空气源热泵除霜研究

从空气源热泵霜层形成过程与抑制结霜技术、除霜方法和除霜自动控制技术等4个方面对空气源热泵除霜问题的研究现状进行了介绍。     

“雾霾”与“非雾霾”气象条件下空气源热泵结除霜特性的对比实验研究

本文根据北京市某实际工程2013~2014年供暖期的测试结果,选取2组对比实验,从空气源热泵结除霜过程、运行特性、供热特性等方面,揭示"雾霾"与"非雾霾"气象条件对机组结除霜特性的影响。第1组对比实验,环境温湿度均为-0.7℃和67.5%左右,而PM2.5浓度分别为343μg/m3和94μg/m3。第2组对比实验,环境温湿度均为-1.0℃和71.0%左右,而PM2.5浓度分别为257μg/m3和94μg/m3。研究结果表明:"雾霾"气象条件,有利于霜层形成,结霜速度快,结霜量多,机组吸、排气温差大,供热能力衰减早、衰减程度大,对机组结除霜特性影响更为严重。     

夏热冬冷地区空气源热泵冬季运行特性实验研究

通过对湖南省湘潭市一空气源热泵机组在冬季易结霜的气候条件下运行参数进行测定,获得了夏热冬冷地区冬季空气源热泵运行的基础数据,结果表明:当室外换热器表面温度不大于0℃时,空气中的水分将在换热器表面凝结并结霜;随着开机时间的延长,霜层厚度不断增加,导致制热效果恶化。     

基于最佳除霜控制点的空气源热泵新型电流除霜控制方法开发与验证

空气源热泵室外风机电流随蒸发器结霜程度而变化,采用电流间接测霜具有成本低、灵敏和易于应用等优势.本文以开发适宜工程应用的高效除霜控制方法为目标,开展空气源热泵新型电流除霜控制方法研究.首先,通过人工环境室测试,系统分析了不同结霜工况下空气源热泵室外风机电流、风机电流增量、平均电流增长速率的变化规律,提出以风机电流增量为除霜控制参数,以平均电流增长速率为结霜工况判断依据;然后,基于最佳除霜控制点理论,确定不同结霜工况的最佳除霜控制阈值,开发除霜控制策略并应用于山东临沂市某实际供暖工程.测试结果表明,新型除霜控制方法能准确判断结霜工况,按需除霜,相比原厂除霜控制方法,机组除霜频次降低39.8％,能效提升12％.     

空气源热泵除霜过程分析

空气源热泵因其具有方便、供热效率高而得到广泛关注,但是又由于冬季室外换热器的结霜问题导致了其效率的下降。分析空气源热泵室外换热器除霜的三个阶段,把除霜第二阶段定义为融霜过程,同时把融霜过程分为三个阶段,每个阶段建立融霜模型,与实际融霜过程进行对比,分析霜层的融化过程的传热特性。用Fluent模拟霜层的融化过程,得出重力对霜层融化过程有很大的影响,同时模拟了平翅片与带凸起翅片霜层融化过程的特性。     

中重度结霜下空气源热泵蓄热除霜实验研究

提出采用相变蓄热器(作为除霜工况时的主要低温热源)提高空气源热泵除霜能力.在中度、重度结霜工况下,对室外机换热器表面温度、相变材料温度、压缩机吸排气压力、室内机换热器表面温度随除霜时间的变化进行实验研究,以此评价采用相变蓄热器后空气源热泵的除霜能力.     

