468 空气源热泵空调设计-防冻液蓄热除霜
468 空气源热泵空调设计-防冻液蓄热除霜
基本流程
防冻液蓄热除霜的基本流程如下图。
图中，装置制热运行时，压缩机、防冻液泵运行，阀1开、阀2关；热泵工质在压缩机、防冻液换热器、膨胀阀、空气换热器之间循环流动，防冻液在防冻液泵、防冻液换热器、室内用热设备、防冻液罐之间循环流动。
热泵工质通过室外空气换热器从环境空气中吸热，被压缩升温升压后通过防冻液换热器来加热防冻液，热的防冻液通过室内用热设备把热能传递给室内并返回防冻液罐。
当室外空气换热器表面结霜且霜层厚度达到设定值时，压缩机停止、阀2开（阀1关或不关均可）。热的防冻液在防冻液泵驱动下进入室外空气换热器中的防冻液管，加热翅片和附近的热泵工质管，使空气换热器表面的霜融化除去；出空气换热器的防冻液返回防冻液罐；待除霜结束后，阀2关，压缩机再启动运行（必要时可采用双室外空气换热器，一个空气换热器除霜时，另一个保持运行，压缩机可不必停机）。
防冻液蓄热除霜具有如下特点：
除霜迅速。几十秒至几分钟即可把霜融化除去。
对室内环境无影响。当防冻液罐内防冻液量较多时，除霜过程中罐内防冻液温度变化不大，热的防冻液继续向室内供热；当出于成本考虑罐中防冻液数量不多时，除霜可能使罐中防冻液温度降至30℃以下时，除霜时关闭阀1，除霜结束后再开启阀1，对室内舒适性影响也不大。
能耗低。除霜消耗的热能是防冻液蓄存的热泵制取的热能，除霜所需的电能消耗约为热气旁通除霜、电热除霜等方法的1/2～1/4.
简单可靠。除霜过程室外空气换热器最高温度即为防冻液温度，通常为40~50℃；需要开始除霜和停止除霜只需打开或关阀2即可，控制简单；压缩机等部件都不需要在非正常工况下运行，有利于装置的稳定可靠。
防冻液量核算
该方法应用时需要核算适宜的防冻液罐容积和适量的防冻液。
以“冷热平台”第399篇中空气侧换热面积约30m2的室外空气换热器为例，考虑除霜时换热器铜管、铝翅片升温吸热，以及霜融化吸热等耗热，一次除霜耗热量约1557kJ（请参见399篇具体计算过程）。
设防冻液采用体积分数40%的乙二醇水溶液，参考“冷热平台”第425篇中乙二醇防冻液热物性数据表，40℃时防冻液密度1051kg/m3(1.051kg/L)，比热3.535kJ/(kg.℃)。
设罐中防冻液质量为mkg，除霜过程中要求防冻液降温不超过5℃，则有：
3.535*5*m=1557
m=88 kg
防冻液容积：
V=88/1.051=84L
当允许罐中防冻液在除霜过程中降温20℃左右时，所需的防冻液质量约88/4=22kg，所需的防冻液容积约84/4=21L。
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