新风换气机在严寒地区运行的实验研究

新风换气机在严寒地区的结霜问题影响了使用,针对该问题对实际安装运行的系统进行了实验研究,测试了系统各进、出口的温、湿度的变化,并观察了叶轮的结霜情况,同时对系统加设旁通管,采用循环空气和加热循环空气的两种方式进行了除霜.实验结果表明:新风换气机在严寒地区使用时,叶轮结霜仅出现在室外空气温度较低或长时间连续使用时,采用旁通方式除霜的效果良好,并且操作方便、可行.研究认为:新风换气机采取适当的除霜措施后,完全可以在严寒地区正常运行.     

有能量回收的住宅换气机冬季结霜的研究

本文理论分析了住宅用新风换气机结霜的原因，计算得出避免换热器结霜的新风最低温度值；实验测定了该换气机的性能及其结霜与室内温湿度变化规律，并与理论计算值进行比较分析得出：考虑室内温度变化，将结霜点定在-5℃是比较经济合理的。     

微通道换热器结霜特性及换热性能实验研究

结霜是制约微通道换热器在制冷及空调系统应用的主要因素之一。针对微通道换热器结霜问题,本文基于相变驱动力分析了结霜机理,观察了不同环境因素下冷表面霜层生长形貌,并实验研究了湿空气温度、含湿量、气流速度及冷却液温度对微通道换热器结霜特性及换热性能的影响。结果表明:湿空气含湿量及气流速度是影响微通道换热器结霜的主要因素,结霜时间为15 min,含湿量为5.75 g/(kg干空气)工况下,换热器表面结霜量比含湿量为3.58 g/(kg干空气)时提高了63.87%;气流速度为2.5 m/s工况下,换热器表面结霜量比气流速度为1 m/s时增加了55.4%。随着结霜时间的增长,湿空气温度、冷却液温度越低,含湿量、气流速度越大,换热量下降趋势越明显。     

换热器在新风换气机中的应用分析

新风换气机是调节空气品质的重要设备,换热器是新风换气机的关键部件。本文论述了目前在新风换气机中采用的两种高效换热器的基本结构、工作原理及其使用特点;同时介绍了一种新型逆流板翅式换热器,并对该型换器的结构及其特点进行了分析,为新风换气机中换器的设计提供了工程技术储备。     

微通道换热器结霜特性研究现状与展望

微通道换热器在低温工况下用作蒸发器时存在结霜速度较快的问题,制约了其在制冷系统的应用。针对微通道换热器的结霜现象,本文归纳了影响微通道换热器结霜特性的因素、改善微通道换热器结霜特性的方案和微通道换热器结霜的相关仿真研究,介绍了微通道换热器结霜特性的研究现状和方向,发现目前影响微通道换热器结霜特性的因素主要分为:外部因素(环境参数、表面温度、凝水),结构因素(换热器布置方向、翅片结构、翅片密度、涂层、结垢)和内部因素(制冷剂分布)。改善微通道换热器结霜特性的研究集中在调整翅片的结构以实现更好的排水性能和更均匀的霜层分布,未来研究的重点在于开发抑霜性能更好的微通道换热器和建立更高精度的仿真模型。     

两级压缩空气源热泵结霜性能试验研究

虽然空气源热泵得到了广泛的应用,但是空气源热泵机组在冬季低温环境下运行,其蒸发器表面结霜,会严重影响效率。本文研究了两级压缩空气源热泵在低温工况下一些参数变化对风冷热泵结霜的影响,以及结霜条件下热泵机组性能参数的变化。研究表明:在0℃以下,结霜量以及结霜速度随着温度的升高而增多和加快,在进风温度在0℃左右的时候结霜最严重。温度在3℃的时候,结霜却不如前者严重。而当温度达到-7℃以下时,结霜不是很明显,特别是在相对湿度为90%,温度为-12℃时几乎不结霜。当蒸发器壁面的温度与空气的露点温度比较接近,而且空气含湿量大时,结霜速度最快。在保持进风温度一定,相对湿度越大,换热器风侧表面结霜量也就越多。相对湿度变化对结霜量的影响比温度要大,因此环境相对湿度是影响空气源热泵机组结霜、除霜特性的主要因素。同时,机组在结霜条件下运行时,机组的制热量和COP降低,综合性能下降。这一研究对翅片管式蒸发器除霜具有指导意义。     

结霜翅片管换热器热质传递分析

低温工况下翅片管换热器的结霜是一个复杂的热质传递过程.从能量的角度出发,由换热器的对数平均温差(LMTD)引出对数平均焓差(LMED),改进了传统的基于对数平均温差(LMTD)的结霜翅片管换热器传热、传质模型,并通过实验研究了影响翅片管换热器结霜及能量传递系数(E0)的主要因素.结果表明,能量传递系数(E0)更准确地反映了结霜工况下换热器的热质交换情况,可以作为系统在霜运行及实时化霜的重要性能参数.     

