陳航提要分析了造成風冷熱幫浦機組在長江流域地區冬季執行不可靠的原因，提出了對機組除霜控制技術和管路設計方面的改進意見，並就機組布置提出了新的看法。
關鍵詞風冷熱幫浦機組除霜管路設計
reliability of air-cooling heat pump units running in winter
by chen hang★
abstractanalyses causes for unreliable running of
air-cooling heat pump units in winter in yangtse river area,,and makes suggestions of the units arrangement.
keywordsair-coolingheatpumpunit,defrost,pipingdesign近年來，風冷熱幫浦機組在我國城市發展中被越來越廣泛地使用著，特別是在長江流域各地區，由於高層民用建築的大量興建，受建築形式的限制和出於對建築總投資的考慮，也開始在較大規模的**空調系統中加以採用。但在使用中熱幫浦機組冬季的執行狀況始終不理想，以致大家對冬季使用的可靠性產生了懷疑。從幾年來的設計安裝和維修過程中我們發現，影響風冷熱幫浦機組執行的可靠性有多種因素，這其中既有機組自身的原因，也有工程設計上的問題，本文想就此分別進行分析和**。
1機組的除霜控制技術
就目前的使用情況來看，可以說造成風冷熱幫浦機組冬季執行不可靠的主要因素是其除霜控制技術的不完善，風冷熱幫浦機組在冬季執行中，當換熱盤管表面溫度低於-2℃時開始結霜，隨著霜層的增厚，盤管的傳熱效率將降低，空氣阻力增加，嚴重時導致盤管凍結，使機組無法執行。機組的結霜與空氣引數有關，圖1為結霜與空氣溫度、相對濕度的變化關係圖。
圖1結霜與空氣溫濕度的關係
在圖中虛線區域為可能結霜區，陰影部分為必然結霜區域，可以看出當相對濕度大於75%時，溫度低於5 ℃就開始結霜了。長江流域地區包括：上海、江蘇、安徽、浙江、江西、湖北、湖南、貴州、四川、雲南等省市，它們的冬季環境溫度在-3～6℃之間，相對濕度在75%～83%範圍內，大部分是處在結霜區域內，要想保證風冷熱幫浦機組在這種環境下的可靠運轉，必須儘量減少結霜的發生。
通過改變機組本身構造來減少結霜是有其可能性的，如在相同換熱量下，增大蒸發器的換熱面積以及提高風量都可提高蒸發溫度，延遲結霜時間，達到減少結霜的目的。但換熱面積增大過多不但不能進一步提高蒸發溫度，反而造成換熱器體積過於龐大，使初投資無意義地增加。同樣風量增大過多也將導致空氣阻力增大，增加了機組的動力消耗，反而造成cop值減小，因此，上述方法都不能從根本上解決問題，據資料介紹日本製造廠商有一種專利即在蒸發器的肋片上嵌入電熱管來提高蒸發器的表面溫度，從而減小結霜的可能，但受技術和造價等原因的限制，這項專利並未得到推廣使用。
因而，關鍵還是要靠完善熱幫浦機組自身的除霜控制技術來提高機組的除霜功效，保證機組冬季執行的可靠與穩定。目前各生產廠的除霜辦法基本相同，即讓機組由冬季執行狀態轉為夏季執行狀態，並關閉排氣扇，使壓縮機的高壓排氣經過四通閥進入換熱盤管進行融霜，稱為熱氣除霜法。所不同的是除霜的控制技術的處理。
常見的除霜控制分別為壓差控制法、溫差控制法和溫度時間控制法，其中以溫度時間控制法最為普遍。這種除霜控制技術中除霜引數的正確設定起著決定性的作用。除霜引數包括三個方面，即除霜溫度、除霜間隔、除霜時間。
