來平衡供需關(guān)系，這樣會造成系統(tǒng)過于龐大、初投資較高?，F(xiàn)在對于該系統(tǒng)的除霜性能優(yōu)化主要集中在換熱器的研究，像多芯套管換熱器多換熱流程的太陽能輔助系統(tǒng)[40]，新型間聯(lián)式太陽能空氣源熱泵[41]，圓柱形殼管式相變蓄熱[42]等。

圖4 外部能源除霜圖Fig.4 External energy defrosting diagram

圖5 超聲波影響效果[43]Fig.5 Ultrasonic affects the defrosting effect[43]

2.1.2 非熱力型除霜

非熱力除霜，利用物化手段直接干預(yù)霜層成形和生長，使霜層更加容易去除。當(dāng)下研究手段包括外加超聲波場、電場、磁場和疏水涂層除霜法。這種類型的除霜方式在除霜工況下，均不會對室內(nèi)熱舒適性產(chǎn)生影響。

超聲波除霜手段主要是會影響冷壁面液滴的形狀和大小[43]。超聲波會明顯減小水滴、霜晶體的體積，如圖5所示，特定的超聲波頻率可以增加約70%的液滴脫除率[44]，間斷性使用超聲波可以降低除霜耗能[45]。外加電場除霜，利用了電場會影響水分子擴散，電場會讓水分子有規(guī)律地進行排布[46]，電場的不間斷和間斷施加可以使冷壁面形成針形霜晶并自行掉落[47]。電場種類有很多，但有一定除霜效果的不多，其中有高壓靜電場[48]和掃頻高壓電場[49]；且各有優(yōu)勢。外加磁場除霜采用磁場會對霜層成形、生成過程以及霜晶形態(tài)產(chǎn)生影響，使其液滴更加均勻、結(jié)構(gòu)更加松散[50]，便于去除。疏水涂層除霜主要研究特征是其表面接觸角。疏水涂層表面的水珠分布比較疏散，霜晶核生成時間相對一般平面較晚[51-53]。隨著研究的不斷深入，疏水涂層應(yīng)用仿生學(xué)，將涂層表面接觸角度[54-55]從90°突破到了162°(圖6)。非熱力除霜相對熱力除霜在大規(guī)模應(yīng)用方面還不成熟，成本造價也相對較高。

表1整理了文獻中單模式除霜技術(shù)性能，并對其進行了對比，可以看出單模式除霜總是優(yōu)勢與劣勢同在，其改進空間較大。

圖6 水滴在疏水涂層表面形態(tài)[56]Fig.6 Water droplets on the surface of the hydrophobic coating[56]

表1 單模式除霜技術(shù)指標(biāo)

2.2 抑霜方法

霜層在風(fēng)冷機組蒸發(fā)器壁面上形成時，除了濕度和溫度，還有其他很多的影響因素影響，例如成核因子、風(fēng)速、氣壓等。一些學(xué)者從結(jié)霜源頭進行研究，意圖抑制或者減緩霜層的生長?，F(xiàn)階段研究思路有：①改變供熱流體物理狀態(tài)；②優(yōu)化室外換熱器結(jié)構(gòu)。