变频空气源热泵结霜特性及除霜优化实验研究

为研究变频空气源热泵机组的结霜特性及除霜优化,搭建了制冷剂为R410A变频空气源热泵系统实验台。在模拟室内外环境条件下进行了机组结霜特性实验研究,测试了室外环境温度、室外环境相对湿度、进水水温对机组结霜的影响。并对通过改变压缩机除霜过程中压缩机运行频率及膨胀阀开度,测试了变频空气源热泵在不同压缩机运行频率及不同膨胀阀开度下机组除霜时间、机组能量损耗、化霜前后机组出水水温温差的变化差异并分析出变频空气源热泵除霜的最佳除霜频率及开度。     

空气源热泵机组融霜性能研究现状

通过分析国内外专家学者对于空气源热泵机组结霜、抑霜和除霜的研究成果,归纳结霜机理,总结抑霜和除霜技术的特点,分析认为,数学模型分析与实验结果存在差异;针对换热盘管建模和实验较少;现有研究未能从根本上解决空气源热泵机组除霜的问题,有待进一步开展相关技术和设备应用研究。     

蓄热型空气源热泵直凝式地暖系统除霜模式研究

文章介绍了一种蓄热型空气源热泵直凝式地暖系统,并对其除霜模式进行了实验研究。通过实验测试,分别对两种除霜模式下压缩机的吸气压力,排气压力,地暖填充层表面平均温度和室内环境平均温度进行对比分析。实验结果表明在蓄热除霜模式下压缩机的吸气压力和排气压力高于常规逆循环除霜模式,有利于稳定除霜过程,提高冷凝温度,缩短除霜时间,并且填充层表面温度和室内环境平均温度高,更有利于采暖房间的热舒适性。     

迎面风速对翅片换热器结霜特性的影响

为了研究翅片换热器表面的结霜过程,本文搭建了结霜可视化试验平台,对不同迎面风速条件下的结霜过程进行了实验研究,分析了霜层质量,霜层体积和霜层密度随时间的变化规律.结果表明,霜层质量与霜层体积的变化趋势相近,均随结霜时间的增加呈增长趋势,并且在相同时刻下,随着迎面风速的增大而增大.与此同时,霜层密度在结霜过程中呈现递增趋势.     

单向冻结条件下饱和粉质黏土的冻胀试验研究

在单向冻结条件下对饱和粉质黏土试件进行了6种工况下的室内冻胀试验研究.结果表明:冷端温度、压实度、温度梯度、上覆压力和补水条件是影响土体冻胀变形的关键因素;温度梯度、冷端温度和上覆压力与土体冻胀变形呈反比,压实度与土体冻胀变形呈正比;冻胀率是表征土体冻胀敏感性的关键指标,与材料参数和冻结条件有关.最后,基于试验研究提出了用于指导工程应用的路基冻胀病害防治措施.     

单向冻结时开放条件下饱和砂岩冻胀试验及THM耦合冻胀模型

为研究寒区岩石在梯度温度场中补水条件下的冻胀变形规律,进行了单向冻结时开放条件下饱和砂岩冻胀试验。试验结果表明,单向冻结时开放条件下饱和岩石冻胀过程中,沿冻结方向的冻胀位移变化过程可分为冷缩阶段、原位冻胀阶段、分凝冻胀阶段3个阶段。分凝冻胀阶段冻结锋面趋于稳定,冻胀变形持续增长,与时间基本呈线性关系。此外,分凝冻胀阶段补水量换算的迁移水分凝冻胀位移与冻结方向冻胀位移比较接近。随着平均温度梯度增大,分凝冻胀变形速率增大,且分凝冰位置与平均温度梯度线性相关。然后,建立了考虑孔隙水原位冻胀与迁移水分凝冻胀的THM耦合冻胀模型。模型中,孔隙水原位冻胀计算基于未冻水含量,并引入约束系数表征岩石骨架对孔隙水冻胀约束程度;迁移水分凝冻胀计算基于分凝势理论,水分迁移速率与冻结缘处的温度梯度成正比。模型计算结果与试验结果对比表明,建立的THM耦合冻胀模型能够比较准确地计算单向冻结时开放条件下饱和岩石冻胀位移,并能够模拟出分凝冻胀时分凝冰层引起的位移突变及分凝冰位置,可用于寒区冻胀敏感性岩石开放条件下冻胀变形计算。     

