空氣源熱泵熱水器在低溫狀態(tài)下運(yùn)行制熱，室外運(yùn)行環(huán)境惡劣，當(dāng)室外換熱器(制熱時起蒸發(fā)器作用)表面溫度低于空氣露點(diǎn)溫度且小于0℃時，室外換熱器表面會結(jié)霜，影響制熱效果和運(yùn)行，霜與冰的形成和影響因素比較復(fù)雜，國內(nèi)外關(guān)于常壓下結(jié)霜的傳熱傳質(zhì)性能的研究已經(jīng)比較多。目前，國內(nèi)的熱泵系統(tǒng)除霜方式主要有以下幾種方式。

自然除霜

即當(dāng)系統(tǒng)需要除霜時停止運(yùn)行一定時間，利用周圍環(huán)境中的熱量，使蒸發(fā)溫度恢復(fù)到0°以上，將結(jié)在換熱器表面的霜層融化掉，這是一種最簡單的方法。融霜結(jié)束后，重新啟動制冷系統(tǒng)進(jìn)行工作。此除霜方式最大的優(yōu)點(diǎn)在于方法簡單，且不消耗額外的能量。但這種除霜方式存在一定的缺陷，除霜時間越長則熱量損失越多，導(dǎo)致熱泵制熱效率下降?？諝庠礋岜脽崴鞯恼舭l(fā)器多以露天放置為主，在北方溫度較低的地區(qū)，冬季溫度大多能夠到達(dá)0c以下，無法采用此種方式進(jìn)行除霜。

水沖霜

水沖霜是在冷卻盤管、肋片表面淋水以加熱管道。即使對于大容量盤管也能在很短的時間內(nèi)把霜除去，但此種除霜方式對水資源的浪費(fèi)較大，在北方地區(qū)溫度較低時，當(dāng)淋水溫度過高時，淋水時產(chǎn)生的熱蒸汽會在用冷單元的表面上結(jié)露或結(jié)冰，增大冷單元表面的傳熱熱阻。并且，在淋水后如果不能及時把余水除凈，反而會在下一除霜進(jìn)程中加快結(jié)霜的速度。

熱氣除霜

熱氣除霜是將壓縮機(jī)排氣通人蒸發(fā)器，利用排氣的熱量使其外壁積霜融化脫落，有些情況所使用的是熱氣的過熱部分的熱量，更多的情況是熱氣在蒸發(fā)器凝結(jié)，利用它的顯熱和潛熱除霜。熱氣除霜的優(yōu)點(diǎn)在于霜層融化由內(nèi)至外。

電加熱除霜

電加熱除霜是用電加熱提供化霜熱，多用在翅片管式冷風(fēng)機(jī)上。電熱元件附在翅片上。化霜時，壓縮機(jī)和冷風(fēng)機(jī)風(fēng)扇停止運(yùn)行，關(guān)閉電磁閥，電加熱器開始供電加熱化霜?；Y(jié)束后，壓縮機(jī)啟動運(yùn)行，加熱繼電器停止給電加熱器供電，電磁閥打開，制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器。電加熱除霜具有系統(tǒng)簡單、除霜完全、實(shí)現(xiàn)控制簡單的優(yōu)點(diǎn)，在小型裝置上廣泛采用，但缺點(diǎn)是耗電多，不宜在大型裝置上采用。

國內(nèi)空氣能熱泵熱水器生產(chǎn)廠家常用的除霜方法目前，國內(nèi)大多數(shù)空氣能熱泵熱水器生產(chǎn)企業(yè)主要采用熱氣除霜方法，具體為逆循環(huán)除霜和熱氣旁通除霜。

逆循環(huán)除霜

一種是在室外蒸發(fā)器盤管上安裝溫度傳感器，通過檢測室外盤管溫度來判斷是否結(jié)霜。另一種是通過檢測冷凝器盤管溫度與室溫(或水溫)的差值來判斷室外蒸發(fā)器是否結(jié)霜，即當(dāng)室外蒸發(fā)器結(jié)霜后，其換熱效率降低，導(dǎo)致冷凝器換熱量下降，盤管溫度下降，當(dāng)檢測到冷凝器盤管溫度與室溫(或水溫)的差值低于一定值時，可以判斷室外換熱器結(jié)霜較嚴(yán)重。

除霜時啟動換向除霜程序，四通換向閥動作，改變制冷劑的流向，讓機(jī)組由制熱運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為制冷運(yùn)行狀態(tài)，壓縮機(jī)排出的高溫氣體通過四通閥切換至室外換熱器中進(jìn)行融霜，當(dāng)室外盤管溫度上升到某一溫度值時，結(jié)束除霜。

此種除霜方式，會影響到空氣能熱泵熱水器的供水，即在除霜期間，無法為用戶提供有效水溫的熱水，同時，經(jīng)過除霜后，原有的熱水溫度會降低，從能量角度講，這種除霜過程的損失相當(dāng)于兩倍除霜時間的停機(jī)，經(jīng)測算，會使機(jī)組的供熱量下降l0%左右。并且，四通閥頻繁換向會影響其可靠性及壽命。

熱氣旁通除霜

不改變制冷劑的流向，機(jī)組在除霜過程中保持制熱工作狀態(tài)不變，壓縮機(jī)排出的高溫氣體直接旁通一部分至室外換熱器中進(jìn)行融霜。此種除霜方式由于高壓側(cè)冷媒的熱量還是來自于蒸發(fā)器中吸收的熱量，當(dāng)氣溫較低，除霜不夠快時，將沒有足夠熱量吸收，會使主機(jī)進(jìn)入保護(hù)性停機(jī)狀態(tài)。如采用簡單的旁通之路，則易產(chǎn)生壓縮機(jī)液擊現(xiàn)象。同時，在除霜過程中，因壓縮機(jī)的排氣量減少，會影響加熱熱水的效果，無法滿足正常熱水量的需求。

為了提高除霜效率，一些學(xué)者在除霜循環(huán)方式上進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一些新的除霜循環(huán)方法。KrakowKl和LinS提出在熱氣旁通除霜循環(huán)中增加一個輔助蒸發(fā)器，其能量來自壓縮機(jī)排氣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，熱泵系統(tǒng)可以穩(wěn)定工作，避免了壓縮機(jī)液擊。MeiVC等人提出在低壓氣液分離器內(nèi)增加電加熱器，有效地提高了除霜效率。梁彩華等人提出了一種新型的濕熱除霜方式，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明該除霜方式所需的熱量較少，可以較大程度縮短除霜時間。付文成等人在熱氣旁通的基礎(chǔ)上提出了一種新型的分組節(jié)流除霜方式，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并與傳統(tǒng)的逆循環(huán)方式進(jìn)行了比較，結(jié)果表明該除霜方式供熱恢復(fù)快、避免了不必要的能量損失。

以上的各種除霜方法各有利弊，一些新型的除霜方式也已有了較深入的研究，為我們打開了新思路，但多數(shù)研究仍停留在理論上研究上，尚未經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)，但通過不懈的努力，空氣能熱泵熱水器冬季除霜的問題定能夠迎刃而解。