热泵蒸发器结霜过程的理论研究

建立了热泵蒸发器结霜过程的数学模型，编制了相应的仿真程序。研究了入口空气相对湿度、温度以及翅片间距等参数对蒸发器结霜量和空气例压降的变化规律。计算结果和实验测试的结果吻合较好，研究结论对翅片管式蒸发器设计具有重要意义。     

R417A热泵空调器运行特性分析

在焓差实验台和热泵性能测试系统中,对1台R417A热泵空调器在高/低温工况下的运行特性进行研究。通过改变蒸发器侧空气的温度、湿度等参数,测得压缩机吸/排气温度、蒸发温度、冷凝温度、制热性能系数,并用数码相机对室外侧翅片管蒸发器的结霜情况进行记录。实验数据和结果表明,在高/低温工况下,R417A热泵空调器的排气温度相对较低,制冷系统的冷凝温度、蒸发温度、制热系数和功耗在高温工况时变化不大,低温工况时,由于室外侧翅片管蒸发器结霜系统各性能变化较大,在结霜后期系统的性能有较大的衰减。     

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。     

热泵蒸发器结霜过程的研究和分析

建立了热泵蒸发器结霜过程的数学模型，研究了入口空气相对湿度、温度、以及翅片间距等参数对蒸发器结霜量和空气侧压降的变化规律，计算结果和实验测试的结果吻合较好。     

流态化速冻器空气除霜机理的研讨

制冷设备蒸发器的除霜,是制冷设备设计与操作中的重要课题之一,这是因为霜的导热性比金属差,因此,蒸发排管外的霜层增大了导热热阻,其厚度达到一定值时会大大影响传热效果。翅片管蒸发器表面结霜时,不但增大了导热热阻,减小了外表面的传热系数,而且增大了翅片间的空气流动阻     

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.     

蒸发器面积对高寒地区热泵结霜的影响分析

研究了蒸发器面积对空气源热泵机组蒸发器表面温度的影响,通过对我国高寒地区主要代表性区域的气象资料进行整理分析,统计了蒸发器面积为S0、1.5S0、2S0时的机组结霜时间,并分析了其对空气源热泵机组结霜的影响效果。当室外蒸发器面积为2S0时,空气源热泵机组的蒸发器表面温度平均提高了约2.4℃,空气源热泵机组在采暖季运行时间内,机组在不同地区的结霜时间相对减少了2.89%～13.38%。     

间冷式冰箱蒸发器结霜模拟

针对间冷式冰箱蒸发器的结霜工况进行了模拟。在改进现有的计算霜表面水蒸气过饱和度公式的基础上,建立了适用于间冷式冰箱蒸发器的霜层生长模型,并模拟出结霜过程中的结霜量,空气侧压降,霜的密度和厚度随时间的变化。通过与实验数据的比较,结霜量的误差在10％以内,空气侧压降在25％以内,该模型能够有效的模拟间冷式冰箱蒸发器的结霜过程。     

结霜工况下不同结构微通道蒸发器换热性能实验研究

针对微通道蒸发器结霜问题,设计了具有相同换热面积的单层和双层微通道蒸发器。基于制冷剂分布平定参数(RDP)分析了不同结构微通道蒸发器制冷剂分布对结霜的影响,并对比分析了单、双层微通道蒸发器在结霜工况下的换热性能。研究表明:单层蒸发器RDP高于双层蒸发器,结霜30min时,双层蒸发器结霜量高于单层蒸发器1.1倍,随着结霜时间的增长,蒸发器制冷剂压损逐渐降低,空气侧阻力逐渐升高。单层蒸发器和双层蒸发器的换热量分别减少56.4%、72%,制冷剂压损分别下降26.5%、53.05%,空气阻力分别增大30.08%、51.55%,结霜对双层蒸发器出风温度均匀性影响更大。单层结构的微通道蒸发器比双层结构更适用于结霜工况。     

基于NSGA-III算法的小管径翅片管式蒸发器高维多目标优化

以稳态分布参数法和NSGA-III算法为基础，提出一种翅片管式蒸发器结构参数与流路参数混合寻优的方法，并依此展开小管径蒸发器结构和流路参数的影响分析与流路的高维多目标设计优化。建立的小管径翅片管式蒸发器模型与实测数据的误差在4%以内，可以较好地用于小管径翅片管式蒸发器的计算。基于该模型进一步建立以结构参数与流路参数为自变量，换热量、制冷剂侧压降、空气侧压降以及成本为因变量的神经网络模型，并利用NSGA-III算法对模型进行优化求解，得到小管径翅片管式蒸发器在一定的结构参数变化范围内的最优结构参数及最佳流路。研究结果显示：管外径对小管径翅片管式蒸发器的换热量、制冷剂侧压降以及成本的影响程度最大；翅片间距对小管径翅片管式蒸发器的空气侧压降影响程度最大；翅片厚度对换热量、制冷剂侧压降、空气侧压降以及成本的影响程度均最小；流路主要影响蒸发器的换热量及制冷剂侧压降；制冷剂流路为二支路、三支路和四支路时，模型可输出综合性能最优的结构及流路特征。     