建筑物表面起霜的原因及防治措施

建筑物表面“起霜”主要是一些无机盐类从溶液中析出的结晶,它产生体积膨胀,造成结晶膨胀压力,导致装饰层与基层脱离。白霜的机械强度很低,也是导致装饰层与基层黏结不良的原因之一。因此要针对起霜的原因采取相应的有效防治措施。     

青海地区季节性冻土冻胀机理

分析了青海地区季节性冻土的冻胀机理,并通过研究毛细理论、Miller第二冻胀理论和分凝冻胀理论,得出冻胀的影响因素,分析表明,季节性冻土冻胀形成的主要因素是负温,提高地表温度将有助于从根源上解决路基冻胀病害的发生。     

空气源热泵误除霜特性的实验研究

对比分析了误除霜和正常除霜时压缩机的轴功率和吸、排气压力等除霜特性参数的变化,发现误除霜时压缩机轴功率高和排气压力高的根本原因是室外换热器表面无霜和室外风机停机。分析了目前分体热泵型房间空调器常用的除霜控制方法——室内侧换热器双温度传感器法的工作原理及其在消除误除霜方面存在的缺陷。     

隧道冻结法施工引起地表冻胀预测模型的参数敏感性分析

隧道水平冻结施工过程中,土层冻结体积膨胀,引起地面上升和变形,过量的变形会对周围地表建筑物产生危害。本文结合工程实例,验证了冻结壁交圈后隧道水平冻结施工引起地表冻胀位移的历时预测模型的可靠性。通过参数敏感性分析得到了反映冻结温度场发展速度的常数A对地表冻胀位移的敏感性最强,而冻结管布圈半径Rd对地表冻胀位移的敏感性最弱,土体冻胀率的变化率可近似反映地表垂直冻胀位移的变化率。本文的研究成果可为今后水平冻结法的设计和施工提供参考依据。     

霜层生长图像的数字化处理以及定量分析

分析实验获取的霜层显微图像,为建立霜层结构模型提供基础。首先采用小波变换的方法去除图像中的噪声,随后使用最大类间方差法求得了合适的门限值,对图像进行灰度级门限化分割,将原图像转换为二值图像。通过对二值图像的分析,可以得到霜层的高度、固含率、冰晶体沉积量以及冰晶体在不同高度的分布等参数。结果表明,数字图像处理技术是研究霜层生长初期冰晶体结构的一种可行手段。     

寒区隧道衬砌厚度及冻害防治措施探讨

对寒区隧道所受的冻胀力进行了计算,从衬砌厚度方面对寒区隧道所应受到的冻胀力进行了分析,提出了衬砌厚度的求解公式,提出了冻害防治对策.     

冻土冻胀及其对管道的作用分析

在冻土区敷设长输管道需要考虑冻土冻胀对管道的作用,以防止管道出现过大的应力或应变而危及管道的安全运行。针对冻土冻胀作用对管道的影响提出了分析计算方法,包括冻土冻胀量计算、管道周围温度场计算模型、管道与土壤的相互作用模型以及基于应变的管道失效判据。其中,冻土冻胀量的计算主要基于冻土分凝势和蠕变,温度场模型根据考虑地面环境温度变化和管输介质的温度,管道与土壤的相互作用模型计算差异冻胀情况下管道的应力与应变。计算分析了在温度降低过程中土壤的冻结深度和冻胀位移,以及管道在冻胀作用下的变形,结果表明,冻土差异性冻胀引起管道弯曲变形,其最不安全位置发生在两种土壤的交界处附近。     

特殊地层冻结壁的设计与控制

以具体工程为例,对冻结壁的设计参数作了分析研究,并依据实际施工情况,探讨了合理控制冻结壁发展厚度的方法,指出通过合理设计冻结壁厚度和钻孔布置方式,动态的调节开机参数,保证了井筒的施工安全。