用于RW25T型列车空调排风热回收的热管换热器的数值研究

介绍了国内外利用热管对空调排风进行热回收的研究状况及应用,对RW25T型空调列车的空调系统及用于排风热回收的热管换热器的工作过程进行了分析,用热仿真软件icepak对夏季工况进行温度场仿真模拟,通过模拟不同风速下新风预冷后的温度,得到该换热器的热回收效率及热回收量与进口风速的关系,论证了该热回收装置的的可行性。     

复叠式空气源热泵翅片管换热器的结霜因子研究

空气源热泵在冬季结霜会对机组的运行产生较大影响。本文实验机组为一台复叠式空气源热泵,室外侧换热器采用带亲水膜的翅片,在焓差实验室中进行室外温度在-18℃~6℃区间、相对湿度在70%~90%区间内的实验,研究空气源热泵的翅片管换热器的结霜量。实验结果显示:结霜量随时间增加而增加,并且接近线性关系;室外温度在-3℃~3℃时的结霜量最高,随着室外温度的下降,结霜量下降;室外湿度对结霜量的影响较大,在70%的相对湿度下,结霜量远小于80%~90%的结霜量;本文根据结霜时间、换热面积和盘管表面温度与空气露点温度与结霜量之间的关系,提出了结霜因子的概念,并得到结霜因子的范围为1.69~2.67×10-3kg/(m2·℃·h),其平均值为2.22×10-3kg/(m2·℃·h)。     

结霜工况下空气源热泵-冷柜双联机性能实验研究

空气源热泵-冷柜双联机将热泵系统部分制冷剂用于对冷柜制冷系统进行机械过冷,可提高系统整体性能。本文将空气源热泵室外机与冷柜冷凝器设计成一体式换热器,在冬季工况下可利用冷柜制冷系统的冷凝热延缓空气源热泵室外机结霜。实验研究了结霜工况下空气源热泵-冷柜双联机性能,将热泵-冷柜联合运行工况下的性能与热泵单独运行工况下的性能进行了对比,并分析了不同冷流比条件下热泵系统、冷柜系统性能及热泵室外换热器表面结霜性能。实验结果表明:在室外换热器严重结霜工况下,相比于空气源热泵单独运行,双联机联合运行使结霜周期延长为原来的2.17倍,热泵系统平均制热量及平均COP分别提高了约5%及4.8%。随着冷流比增大,冷柜系统平均制冷量和平均COP均增大。而空气源热泵在冷流比为0～12%范围内,结霜周期、平均制热量及平均COP均变化较小,当冷流比大于12%时,随着冷流比增大,结霜周期缩短,平均制热量及平均COP呈下降趋势。     

三排变片距翅片盘管换热器结霜特性实验研究

为改善空气源热泵室外翅片盘管换热器在低环境温度下沿空气流动方向结霜不均匀、首排结霜量较大进而导致热泵除霜间隔较短、制热能力下降等问题,对不同翅片片距组合的变片距翅片盘管换热器在低环温工况下运行及结霜的情况进行实验研究。结果表明：变片距翅片盘管换热器在低环温条件下可有效延长迎风面管排发生结霜堵塞的时间、对于结霜生长速度和结霜质量也有抑制作用。变片距翅片盘管换热器在结霜中后期阶段换热功率更高,在合理的翅片间距组合下,变片距翅片盘管换热器可以在不损失过多换热功率的情况下延长换热器迎风面管排结霜堵塞的时间,如样品4的平均换热功率比样品1低6.02%,而除霜间隔延长了37 min。     

Simulation based identification of the ideal defrost start time for a heat pump system for electric vehicles

Resistance heating with PTC elements to cover the heat demand of electric vehicles reduces significantly the cruising range at low outside temperatures. Reversible heat pump systems are one of the most promising solutions for this problem. However, in heat pump mode the frost formation on the exterior heat exchanger reduces the performance and efficiency of the system. Therefore, an efficient defrost method is crucial to benefit from the heat pump also under frosting conditions. In the present paper, a transient Modelica simulation model of a reversible CO₂-heat pump system with hot gas defrost was set up in order to assess the impact of different defrost start times. The model is able to handle frost growth on the exterior heat exchanger as well as defrosting. The simulation results showed an optimal point of time to conduct defrost at chosen operating conditions in order to maximize the average COP including the frosting and defrost period.     

