结霜现象研究综述

结霜现象广泛存在于制冷空调、航空航天以及天体物理学领域。国内外学者对不同条件下的结霜现象进行了大量研究,按结霜压力条件分为常压、真空结霜现象研究;按研究内容分为结霜机理理论与实验研究和结霜过程的数学物理模型的研究。本文重点总结了真空条件下结霜现象的实验研究、理论模型,并与常压条件下的结霜进现象行对比。     

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。     

两类结霜过程的实验研究

结霜是影响制冷设备和航天器工作的不利因素之一，因而受到国内外学者的广泛关注。目前学者认为结霜的相变过程有两类不同途径，即直接气固凝化或先凝结再冻结，但是没有对它们的发生条件、结霜形态等进行研究。通过显微摄像的方法对冷壁面上结霜的相变过程进行了实验研究，观察到气液固和气固两类结霜过程和它们不同的结霜形态，并研究了冷壁面温度和水蒸汽分压力对这两类结霜过程的影响。     

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。     

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。     

结霜现象及抑霜技术的研究进展

结霜现象广泛存在于制冷、低温储存、空调热泵以及其它低温领域,霜层的存在会增加换热热阻,降低传热系数,对换热系统造成一定的危害。因此研究冷表面上的结霜机理,探索有效的抑霜除霜方法一直倍受国内外学者的关注。文章简单介绍了冷表面结霜现象的基础研究,以及外加电场和磁场对结霜过程的影响,综述了抑霜技术的研究进展,主要包括表面改性如通过疏水和亲水处理来控制结霜现象的研究现状,最后对抑霜技术的研究方向以及应用前景进行了总结和展望。     

液氮发动机换热器的结霜研究

液氮汽车换热器的性能决定着液氮发动机的工作效率.分析了结霜对换热器性能的影响,阐述了换热器结霜的数学过程,并对如何避免换热器的结霜进行研究.提出了两种新型的避免结霜方法:采用预混和式换热器和改变翅片间距.通过试验发现这两种方法可以有效的防止换热器的结霜,提高换热器的汽化效率.     

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)。     

不同环境参数对间冷式冰箱蒸发器结霜换热性能的影响

文章对一个典型间冷式冰箱的冷藏室蒸发器在不同的环境参数下进行了结霜工况的实验研究,研究了空气流速、空气相对湿度、制冷剂流量等对蒸发器性能的影响。考察时间为6～8小时,与实际应用相符,给出了换热量、空气侧压降、结霜量在结霜过程中的动态变化规律。结果表明不同的环境参数对结霜的影响差别较大。在各参数随时问的变化中,空气侧压降呈指数关系增长,结霜量呈直线关系增长。     

复叠式空气源热泵热水器结霜工况下的机组运行参数研究

复叠式空气源热泵热水器可以在冬季低温(-25℃)下最高提供80℃热水,但是机组结霜问题对机组的效率和供热性能影响较大。通过研究复叠式热泵热水器的结霜规律以及结霜对机组性能的影响,为进一步研究并优化除霜控制方法提供依据。系统分为低温级循环和高温级循环,低温级循环为室外系统,高温级循环及蒸发冷凝器部分为室内系统,热泵循环低温级采用R410A作为循环工质,高温级采用R134a,热泵系统高温级冷凝温度为80℃,低温级的蒸发温度可达-40℃。通过在焓差实验室实验进行研究。测试复叠式热泵的结霜过程时间与结霜量,得到不同室外温湿度与结霜量之间的关系。结霜量通过测量低温级蒸发器进出口含湿量的方法获得,并分析结霜对于机组实际耗电量以及COP等性能参数的影响。     

冷冻冷藏陈列柜蒸发器结霜研究及融霜技术现状

冷冻冷藏陈列柜中蒸发器结霜会使蒸发器换热性能恶化，空气阻力增加，进而使整个制冷系统性能下降。因此蒸发器的结霜及其融霜特性的研究，对于提高陈列柜性能来说是至关重要的。本文综述了近年冷冻冷藏陈列柜有关蒸发器结霜特性与融霜技术的研究现状，包括蒸发器的各项改善措施、结霜机理、融霜方法及其控制等方面的研究。     

高压电场对蒸发器表面结霜影响的研究

为研究高压电场下，自然对流蒸发器表面结霜的过程及电压等参数对该结霜过程的影响，对其在肋片式换热器的结霜过程进行了微细观可视化研究。实验中，在冷表面Tw=-14℃，湿空气温度为15℃至20℃，相对湿度为20％至90％，静电场电压OkV至40kV范围内，发现，受高压不均匀电场的作用，换热器铜管表面的结霜分布不均匀，高压电场有明显抑制结霜的作用。     

高压电场下自然对流蒸发器结霜的试验研究

为研究高压电场下自然对流蒸发器表面结霜的过程及电压等参数对该结霜过程的影响，对其在肋片式换热器的结霜过程进行微细观可视化研究。试验中，在冷表面Tw=-14℃，湿空气温度为15℃至20℃，相对湿度为20％～90％，静电场电压为0-40kV范围内，受高压不均匀电场的作用，换热器铜管表面的结霜分布不均匀，高压电场有明显抑制结霜的作用。     

电动汽车热泵系统结霜、除霜特性比较研究

热泵技术由于较高的制热效率,近年来被逐步应用于电动汽车,用来提高冬季续航里程。在低温环境下,热泵系统车外换热器表面容易出现结霜的现象,严重影响系统的性能和可靠性。针对热泵系统结霜问题,笔者根据实车要求设计搭建了一套汽车热泵空调系统台架,通过试验对比研究了横流式与纵流式车外换热器的结霜化霜特性,总结了判定结霜和终止结霜的方法。试验结果表明：在低温环境下10 min左右车外换热器表面一半的面积被霜层覆盖;采用逆循环的方式大约3 min可以将霜层除尽;纵流式车外换热器的抗结霜性能更好,但横流式换热器的制热效率更高;可以将车外换热器的出口温度变化作为判定系统结霜和终止结霜的主要依据。     

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。     

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。     

风冷管道机组的化霜研究浅析

对空气源热泵冬季供热运行时结霜因数的进行分析,并就结霜对机组的影响进行研究,提出对提高化霜速度以及性能的途径     

星型翅片管换热器结霜过程的数值模拟

采用数值模拟的方法对星型翅片管换热器的结霜过程进行了研究。得到了霜层厚度和霜层密度等物性参数的变化规律,分析了其空气侧结霜过程中的传热传质特性,研究了翅片高度和翅片个数两个参数对结霜过程的影响。结果表明,结霜现象会造成换热器换热性能的恶化,并且翅片个数越多、翅片高度越小,传热恶化更严重。     

抑制冷表面结霜的研究进展

结霜是航空航天、各种制冷、低温工程、热泵系统等领域中的常见现象,它通常会增大表面热阻,导致各类强化换热方式失效,降低设备安全性能及运行效率,融霜过程还会增加能源消耗。因此,迫切需要结合冷表面上的结霜机理,探索出行之有效的抑霜方法,使结霜问题从根本上得到解决。文章对目前抑制冷表面结霜的现有技术进行了综述,包括使用外场对结霜过程的影响,改变冷表面特性抑制结霜过程,降低来流湿度来控制结霜现象等方法,最后对现有的抑霜技术及还未来研究方向进行了总结。     

空气源热泵结霜问题的研究现状及进展（Ⅱ）

介绍近十几年来结霜工况下空气源热泵系统性能的实验研究及数值预测,除霜特性、除霜控制方法及抑制结霜等方面的研究现状,分析和总结其发展趋势。