除霜溫度是由通過位於膨脹閥後的感溫元件來感應節流後液體的溫度，一般設定值為-5℃。除霜間隔是計時器控制的，一般設定值為40min。除霜時間也是由計時器控制，一般不超過10min。
熱幫浦機組在冬季處於制熱工況執行時，隨著蒸發器上結霜的加重，蒸發溫度也相應下降，當液體溫度降至-5℃，並且上一次除霜時間距本次需除霜的時間相隔夠40min，機組就進入自動除霜工作狀態，等節流液體溫度公升至+5 ℃時，機組就重返制熱工況。如果化霜時間超過10 min，而液溫仍未公升至+5 ℃，機組也將停止化霜恢復制熱。
在三個除霜引數中，除霜時間間隔是直接受氣候環境的影響的。現在，大多數生產廠的風冷熱幫浦機組還是採用著統一固定值，由此帶來的問題也較多。由於長江流域各使用地區之間的氣候條件也有差異，有些
地區如湖南省冬季雨加雪的天氣持續較長，氣溫維持在-2～4 ℃，相對濕度在80%～83%，這種情況下熱幫浦機組蒸發器表面掛霜極快，蒸發溫度迅速降低，使節流後的液體溫度很快就降低到-5℃，但因時間間隔尚未達到40min的設定值，造成機組無法進行除霜工作而繼續維持著制熱執行。從而出現了蒸發器霜層過厚甚至凍結，機組低壓保護而停機的現象。如果管理人員不能及時處理並重新復位啟動壓縮機的話，機組將一直維持停機狀態，導致總制熱量的下降。
這種情況在湖南省的各風冷熱幫浦機組的使用單位經常發生，即使廠方除錯人員可以進行現場的引數調整，但由於受除錯時間和除錯人員經驗的限制，加上缺乏當地的詳細氣象引數，根本無法保證及時性和資料的準確性。對此，筆者建議應由有關部門進行風冷熱幫浦在長江流域各地區的詳細的工況分析和執行引數統計，會同各生產廠制定出相應的除霜控制引數。這樣不但對生產廠有利也能保證廣大使用者的利益。
3壓縮機的問題
除了除霜控制上的問題，壓縮機燒壞的情況也時有發生，成為影響風冷熱幫浦機組冬季執行可靠性的直接因素。
壓縮機是決定熱幫浦系統的熱力效能和機械效能的主要部件，一般在中小型熱幫浦機組中採用全密閉活塞式壓縮機，大型機組則基本上都是採用半密閉的往復式或螺桿式壓縮機。燒壓縮機的原因與壓縮機的自身質量有關。壓縮機不但要有高的運轉效率，還要盡量少受吸氣質量和短期內工作壓力迅速變化的影響，同時壓縮機的電機要設定有良好的熱保護裝置。
這樣，才能保證壓縮機有穩定的工作效果，降低故障率。
另一方面，發生壓縮機燒壞情況，與熱幫浦機組的壓縮機吸氣迴路的設計也有關，圖2為熱幫浦機組的管路圖，其中粗線部分即為吸氣迴路。這裡，儲液器同時起氣液分離器的作用，防止液體被帶回壓縮機造成液擊。
圖2熱幫浦機組管路圖
1排氣扇2空氣換熱器3水換熱器4四通閥5壓縮機6儲液器
我們知道熱幫浦機組冬季的執行工況為制熱工況，而融霜時則是處於製冷工況，在長江流域濕度較大地區，機組經常在制熱及製冷兩種工況之間頻繁轉換，而系統內製冷劑在這兩種工況下的流量也是大不相同，在制熱工況下的流量要遠小於製冷工況的流量，當機組除霜完畢恢復制熱工況時，在化霜過程中進入冷凝器的製冷劑氣液混合物以及潤滑油在經過吸氣回路上的氣液分離器後被抽回到壓縮機，隨著機組制熱工況下流量的劇減，壓縮機的吸氣迴路內的流速也相應降低，一旦出現流速低於最小帶油速度，油將留存在氣液分離器內不能被帶回到壓縮機內，就造成了壓縮機的缺油執行，導致壓縮機的軸高溫損壞和電機的燒壞。由此可見，要保證風冷熱幫浦機組在長江流域地區制熱執行，除了提高除霜控制技術外，對機組的管路設計也要進行改進，才能適應氣候條件的要求。
4機組的布置
