制冷剂除霜结束时风机延时启动对抑制库温波动的影响

为解决制冷剂除霜系统融霜结束后可能发生的压缩机湿压缩和库温波动问题,本文在库温-20℃、结霜量3 kg工况下,以风机延时开启的时间为变量,对除霜结束后风机延时开启0~180 s进行单一变量的实验研究。从除霜结束后的库温波动、除霜时间、系统恢复制冷后压缩机吸气状态方面,比较分析风机延时不同时间开启对系统运行特性的影响。结果表明:除霜结束不延时开启风机,库温将突升5℃,并且恢复制冷的前4 min,压缩机存在湿压缩问题;除霜结束风机延时开启的最佳时间为140~180 s,此时库温升高比风机不延时开启情况降低3℃,总库温波动在5℃以内,除霜时间在12 min左右,且除霜结束恢复制冷时有效避免了压缩机可能出现的湿压缩问题。     

液体制冷剂除霜系统的仿真研究

液体制冷剂除霜具有在除霜期间制冷过程连续,库温波动小,无需附加能耗的优势。为了探究液体制冷剂除霜系统的内在规律,将除霜过程分为预热、融霜、汽化和干加热四个阶段建立数学模型,模拟出在库温为-20℃的工况下,冷风机在不同结霜质量下所用的除霜时间,并进行实验验证。结果发现,结霜质量在5 kg以内的实验值与模拟值的最大偏差为11%,验证了模型的可靠性。同时,应用此模型模拟出液体制冷剂温度随管长变化,管壁温度和结霜质量随时间的变化趋势,通过模拟值可以确定合理的除霜时间和除霜结束点的位置信息,可用于指导液体制冷剂除霜系统的改进与实验研究,对其他除霜方式也有一定借鉴意义。     

低温冷库热氟融霜的探讨与设计

低温冷库在运行过程中,伴随着结霜现象,导致制冷效率下降,常规的除霜方法不尽人意,本文通过制冷系统的优化设计,依靠阀件开闭状态的切换,改变制冷剂的流向,使高温高压的制冷剂进入蒸发器内部,利用制冷剂的显热和潜热,对蒸发器表面的霜层进行加热,从而达到除霜的目的。实现了制冷与融霜工况可以同步进行、库温波动小、效率高的热氟融霜系统。     

户用空气源热泵机组除霜方法的实验研究

试验对比一台户用整体式空气源热泵机组的3种除霜方案：旁通制冷膨胀阀、风机提前启动和热气旁通融霜。结果表明,用外径16 mm的铜管旁通制冷膨胀阀是比较适合测试样机的除霜方法,在-3℃/90%工况下除霜时间由205 s缩短至99 s;当除霜温度设定为0℃时,提前启动风机可以避免系统的高低压出现大幅度的波动;而热气旁通融霜会导致机组的制热能力下降,但有利于机组在低温工况下的运行稳定性。最后对试验需要改进的地方进行简要说明。     

液体冷媒融霜制冷系统融霜过程制冷温度变化规律的实验研究

液体冷媒融霜是一种新型的融霜方法。介绍了液体冷媒融霜实验装置,研究了在不同负荷不同库温下的融霜过程,从库温、融霜时间、制冷系统运行状态等方面分析了液体冷媒除霜系统对冷库的影响。实验结果表明:冷媒融霜可通过高压液体制冷剂与冰霜的热交换过程得到过冷来回收冰霜冷量。在被融霜蒸发器停止融霜后切换的瞬间,库温有较大幅度的上升。无负荷实验库温高于-5℃时,融霜过程库温依旧降低,说明液体冷媒方案可以用于制冷过程不能停止的速冻装置上。     

隔断装置对冷风机电热融霜影响的实验研究

为了解决冷风机融霜时周围温度场遭破坏、能量损失、制冷负荷增加等问题,设计了一套电动隔断装置。在库温为-18 ℃的这一典型工况下,对增加隔断装置后,冷风机电热融霜情况进行了研究,并与未增加隔断装置的实验数据进行了对比,讨论了电热融霜时,有无融霜隔断装置对融霜过程中冷库库温变化、融霜结束时冷风机周围温度场分布及融霜能耗的影响。结果表明：增加隔断装置后,融霜对冷库库温影响变小,库温最大变化量降低了5 ℃;冷风机周围的温度均匀性得到提高,最大温差降低了10 ℃;融霜能耗降低了1/3。应用隔断装置可以提高电热融霜的能量利用率。     

空气源热泵结霜/除霜特性的数值模拟

为研究空气源热泵的结霜与除霜特性,建立了热泵系统结霜动态模型和显热除霜模型,求解模型获得了结霜与除霜过程中各系统参数变化规律。结果表明,初期霜层对系统性能影响较小;当结霜工况运行70 min时,系统性能系数(COP)、制热量和蒸发压力降幅分别为6.9%、10.9%和12.3%;随着霜层继续生长,系统性能衰减加剧;除霜工况下,管壁温度迅速升高,霜层预热后进入融霜阶段,从蒸发器入口微元到出口微元,融霜时间从7 s增加到52 s;进入融霜水蒸发阶段后,管壁温度增速减慢,沿制冷剂流动方向融霜水蒸发时间逐渐增加;当换热器散热与得热达到平衡时,管壁温度维持恒定。     