供熱流體大多數(shù)情況下為室外空氣，冷壁面霜層實際上是室外空氣中水分子析出到冷壁面，然后受到管內(nèi)制冷劑和空氣共同影響而形成霜晶。在這個過程中有兩個關(guān)鍵因子：水蒸氣和成核因子[2]。霜晶形成需要水蒸氣和成核因子。可溶性微粒就是良好的成核因子之一，采用凈化空氣和增大風(fēng)速來減小可溶性微粒的影響。對于降低水蒸氣比例，常見手段有進口氣體通過吸附床來降低相對濕度和采用親水涂層等。采用吸附床除濕技術(shù)的關(guān)鍵是吸附床可再生，有采用太陽能-電加熱再生系統(tǒng)[56]，也有采用儲存于相變材料中的冷凝熱[57]。除此除霜手段，還存在一種鹽溶液換熱系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在空氣和蒸發(fā)器中增加了一種鹽溶液換熱介質(zhì)，鹽溶液介質(zhì)將空氣中熱量傳遞給制冷劑[58]，并且有系統(tǒng)使用過冷熱再生溶液[59]。這2種方法雖然可以有效抑制霜層的形成，但是與太陽能除霜方法一樣需要增加額外的系統(tǒng)，造成系統(tǒng)體積臃腫、控制復(fù)雜。親水涂層直接附著于蒸發(fā)器表面，與吸附床相比，系統(tǒng)體積大幅降低。親水涂層可以吸附水蒸氣和成核因子來抑制霜層形成，其吸附大量水分的同時也儲存了部分潛冷量，這樣可以提高在涂層內(nèi)水的冰點溫度。Highgate等[60]把親水涂層的冰點溫度做到-20 ℃。此外，親水涂層的耐久性和穩(wěn)定性[61]隨著研究不斷深入得以提高。當(dāng)涂層吸水量飽和時，對比親水涂層與疏水涂層對霜層的影響，可以發(fā)現(xiàn)親水涂層結(jié)霜時間和厚度比疏水涂層程度輕[62]，然而其霜層密度要大于疏水涂層[63]。通過分析，親水涂層在一定程度內(nèi)可以有效地抑制霜層，但在相對濕度較大的地區(qū)其除霜效果還不理想。此外還存在針對太陽能涂層[64]的研究，在蒸發(fā)器外壁面附著選擇吸收性太陽能親水涂層可有效提高蒸發(fā)器表面溫度，抑制霜層生成。抑霜方法在一定程度上可以緩解蒸發(fā)器表面結(jié)霜情況，也可以穩(wěn)定機組運行工況。此外霜層也受到迎面風(fēng)速和氣壓的影響，風(fēng)速越大霜層生成速度越慢[65]，氣壓越低霜層越稀薄[66]，需要注意的是采用該方法到達除霜效果會致成本和噪聲的增加[67]。

室外換熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化是為了延緩霜層生長或者降低霜層對管翅片換熱器的影響。結(jié)構(gòu)的優(yōu)化會受到不同地區(qū)、不同氣候類型的影響。研究表明，蒸發(fā)器面積增加一倍時，各個地區(qū)的平均蒸發(fā)溫度約上升2.5 ℃，結(jié)霜時間減少5.21%～82.96%[68]，不同地區(qū)應(yīng)該有相應(yīng)的翅片設(shè)計間距，以減緩霜層對換熱的影響[69]。

在表2中匯總來看，抑霜方法造價較高，對系統(tǒng)造成影響較小，且在結(jié)霜初期有較好的抑霜效果。

2.3 多模式除霜方法

多模式除霜方法是指采用多熱源耦合、多手段集成或除霜全過程考慮的除霜方法。多模式除霜方法旨在采用不同除霜手段和技術(shù)集成來改善單模式除霜方法存在熱源不足、集成化程度低等問題。目前，對多模式除霜方法研究的主要方向是：①對存在的除霜、抑霜方法進行耦合；②對除霜全過程優(yōu)化；③技術(shù)類比。

表2 抑霜技術(shù)

對既有方法改進的思路主要是從現(xiàn)有新設(shè)備缺點出發(fā)，對其進行完善。逆循環(huán)方法主要問題是由于工況逆轉(zhuǎn)導(dǎo)致除霜時造成熱量不足和系統(tǒng)波動異常，常采用增加輔助除霜熱源的手段，像增加蓄熱模塊[70]、增加管道式電加熱設(shè)備[71]等。相同工況下，改造機組的除霜時間相比減少70%～80%[70]，機組保持原有尺寸。針對大中型空氣熱泵系統(tǒng)，采用多臺室外機并聯(lián)運行、輪換除霜的運行策略實現(xiàn)系統(tǒng)組無霜運行[72]。一種耦合雙回路熱氣旁通除霜技術(shù)[73]，可以實現(xiàn)在除霜過程中不影響制熱。疏水涂層在相對濕度較大區(qū)間內(nèi)效果不佳，通過增加一個高速熱風(fēng)裝置，利用15 ℃熱風(fēng)在3.5 s內(nèi)將霜晶帶走[74]。疏水涂層和機械振動相結(jié)合也能有效去除霜層[75]。

