[发明专利]一种适于预测空气源热泵结霜程度的多区域结霜图谱的开发方法

摘要

一种适于预测空气源热泵结霜程度的多区域结霜图谱的制备方法，属于预测空气源热泵结霜程度技术领域。对空气源热泵机组、热泵型房间空调器等设备在不同环境下的结霜程度进行判定和预测。其技术方案为以环境温‑湿度图为基础，建立包含“两线、三区、五域”的空气源热泵分区域结霜图谱。其中，“两线”为临界结露线与临界结霜线，“两线”将环境温‑湿度图划分为“三区”，非结霜区、结露区与结霜区；根据结霜轻重程度，又将结霜区划分为五个区域。通过现场测试和除霜控制应用研究将对空气源热泵分区域结霜图谱进行系统性验证。本发明可以较准确的预测空气源热泵的结霜情况，提高空气源热泵除霜效率、避免“误除霜”事故发生、改进除霜控制方法。

主权项

一种适于预测空气源热泵结霜程度的多区域结霜图谱的制备方法，其特征在于，多区域结霜图谱包括横坐标空气温度、纵坐标空气相对湿度、、临界结霜线、临界结露线、等结霜速率曲线；临界结露线将整个图谱分为两部分，临界结露线的下面为非结霜区，位于临界结露线之上，有一条与纵坐标平行且下端终于临界结露线的临界结霜线；在临界结露线上方，临界结霜线的左方为结霜区，右方为结露区；在结霜区有四条等结霜速率曲线，将结霜区分为多个区域，每个区域基本结霜速率相同；图谱中的临界线，其描述方程分别为：临界结霜线：Ta＝x，5℃≤x≤12℃相同结霜速率临界线A:RHA＝k1A+k2ATa+k3ATa2；相同结霜速率临界线B：RHB＝k1B+k2BTa+k3BTa2；相同结霜速率临界线C：RHC＝k1C+k2CTa+k3CTa2；相同结霜速率临界线D：RHD＝k1D+k2DTa+k3DTa2；临界结露线：RHE＝RHx–k3ETa+k3ETa2，35.52≤RHx≤45.25；上式中的RH与Ta均为无量纲参数；包括如下步骤：1)以目前空气源热泵主要适用的温度范围将结霜图谱横坐标(空气温度)下限定为‑15℃，上限可根据条件设定，在6～12℃；纵坐标取空气相对湿度的范围为0～100％；2)根据结露和结霜的条件，利用空气的温度和相对湿度计算出结霜图上任意一点的露点温度，再把露点温度相等的线连接起来形成等露点温度线；3)根据换热温差与盘管温度和空气温度的关系，对空气源热泵进行现场测试以及数据的统计学分析，得出盘管温度Tw与空气温度的Ta的计算线性关系式为：Tw＝(1‑k2)Ta‑k1；4)根据3)中的关系式，任取一个Ta均可得出一个Tw，找到同Tw相等的等露点温度线与此空气温度Ta的交点即为临界结露点，在图谱中将所有的临界结露点连接起来得出临界结露线；根据换热器表面是否明显发生结霜现象，以现场测试的方法确定出图谱的临界结霜线；5)利用冷平板结霜特性预测模型以及线性拟合，在结霜区内，将结霜速率相同的点拟合、连接后形成四条等结霜速率曲线，结霜区从上往下被细化为(A)、(B)、(C)、(D)、(E)五个区域：当空气源热泵机组分别在每一个结霜区域内运行时，其室外换热器的结霜速率是相似的，并且从上往下的(A)、(B)、(C)、(D)、(E)五个结霜区域的结霜速率逐渐降低。即机组在结霜区域A中运行时，其室外换热器表面的结霜速率是最快的，相反，在结霜区域E中运行时，结霜速率最慢；6)实验测试验证图谱各个区域的结霜情况，得出最终图谱。