速冻冷风机超声波除霜技术理论与实验研究

本文通过有限元软件COMSOL计算了超声高频振动在结霜部位激发的剪切应力值,并与霜的最大黏附应力进行对比,从理论上说明超声高频振动除霜技术的可行性。实验研究了在冷库温度-20℃,湿度95%的工况下,设定超声波频率38.76k Hz,加载机制每间隔50 s振动10 s,对比直板型、T型、L型三种传振结构对速冻冷风机除霜的效果。结果表明:速冻冷风机在高湿、低温工况下运行,超声波对其翅片表面结霜具有显著的抑制作用,可维持其长时间的连续工作,设备使用效率明显提高,直板型传振结构的除霜效果优于T型及L型。     

热声驱动的气-液双作用行波热声制冷机

提出了一种热声驱动的气-液双作用行波热声制冷机,对其性能进行了数值模拟分析.计算结果表明,在平均工作压力3.0 MPa,发动机定壁温加热温度440℃工况下,系统谐振频率为12.76 Hz,在-20℃制冷温度以及环境温度为27℃的情况下获得0.708 kW制冷量,整机的制冷系数(制冷量除以加热量)为0.512.在350℃、440℃以及550℃定壁温加热下,系统能够达到的最低制冷温度分别为-62.3℃、-68.3℃以及-70.8℃.系统整机相对卡诺效率在制冷温度变化范围内存在最大值.较低的发动机加热温度更有利于系统的热声转换,当发动机加热温度为350℃时,系统在-45℃制冷温度下达到25.30％最大相对卡诺效率.     

疏水表面改性在换热器抑霜上的实验研究

对分体式空调室外换热器翅片管表面进行了疏水改性处理并搭建了可视化的结霜测试平台,在干、湿球2℃/1℃环境工况下测试了改性后和常规换热器翅片表面结霜、除霜及融霜过程的性能。实验表明疏水纳米涂层翅片表现出一定的抑霜效果:其液滴冻结时间延后、霜层薄且疏松、除霜周期延长、化霜时间缩短,但抑霜效果会在结霜后期减弱且融霜后翅片上存在残留液滴。而对于未处理的亲水裸铝翅片:其霜层冻结快、霜层较为致密、结霜程度较严重,但融霜后排液效果好。     

反循环除霜对热泵用螺杆制冷压缩机性能影响的实验研究

双螺杆制冷压缩机由于其独特的优势已广泛应用于热泵产品中。针对风冷热泵用双螺杆制冷压缩机在反循环除霜过程中的性能特性进行了实验研究,研究结果表明:在进行反循环除霜时对压缩机的冲击比较大,压缩机排气压力急剧下降到0.65 MPa才逐渐上升,而吸气压力先直线上升,接着快速下降,甚至到0.1 MPa,然后才逐步上升,并和排气压力一样出现了较为强烈的波动;压缩机功率出现了类似排气压力的变化趋势;吸、排气温度的变化则缓和许多,排气温度先是由90℃下降到75℃,然后逐渐上高,最高至100℃左右,然后下降并逐渐趋于稳定,而吸气温度先升高并保持一段时间,然后逐渐下降;系统制热量逐渐下降,随后向循环水提供冷量,随着制冷工况的进行,供冷量先增加后逐渐降低并趋于稳定。对反循环除霜对制冷压缩机影响的研究为提高风冷热泵中压缩机的可靠性提供了实验依据。     

压缩机频率对R410A/R410A复叠式制冷系统性能的影响

为了研究压缩机频率对R410A/R410A复叠式制冷系统性能的影响,本文实验研究了系统温度、压缩比、性能系数COP随不同高(低)温级压缩机频率的变化。结果表明:在同一工况下,低温级压缩机的频率从50 Hz升至62 Hz时,系统的中间温度升高2.36℃,高低温级压缩比的差值降低44.6%;高温级压缩机的频率从50 Hz升至62 Hz时,系统的中间温度降低3.7℃,高低温级压缩比的差值增加58.5%。高温级频率变化时系统复叠温差较小,系统性能系数COP高于低温级频率变化下的系统COP。在高(低)温级压缩机频率为53 Hz时,系统复叠温差最小,系统COP最优。     