在進行機組自身改造的同時，我們也不能忽略工程設計上的失誤對熱幫浦機組正常工作的不利影響，這裡我們重點談談機組布置上的問題。通常情況下風冷熱幫浦機組都是設定在室外的，以設定在主體建築的屋頂或裙樓屋面的情況為多，機組的布置中，距離大小的設定存在問題。這些距離包括：
①機組與四周建築物的距離；②機組之間的距離；③擋雨棚的設定問題。
一般廠家所提供的資料如圖3括號內所示。
圖3機組布置圖
但從幾個實際使用的情況來看，機組與建築物之間的距離採用這樣的資料還是出現了排氣氣流受阻形成回流的問題，特別是在冬季，風冷熱幫浦機組除霜時排出的濕氣需及時擴散，更應留有足夠的距離。同時，多台機組之間的距離也對機組的執行環境有直接影響，如果距離不足的話，一台正在除霜的熱幫浦機組排出的濕氣會被相鄰的機組吸進，從而加劇其結霜的程度。從實踐中看，現在生產廠所提供的距離引數只適用於105 kw(30 rt)以下的機型，對於105 kw以上的機型應隨之相應增大，見圖3。
關於擋雨(雪)棚問題，有些設計者認為機組上方不應有遮擋物以避免出現氣流受阻**形成短路的情況。但如果不設擋雨棚，長江流域冬
季陰雨天氣持續時間長，雨(雪)水將使機組蒸發器本身已結霜嚴重的情況更加惡化。對此，筆者建議採用圖4所示的雨棚搭設辦法，這樣既不影響機組的排熱也能防止雨雪對蒸發器的威脅。
圖4擋雨棚布置
5小結綜上所述，要想保證長江流域地區風冷熱幫浦機組在冬季可靠安全地工作，除了針對實際的氣候狀況對現有機型加以改進，提高熱幫浦技術和除霜控制技術，還需在工程設計上予以重視，來保證熱幫浦機組有較好的工作環境。當前，受熱幫浦機型的高額利潤的驅使，生產風冷熱幫浦機組的廠家日益增多，有些廠家不具備生產風冷熱幫浦機組所必需的技術和生產條件，不但無法提供真實準確的技術引數，產品的生產質量也沒***，這是影響熱幫浦機組使用可靠性的人為因素。對此，筆者建議，風冷熱幫浦機組的生產也應像風機盤管等空調裝置一樣，必須接受國家有關機構的檢驗和抽查，以確保使用者的利益。
★changsha fanhua air conditioning design co., ld
作者簡介：陳航，女，2023年3月生，大學，在讀碩士研究生，工程師，所長（0713）5119966
作者單位：長沙泛華**空調設計研究所
天然氣管道的執行可靠性評價技術
作者 邴志偉 科學與財富 2018年第13期 摘要 天然氣管道系統是連續密閉輸送系統，從輸送 儲存到使用者使用，天然氣均處於帶壓狀態，管道一旦破裂，釋放能量大 撕裂長度長 波及範圍廣，排出的天然氣遇有明火易釀成火災，因此其可靠性研究具有十分重要的意義和作用。針對天然氣管道的可靠性研究，本文通過對國內...
提公升配電網執行可靠性的有效措施
作者 鄭晴晶 山東工業技術 2016年第19期 摘要 工業和經濟的快速發展，使得電能的需求量逐漸增加，這就對電力企業提出了更高的要求。電力系統包括發電 變電 輸電 用電等各環節，其中使用者的用電的可靠性和質量直接與配電網執行的可靠性相聯絡，配電網的實際執行過程中制約其執行可靠性的因素很多，因此要不斷...
簡述如何提高變電執行可靠性的具體措施
作者 章嘉慶 科學導報 科學工程與電力 2019年第24期 摘 要 現階段，隨著社會經濟的迅猛發展，科學技術的進步，我國各項電力建設有了很快的發展，在供電企業中良好的變電執行時非常重要的步驟和環節，對企業發展具有非常重要的影響，因此作為相關部門一定要高度重視變電工作，對各項管理工作進行完善，從而就可...