家用空气源热泵供热性能解析
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[摘 要]由于空气源热泵具有节省资源、无污染、能效优越等优点，因此，大部分消费者都愿意选择这种热能设备。随着计算机网络信息技术应用的高速化，给家用空气源热泵的推广使用带来了有利的契机，但是由于冬季户外气温、风力的速度等都能够制约热泵性能的发挥，因而在普及利用方面也有一定的局限性。因此，如何科学地应对家用空气源热泵在使用方面存在的薄弱环节，防范和化解冬季不良气候的制约因素，便成为了业界人士和专家学者深入研究的一项重要课题。本文结合家用空气源热泵目前存在的缺陷，有针对性地指出了应对措施。
中图分类号：TU831 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0100-01
近年来，随着人们生活水平的持续改进，对生活的舒适程度有了新的期望，特别是房地产开发数量的不断增长，使得家用空调的使用日益增多，空调设备的能源消耗也同时增大。作为空调设备的一种重要形式，家用空气源热泵由于节能效果好、供热能力强、污染情况小，也得到了很好的推广应用。但是，由于家用空气源热泵对气候的依赖，在使用性能方面也受到了一定的影响。因此，如何优化家用空气源热泵的供热性能，提高其应用水平，便成为了一项重要任务。笔者试就家用空气源热泵供热性能存在的问题及解决对策谈些粗浅的想法。
1 家用空气源热泵应用的基本现状
1.1 家用空气源热泵凝霜、解霜问题
因为家用空气源热泵在冬季使用的时候，是基于空气来进行热源的传导，户外温度低，空调热泵的蒸发器也由此而降低了外表温度，而且有可能在0℃以上。这样，一旦户外的客气经过蒸发器产生冷却作用的时候，就可能在蒸发器的外表结出凝固的霜层，给热量的传递带来了阻力，从而影响了热泵的工作效果，降低了供热性能.若要解决凝霜的问题，则要增加额外的费用采取措施处理，会使其经济性受到了影响，如此一来，在冬季或者潮湿的季节，使用家用空气源热泵存在着一定的局限性。
由于家用空气源热泵是利用空气来进行供热传导，而空气是无处不在的资源，不计成本，这就给家用空气源热泵的使用提供了便利。同时，这种家用空气源热泵安装施工较为便捷，投资成本不高，且非常适合分户使用，因此在很多家庭中得到了推广应用。但是如何科学地解决凝霜问题也成了家用空气源热泵使用的一个重点内容。常规控制凝霜的办法一般有：定时解除方法、压力时间方法、空气控压方法、传感控霜方法、声音振荡器方法等。随着计算机网络信息系统的普及应用，最近几年，在解决家用空气源热泵凝霜的问题中，使用了一种全新的模糊控制技术，这种技术原理一般是基于霜花凝结的产生原因多样和非线性形成，所以充分利用了该种技术时差控制、多维应对和非线性结构的优点，运用计算机自动化系统，科学判断家用空气源热泵凝霜清除设施的运行能力，实现结霜的智能化处理。
1.2 家用空气源热泵的能源节约效应
目前是通过火用的原理来分析评定家用空气源热泵设施的能源消耗情况，可以判断出家用空气源热泵在使用的时候出现火用消耗的类别、局点和数值，从而采取措施进行控制。利用火用原理可以分析得出，压缩机是能源节约的重点，所以采用措施来优化压缩机的技术含量，就成了科学管理火用标准的重中之重，控制蒸发器和冷凝器的能源消耗，只要使热量传递的温差适当减少即可。另一方面，能耗节约也影响着家用空气源热泵的经济效果，节能指标控制的好，也能有效地减少费用支出，提升经济效益，因此，在使用家用空气源热泵的时候，找到最佳的热能供应平衡点就成为了关键的技术控制环节，以确保家用空气源热泵的能耗得到有效的节约。
1.3 家用空气源热泵利用的热阻情况
由于家用空气源热泵在利用上受到户外温度的影响，因而产生了制约供热性能的热阻问题，目前研究热阻情况主要是运用有限时间热力学原理，通过分析压力系数、供热比率和热力结构的对应程度，测算出影响供热能力的热阻系数。由于受到户外温度的热阻限制，使得家用空气源热泵应用也只是局限在了黄河以南的地方。在北方地区使用，由于冬季气温比较寒冷，供热设备的压缩比率过高，凝霜问题比较突出，热阻系数也比较大，需要进行相应的结束处理，以解决影响供热性能的问题。
1.4 家用空气源热泵对计算机技术的利用
近年来，随着科学技术发展的不断推陈出新，计算机网络运行系统在很多领域都得到了推广应用，其中在空调设备中的使用也逐渐增多。比如，利用计算机技术在家用空气源热泵设备中进行模拟测算就是一种全新的应用技术。一是通过神经网络方法，来测试螺杆形态的压缩机在冬天寒冷气候下的供热性能，同时运用逆向传播的办法，对误差情况做适当的改正，保证压缩机具有精确的供热运行。二是可以利用计算机模拟测算的办法，对蒸发器凝霜情况和制冷能力进行分析，并得出精确的能源消耗数值，使供热性能得到保证。
2 优化家用空气源热泵供热性能的应对措施
如前所述，家用空气源热泵由于在一定程度上需要承受户外气温变化情况的制约，天气因素影响比较明显，在冬天的时候，随着户外的气温偏低，就会相应提高供热的负荷值，引起蒸发器表面温度减少，给热泵的温度差异带来影响，造成家用空气源热泵的总体供热性能持续偏低；而在夏天，户外的气温逐渐增高，制冷的负荷值随之变高，造成冷凝的温度同时增大，也使得家用空气源热泵的供热性能受到影响。因此，应当通过一定的技术处理使家用空气源热泵的供热性能得到明显的改观。比如，前面提到的蒸发器冬季霜花凝固的问题，由于降低了家用空气源热泵的供热效果，而且也制约了压缩机等其他辅助结构的运行质量，甚至出现了大面积的结冰，所以应当通过最佳耦合系数的对比分析及时进行技术处理，以降低凝霜发生的几率，优化家用空气源热泵供热性能，减少费用支出，提高利用效果。
目前在应对家用空气源热泵使用性能问题中，已经逐渐探索应用了仿真模拟技术，比如，可以设计一个模拟状态的数学模型系统，用来分析测试家用空气源热泵在供热时的瞬间反映程度，然后计算出制冷运行过程中供热设施的技术参数和室内温度改变的曲线图，再据此有针对性地控制热源损耗，解决供热不利的问题。
同时，由于受到多种因素影响，家用空气源热泵在供热运行的时候压缩机和风机可能会产生一定的噪声，因此，在设计的时候，要进行隔音控制，或者科学地设计结构间距，以将噪声降低到可以承受的范围内。
3 结束语
随着经济社会发展步入快车轨道，居住环境的舒适度也越来越被人们所重视和期待，特别是近年来科学技术的发展与日俱增，家用空气源热泵设备在技术革新和供热性能的改进等方面都有了显著的提高，而且有的地方已经初步改进了家用空气源热泵在较低的户外环境下供热运行的不利影响，并且南方很多城市也已经开始运用利用太阳能等辅助设备来增进热泵的能源消耗问题。相信在不久的将来，家用空气源热泵在北方一些城市也将得到越来越多的普及和推广，在改善室内冬季温度等方面发挥越来越大的作用。
参考文献
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