换热器结霜和化霜研究进展

分别从换热器结霜化霜现象的影响、改善结霜的措施以及除霜控制三个方面,论述了近年来国内外对于换热器结霜化霜问题的研究,并分析了微通道换热器在结霜化霜问题上遇到的问题,提出相应的研究方向。     

微通道换热器空调系统性能试验分析

本文通过对两套采用微通道换热器的KFR-72LW空调器样机（1号机：室内外换热器均采用微通道换热器;2号机：室外机为微通道换热器,室内机为管翅式换热器）,分别进行性能测试,对比分析采用微通道换热器与管翅式换热器的空调器性能差异。试验结果分析显示：微通道换热器空调器具有高效（强制冷性能）、减排（减少制冷剂充注量）、低成本（换热器小型化）等优点;但制热工况下,因室外机采用微通道换热器,换热面积大幅度减小,蒸发压力过低,导致制热效果不良、系统频繁除霜等问题,有待于进一步研究解决。     

微通道换热器在热泵型空调机组中的应用

将微通道换热器应用到北美市场典型的分体式热泵型空调机组中,并对采用微通道换热器的机组和采用铜管翅片式换热器的原机组的性能进行试验对比。试验结果表明,室内室外机均采用微通道换热器后,机组能力提高4％,制冷季节能效比（SEER）与制热季节能效系数（HSPF）分别提高2％和1％,换热器质量减轻44％,制冷剂充注量减少51％。平均结霜时间与原机组相比延长5％,平均除霜时间比原机组延长4％。此外,通过优化设计,制冷剂的分布更加均匀。对室外机微通道用换热器进行耐腐蚀性测试和压力交变疲劳测试,结果表明微通道换热器具有良好的可靠性。     

制冷剂流量控制法在风冷热泵除霜中的应用

根据热泵空调系统中制冷工况和制热工况时制冷剂流量的差别,采用制冷剂流量控制法对热泵空调系统中的制冷剂流量进行控制,并将制冷剂流量控制法与热气旁通法除霜相结合应用于热泵除霜过程中。结果表明,在控制制冷剂流量的热泵空调系统中,系统正常运行时,该循环系统能抑制或减缓室外换热器表面的结霜;当室外换热器表面结霜时,则可加速除霜,缩短除霜时间。     

风冷热泵旁通除霜问题的研究

通过对风冷热泵冷热水机组冬季制热运行时换热器结霜与除霜问题的研究,针对一种常见的逆循环除霜中旁通除霜法研究,提出了相应的减少除霜损失的措施。     

风冷热泵旁通除霜问题的研究

本文通过对风冷热泵冷热水机组冬季制热运行时换热器结霜与除霜问题的研究，针对一种常见的逆循环除霜中旁通除霜法研究，提出了相应的减少除霜损失的方法。     

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。     

关于风冷热泵除霜问题的研究

本文通过对风冷热泵冷热水机组冬季制热运行时换热器结霜与除霜问题的研究，提出了一种“能量分析法”。具体针对一种常见的除霜方法-逆循环除霜，提出了相应的减少除霜损失的方法。     

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。     

能量分析法在空气源热泵除霜中的应用

针对空气源热泵冷热水机组冬季制热运行时换热器结霜与除霜的问题，提出了一种能量分析法。从能量转换和能量传递的角度出发，分析一种常见的除霜方法——逆循环除霜。通过对除霜过程的讨论，找出了相应的减少除霜损失的方法。     

电动汽车热泵空调复合除霜特性的实验研究

为了解决电动汽车热泵空调在制热过程中结霜导致制热效率降低的问题,本文在现有除霜方法所存在的缺陷的基础上,提出了电动汽车热泵空调复合除霜方法,所谓复合除霜方法就是在除霜开始后,首先进入旁通除霜阶段,然后根据除霜状态,适时进入逆循环除霜阶段。本文对一台额定功率8.0 k W的电动客车空调进行改造,并在室外环境温度(2±0.5)℃,相对湿度(80±5)%,车内温度为(20±0.5)℃的模拟环境条件下进行对比实验,测量压缩机吸排气压力、室外换热器温度、室内温度与消耗功率随时间的变化。结果表明:与逆循环除霜相比,复合除霜压缩机吸、排气压力冲击减小,室内温度波动减小,能耗降低8.13%;与旁通除霜方法相比,除霜时间减少60 s,能耗降低6.56%。     

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。     

变频空气源热泵结霜工况下运行特性试验研究

为了分析变频房间空调器在结霜工况下由于动态调节而表现出的运行特性,试验研究压缩机频率和室内机风机转速动态调节对其性能和房间温度变化的影响。结果表明:频率降低幅度影响室外机除霜程度,降幅越大,除霜效果越好,且制热时长提升越多,调节期间的最低送风温度越低;随着室内机风机转速下降,制热时长提升越多,调节期间的送风温度有所上升;在结霜工况下的动态调节可使房间温度的波动(最大1.7℃)低于常规除霜(最大5.2℃),且总的制热时长有所提升。本文研究成果可以为变频空气源热泵在结霜工况下的运行策略提供参考。     

