空气源热泵制热量随室外环境温度下降而衰减是必然的。就目前观察,衰减的原因主要有以下几个原因:

  • 蒸发温度下降

蒸发温度下降会导致压缩机吸气压力下降,吸气比容增加,从而导致制冷剂单位容积的制热量下降,当压缩机理论输气量(体积流量)不变时,制热量下降——这是空气源热泵制热量衰减的主要原因。

当蒸发器翅片表面温度低于湿空气露点温度且低于0℃时,蒸发器表面结霜;霜层增长速度随湿空气含湿量的增加和蒸发温度的下降而增加。霜层厚度增加将导致蒸发器热阻和风阻均增加,制热量迅速衰减。

  • 吸气压力下降

吸气压力下降会导致压缩机压力比增加、润滑效果变差;压缩机容积效率下降,从而导致实际输气量减小,制热量下降。

吸气压力下降会导致蒸发器入口干度增加、液态制冷剂动力粘度增加和低压侧气态制冷剂密度减小,蒸发器和吸气管路中流动压降增加。如维持压缩机吸气压力不变,则蒸发压力及其对应的饱和温度有所升高,蒸发器有效换热温差减小,蒸发器吸热量减小,也将导致制热量下降。

  • 压缩机容积效率下降

吸气比容增加和压缩机容积效率下降均会导致制冷剂质量流量减小,从而导致蒸发器和冷凝器的制冷剂侧传热系数下降,蒸发器吸热量和冷凝器放热量(等同于制热量)减小。

因此,空气源热泵必须进行周期性除霜才能正常运行,而除霜期间制热量为零甚至为负,从而导致平均制热量下降。