翅片结构对换热器结霜特性影响的实验研究

本文对空气源热泵的翅片管换热器表面霜层生长特性进行实验研究,通过红外热像仪对霜层表面温度进行测量,并用热电偶直接测量装置进行校核.分析了平片、波纹片、条缝片3种翅片类型及翅片节距对霜层厚度、结霜量、换热量的影响,并用霜层-湿空气界面条件等作为传热及传质驱动力分析了霜层生长规律.实验结果表明,波纹片及条缝片翅片换热器界面...     

圆柱型翅片管换热器变工况传热性能模拟与分析

基于分排参数模型,本文建立了圆柱型翅片管换热器的性能仿真计算模型,对换热器的传热性能进行计算,并进行实验验证。结果表明:换热量的平均相对误差最大,为6.31%;出风干球温度的平均相对误差最小,为0.61%。计算所得各性能参数与实验值吻合良好。根据仿真模型,对不同制冷工况下的换热器进行计算,研究了循环风量、水质量流量、进风干球温度以及进水温度的变化对换热性能的影响。分析换热器的变工况特性可预测其非设计工况下的换热性能,并为换热器的运行工况调节提供依据。     

Modeling of a fan-supplied flat-tube heat exchanger exposed to non-uniform frost growth

Reversible heat pumps for electric vehicles are being developed by the car industry to address cabin heating and improve energy efficiency compared to electric heaters. For this new application, the front, louvered-fin, microchannel heat exchanger (MCHX or flat-tube heat exchanger) of the A/C system happens to operate as an evaporator under frosting conditions. MCHX are particularly sensitive to frosting, and a model is required to improve the design. This paper presents a dynamic pseudo 3D model of a fan-supplied MCHX which predicts non-uniform frost growth, air pressure losses, airflow rate and thus, thermal performances. The air pressure losses are computed considering the maximum frost thickness along each air channel. A correlation was developed to take into account frost effects on the friction factor. The model was validated against ad hoc experimental data and was also able to predict experimental data from the literature.     

Heat transfer characteristics of spirally-coiled circular fin-tube heat exchangers operating under frosting conditions

The objective of this study is to investigate the heat transfer characteristics of spirally-coiled circular fin-tube heat exchangers under frosting conditions. The heat transfer rate, pressure drop, frost thickness, and Nusselt number of the heat exchanger were measured and analyzed by varying the fin pitch and number of tube rows under frosting conditions. In addition, the Nusselt number of the spirally-coiled circular fin-tube exchanger was compared with those of flat plate fin-tube heat exchangers with discrete fins. An empirical correlation of the Nusselt number was developed as a function of the Reynolds number, dimensionless fin pitch normalized by the hydraulic diameter, i.e., D_h/F_p, Fourier number, and number of tube rows. The measured Nusselt number was consistent with the predicted value with mean and average deviations of 3.5% and 0.3%, respectively.     

低温翅片管换热器结霜试验研究

为了解翅片管换热器在低温工况下的传热性能以及结霜情况,进行了翅片管换热器的结霜试验.在翅片管换热器设置8个不同的观测点进行霜层厚度数据的采集,得到8条霜层厚度曲线.分析曲线后表明在不考虑环境风速的情况下,结霜量主要与空气相对湿度、流体在管内的形态等因素有关,同时发现翅片管换热器结霜的重点区域是换热器上部和入口处,并从理论上分析了结霜过程.     

Fan supplied heat exchanger fin performance under frosting conditions

In this paper, a validated numerical model for frost growth on heat exchange fins is modified to simulate a fan-supplied finned heat exchanger under refrigeration frosting conditions. It is found that frost growth on refrigeration heat exchangers causes a dramatic drop in the fin heat rate, airflow rate, and fin efficiency while the pressure drop increases. A sensitivity study shows the effects of changing several design parameters including the type of fan.