一般情況下，除霜全過程包括除霜系統(tǒng)啟動、表面霜層融化、表面殘留水汽蒸發(fā)、化霜水排水和制熱系統(tǒng)恢復(fù)。研究表明除霜能量用于融化霜層、蒸發(fā)表面滯留水、加熱室外盤管、與室外空氣熱交換以及加熱融霜水，各占比如圖7所示[76]。對除霜全過程研究的重點在于避免融霜后的二次結(jié)霜和除霜過程的控制策略的優(yōu)化。融霜水沒有及時排走會造成在蒸發(fā)器底端附近形成“永凍區(qū)”[77]如圖8所示，對其整體制熱性能產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn)翅片形狀相比化霜溫度對表面滯留水影響更大，像采用非對稱百葉窗翅片換熱器，可調(diào)整角度翅片的緊湊型換熱器等，都可以降低融霜水在表面停留時間，優(yōu)化疏水性能。除在結(jié)構(gòu)方面優(yōu)化，還有在控制方面改進。實踐證明，除霜運行常會發(fā)生誤除霜[78]現(xiàn)象，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，在冬季除霜過程中會發(fā)生約63%誤除霜過程[79]。誤除霜發(fā)生，會對機組運行工況帶來較大波動，甚至?xí)ζ浒踩斐捎绊憽３`差的來源有采集系統(tǒng)和判斷邏輯控制。采集系統(tǒng)除了對常規(guī)的濕度、溫度采集反饋和預(yù)測結(jié)霜量[80]外，還研究了霜層光電檢測[81]、氣壓檢測等；控制邏輯的研究包含了模糊智能控制[82-83]、自修正除霜控制法[84-85]等。

技術(shù)類比是指從舊有技術(shù)中，如熱氣旁通法、過冷除霜等，總結(jié)除霜機理和特點，并通過特定結(jié)構(gòu)或機組改進原有除霜性能，原理如圖9所示。除霜方法類比，采用一種有兩個環(huán)路的室外機，其中一個環(huán)路與旁通閥相連，在除霜工況充當(dāng)冷凝器[86]，另一個為蒸發(fā)器環(huán)路。除霜時，旁通閥開啟充當(dāng)冷凝器端釋放熱量為蒸發(fā)器端除霜，實現(xiàn)化霜且不影響室內(nèi)舒適性。此外，存在一種復(fù)疊式蓄能空氣源熱泵除霜手段，減少除霜時間70%以上[87]。復(fù)疊式壓縮機有兩級，低溫級和高溫級，在使用時為了保證機組穩(wěn)定性，常在低溫級冷凝器端做降低冷凝溫度處理以保證機組的穩(wěn)定運行。在復(fù)疊式除霜機組中類比過冷除霜，將低溫級冷凝器中儲存的冷凝熱傳遞于高溫級蒸發(fā)器中，起到除霜的作用。這樣既可以滿足除霜需要，也可以保證機組穩(wěn)定運行。

圖7 除霜能耗占比[76]Fig.7 Defrost energy consumption[76]

圖8 永凍區(qū)Fig.8 Permafrost

圖9 應(yīng)用除霜方法類比的系統(tǒng)原理圖Fig.9 Schematic diagram of an analog system using a defrost method