通道轮式换热器结霜工况下的换热研究

通道轮式新风换气机作为一种新型的通风换气设备近年来得到了广泛的应用。然而，其室外排风侧结霜是影响其在严寒地区冬季运行的主要问题，结霜严重时会影响该设备的运行性能。因此，有必要对通道轮式新风换气机在结霜工况下的运行规律进行深入的研究以指导其在严寒地区冬季的应用。文章在能量守恒、含湿量守恒的基础上建立了通道轮式换热器排风侧结霜工况下的数学模型，该模型耦合了结霜子模型和热交换子模型。利用该模型分析了不同工况下结霜量对该换热器换热的影响。计算出了不同工况下融霜的时间间隔，为采取有效的除霜控制方法提供了依据。将模拟结果与实验数据进行了比较，两者吻合很好，进一步验证了所建模型的可靠性。     

空气源热泵蒸发器并联轮换除霜理论研究

针对大中型空气源热泵系统除霜,提出一种空气源热泵蒸发器并联轮换除霜系统,该系统能够实现除霜时不停止制热。为分析系统的结霜/除霜特性,建立空气源热泵蒸发器并联轮换除霜系统理论模型。通过模拟研究蒸发器并联轮换除霜系统结霜/除霜过程中霜层和系统制热性能随运行时间的变化情况。结果表明,在环境温度-5℃,相对湿度80%时,系统运行60 min时,室外机霜层厚度已影响机组正常运行;在运行40 min时开始运行除霜,除霜周期为15.76 min,获得的最大制热量为7.94 kW,最大制热COP为2.77。     

改善空气源热泵结霜对机组性能影响的实验与分析

空气源热泵热水器是一种新型的热水器,具有安全、节能、环保等特点,但是它受环境温度影响较大。从目前空气源热泵的实际运行效果来看,这类机组在气温偏低且相对湿度比较大的地区制热运行时仍不理想,主要原因是蒸发器结霜及除霜造成的供热能力下降。本文基于实验研究,提出了改善或延缓空气源热水器室外换热器结霜的方法,以减少霜层对机组性能的影响。     

空气源热泵抑霜除霜技术分析

结霜是降低空气源热泵冬季制热能力的主要因素之一，目前解决结霜问题的主要技术路线是抑霜和高效率除霜。本文通过总结国内外学者对空气源热泵抑霜除霜技术的研究工作，分析目前抑霜和除霜技术的优缺点及其适用性。研究显示：改变蒸发器进口空气参数以及改变蒸发器结构等都能够起到抑霜的作用，无能耗或仅带来较小的能耗；电热除霜以额外消耗电能为代价，在冰箱中应用较多；逆循环除霜和热气旁通除霜是目前常用的除霜方式，但只适用于小型制冷、热泵装置；蓄能除霜尚处于试验和模拟阶段；未来需要开发一种能量损失更小、持续制热且不停机的新型除霜方式。     

空气源热泵除霜研究

空气源热泵的结霜问题已经成为影响空气源热泵机组可靠性的关键,提出了解决问题的三个方法:延缓结霜、除霜方法改进和除霜控制技术。增加风量、改进换热器形式等可以有效延缓结霜,并降低结霜的程度;采用蓄能除霜法可以减少除霜时间,室内恢复供热更快;模糊控制等控制方式可以使除霜更加智能化,从而达到良好的除霜效果。     

空气源热泵双回路旁通除霜控制策略的试验研究

为了改善空气源热泵除霜工况下的制热性能,对双回路旁通除霜技术及其控制策略进行试验研究。在室外空气温度1℃,-5℃,-10℃及100%相对湿度条件下,对采用双回路旁通除霜技术的一台2 hp家用分体式空调器进行测试,并与采用四通阀换向除霜方式下的除霜/制热性能进行对比。结果表明,整个结霜除霜周期能够保持良好的制热性能和除霜性能,在3种工况下的最低送风温度分别为37. 9℃,34. 8℃和34. 6℃,均不低于正常制热的送风温度,采用双回路旁通除霜技术可以在除霜过程中保持室内机连续供热运行。     

风冷热泵机组中的热气除霜方法

针对风冷热泵机组在制热工况下容易结霜的特性，本文论述了利用压缩机排出的热气来除霜的方法，阐述了热气除霜循环的原理和过程，并提出了除霜总负荷及除霜时间的计算方法。其中除霜总负荷包括预热负荷和除霜负荷。