空气源热泵自然冷源过冷制热性能实验研究

冬季我国北方室外环境蕴含大量天然冷源,热力学分析表明热泵工质过冷释放的热量可以在蒸发器的等温吸热过程中获得补偿。为了研究大气自然冷源对热泵制热性能的影响,增设室外过冷器,搭建利用自然冷源过冷的空气源热泵实验装置。实验结果表明：当室外环境温度大于0 ℃,冷凝温度小于45 ℃的条件下,自然冷源过冷对热泵制热量与制热COP影响均较小,系统制热量维持在6.22 ~ 6.70 kW,制热COP维持在3.03,压缩机排气温度维持在103 ℃以下;当室外环境温度小于 -10 ℃,冷凝温度大于50 ℃时,随过冷度的增加,压缩机功率增加、排气温度显著增高,系统制热量呈先缓慢增加后减小趋势,制热COP降至2.3。基于上述研究提出一种空气源热泵过冷融霜新型除霜方式,融霜同时不停止制热。     

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%。     

附加保温融霜装置的冷风机融霜实验研究

为了减小融霜热在融霜过程对冷库库温变化的影响,对库内冷风机增设保温融霜装置,并进行了实验研究。结果表明保温融霜和非保温融霜两种过程,库内上方区域温度均有较大变化。保温融霜过程温度变化相对较小,其整体波动温差比非保温融霜低3.2 ℃,且保温融霜方式的融霜时间缩短近300s;证明保温融霜装置在融霜过程中能够起到稳定库内温度和缩短融霜时间的作用。     

基于室内热舒适状态的热泵型房间空调器除霜控制方法

当前热泵型房间空调器在进行除霜控制时,并未考虑室内环境所处的温升阶段及热舒适状态,导致除霜热舒适性不佳。本文提出一种新型除霜控制法,在传统时间-温差控制法除霜的基础上,结合室内环境所处的温升阶段、热舒适状态以及霜层的生长情况进行除霜判定,在保证室内温升速率的同时提升除霜热舒适性。试验结果表明,在室外温度为-5℃,相对湿度为80%时,采用新除霜控制法:在室内温度缓升阶段相比于时间控制法,除霜时室内温降可平均减小1℃;在室内温度稳定阶段,相比于时间控制法和时间-温差控制法,除霜时室内温降分别可平均减小1℃和2.1℃。     

火积分析在空调系统运行优化中的可行性研究

为优化空调系统运行,基于火积理论,提出空调系统火积增加极值原理,构建空调系统各部件火积损失率计算模型,并得到空调系统整体火积增加率计算模型。通过实验分别研究了在给定系统制冷量和给定系统输入功率条件下,空调系统在不同运行工况下的火积增加率,较好地验证了空调火积增加极值原理,并得到了空调系统最佳运行工况。结果表明:当系统制冷量为5 k W时,最佳运行工况为压缩机频率70 Hz,冷冻水流量0.6 kg/s,冷却水流量0.9 kg/s;当系统输入功率为2.8 k W时,最佳运行工况为压缩机频率97.9 Hz,冷冻水流量0.41 kg/s,冷却水流量1.00 kg/s。     

火积分析在空调系统运行优化中的可行性研究

为优化空调系统运行,基于火积理论,提出空调系统火积增加极值原理,构建空调系统各部件火积损失率计算模型,并得到空调系统整体火积增加率计算模型。通过实验分别研究了在给定系统制冷量和给定系统输入功率条件下,空调系统在不同运行工况下的火积增加率,较好地验证了空调火积增加极值原理,并得到了空调系统最佳运行工况。结果表明:当系统制冷量为5 k W时,最佳运行工况为压缩机频率70 Hz,冷冻水流量0.6 kg/s,冷却水流量0.9 kg/s;当系统输入功率为2.8 k W时,最佳运行工况为压缩机频率97.9 Hz,冷冻水流量0.41 kg/s,冷却水流量1.00 kg/s。     

几种空气源热泵除霜方式的性能比较

针对空气源热泵除霜问题,分别对逆循环除霜系统、热气旁通除霜系统和相变蓄能除霜系统进行对比实验,并对三种除霜方式的除霜时间、除霜时压缩机排气压力、室内温度波动等特性进行比较分析。实验结果表明,相变蓄能系统除霜时的压缩机排气温度比另外两种系统高,使得冷凝温度升高,更有利于缩短除霜时间,且室内温度相对稳定,系统能耗也随之减少。     

闪发器热泵系统设计及试验研究

提出一种带有平行流换热器的闪发器热泵系统,在高温工况下利用平行流换热器对系统的控制电路板进行冷却。通过标准焓差实验室对不同工况下系统的性能进行测试,结果表明:在制热工况下,系统的制热量、功耗和制热COP分别对应一个最佳中间压力;随着环境温度的升高,其制热COP逐渐增大,但与常规热泵系统相比,其增加的幅度逐渐减小;当室外环境温度高于7℃时,其COP反而比常规热泵系统低,由此可见,该系统在低温环境下具有更优的制热性能;在高温制冷工况下,采用平行流换热器冷却控制电路板,可以使压缩机频率降低的幅度减小,从而间接增加制冷量,但压缩机的不可逆损失增大,造成系统的功耗增加,制冷EER减小,排气温度上升。