表3將相近工況下的除霜性能進行了整理，可以發(fā)現(xiàn)多模式除霜通過集成各種除霜手段和技術(shù)，解決了單模式除霜和抑霜技術(shù)的局限性，得到較高的除霜性能表現(xiàn)。

表3 抑霜和除霜技術(shù)性能

3 除霜技術(shù)區(qū)域化應(yīng)用展望

研究學(xué)者將中國分為黃河流域、華北等寒冷地區(qū)的難結(jié)霜區(qū)和長江流域等濕度較大地區(qū)的易結(jié)霜區(qū)，但并不意味著除霜效果優(yōu)劣會與難易區(qū)域相關(guān)聯(lián)。不同除霜技術(shù)具有不同優(yōu)勢，且霜層形成直接與室外溫、濕度條件相關(guān)，不同地區(qū)、不同地點及不同時段內(nèi)溫、濕度變化迥異，這些都會影響著機組除霜性能優(yōu)劣。若單一采用難、易結(jié)霜區(qū)域?qū)ζ涑夹g(shù)進行評價和判斷，還不夠精準(zhǔn)。而現(xiàn)階段評價除霜方法的研究大多針對某一地區(qū)的某種特定的除霜方式，鮮有探究在不同區(qū)域或不同時段，采用何種除霜手段有較好綜合除霜效果的評價方法，換言之缺乏相應(yīng)的評價體系以供不同區(qū)域選擇最佳除霜手段。

在現(xiàn)有除霜技術(shù)條件下，欲將其除霜性能充分釋放，應(yīng)該因地制宜、合理配置和科學(xué)應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)。在考慮了初投資、運行效果以及節(jié)能方面，認為在配置某一區(qū)域除霜技術(shù)時，應(yīng)該綜合考慮安裝區(qū)域使用條件，參考“抑霜為先，除霜為后”的技術(shù)原則，宜用相適用的評價體系找到其最優(yōu)解。

4 結(jié)論

通過對中外空氣源熱泵除霜技術(shù)研究現(xiàn)狀，得出以下結(jié)論。

(1) 空氣源熱泵除霜技術(shù)在單一模式、抑霜和多模式的研究方面開展了大量的研究，并取得了長足的進展，且多模式除霜已經(jīng)成為當(dāng)下研究的熱點，但現(xiàn)階段仍處于新技術(shù)開發(fā)瓶頸期，新一些的除霜手段還沒有在實踐中大面積推廣和應(yīng)用，有關(guān)研究仍有待進一步深入。

(2)單模式除霜研究時間較長、研究資料較多?？梢酝ㄟ^合理的區(qū)域配置和因地制宜實現(xiàn)有效提升單模式除霜效果，在新技術(shù)開發(fā)過渡期，提供較為高效的除霜手段。抑霜技術(shù)為新除霜方法提供了一些思路。從機組設(shè)計源頭考慮，宜采用優(yōu)化室外蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)設(shè)計；從機組改造方面看，應(yīng)采用涂層抑霜。這兩種除霜手段有較高的實用價值，學(xué)者們?nèi)栽谶M行實驗和理論研究，期待大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化形成。

(3)多模式除霜方法是除霜研究技術(shù)存在瓶頸期后產(chǎn)生的另一個研究思路。主要是通過現(xiàn)有技術(shù)局部有機組合實現(xiàn)。從生命周期角度出發(fā)，對除霜全過程中熱源、控制及后期處理進行優(yōu)化，實現(xiàn)除霜性能表現(xiàn)最大化。隨著當(dāng)下科技發(fā)展，多模式除霜技術(shù)不斷發(fā)展和進步，亟待進一步的推進。

(4)從區(qū)域化應(yīng)用、除霜方法設(shè)計以及缺乏相應(yīng)評價體系3個方面綜合考慮，建議參考“抑霜為先，除霜為后”的技術(shù)原則，期待相適應(yīng)的評價體系的出現(xiàn)，進而實現(xiàn)除霜性能和經(jīng)濟最優(yōu)化。