风冷热泵蒸发器结霜性能的研究

建立了一个可以反映风冷热泵翅片管式蒸发器局部特性的数学模型,该模型考虑了蒸发器在干、湿、霜工况下传热、传质的差异以及霜层沿管子变化的情况。对常用的翅片管式蒸发器进行了理论研究,计算结果表明:蒸发器表面霜层分布极不均匀,影响了换热。同时提出了新型改进蒸发器结构,结果表明改进效果良好,普通换热器换热性能下降的速度是改进型换热器的1.5倍。数值计算的结果和实验测试的结果吻合良好,证明了数学模型的正确性与可靠性。     

风速对不同流程数CO2蒸发器性能的影响

为研究迎面风速对不同流路数CO₂翅片管蒸发器性能的影响,本文建立分布参数模型对蒸发温度为-25℃,风速为0.5～4 m/s条件下5种流路数CO₂翅片管蒸发器的制冷剂压降、换热量、温度分布及传热系数的变化进行分析,并通过实验验证了蒸发器模型的可靠性。蒸发器模型的换热量、制冷剂压降和风侧压降等参数模拟值与相同工况下实验值的误差均在±4%以内。结果表明:同一流路数蒸发器的换热量、制冷剂压降及传热系数均随风速的增大而增大,而其涨幅随风速增大而减小,综合考虑换热效果和能耗可得最佳风速范围为2.5～3.5 m/s;在一定风速条件下,蒸发器设计时在合理范围内选择较多流路数可有效提升蒸发器换热性能并增强换热均匀性,本次实验中24流路蒸发器为最佳设计方案。     

不均匀风速分布下翅片管换热器的优化分析与实验

风速分布对翅片管换热器性能影响较大。本文在换热器结构尺寸、空气进口状态一定的条件下,对三种典型风速分布时翅片管换热器的流程布置形式进行了仿真优化与实验研究。结果表明:在上三角和中三角两种风速分布形式下,优化后制冷量分别提高了10.3%、3%;对于上三角优化形式,高风速区是改善换热效果的重点区域;在制冷量相同的情况下,上三角优化形式使系统COP提高8%左右。搭建实验台对仿真结果进行了验证,表明模拟值和实验值相对误差均控制在5%以内。     

风量及制冷剂流量对翅片管式蒸发器性能的影响

建立了翅片管式蒸发器的稳态仿真模型,根据此模型编制了稳态传热仿真程序.程序用VC 编制可以在windows NT/XP环境下运行.利用该程序分析了风量与制冷剂流量对翅片管蒸发器性能的影响.最后讨论了制冷剂分路数的选取.     

弦月形狭缝通道中液氮沸腾传热实验研究

弦月形狭缝沸腾换热是一种简便而有效的强化换热技术，可直接应用于中小型空分装置的列管式主冷凝蒸发器。为探寻主冷凝蒸发器在自由液面波动时换热性能的变化情况，本文在国内外首次研究了不同间隙尺寸下，浸没度对弦月形狭缝通道沸腾换热性能的影响，并设计了一种补液措施，从而明显提高了狭缝通道沸腾换热的临界热负荷，增强了对各种浸没度的适应性。     

采用微通道蒸发器的分离式热管充液率实验研究

采用微通道换热器作为分离式热管的蒸发器,在充液率为80%~150%之间进行了实验研究。实验测量了微通道蒸发器换热量、管壁温度分布及系统EER,分析了不同充液率下微通道蒸发器的工作状态,计算了蒸发器传热系数,实验结果表明:微通道蒸发器换热量随室内外温差的增大而增大,分离式热管最佳充液率为120%左右。此外,与翅片管蒸发器进行了实验对比,在换热量相当的条件下,微通道蒸发器重量减轻了45%,系统工质充注量降低了51.9%,系统EER提高了2.8%。     

不同空气侧风速下微通道蒸发器换热特性实验研究

搭建微通道蒸发器性能实验台,采用控制变量法研究不同空气侧风速下微通道蒸发器表面温度分布、制冷剂进出口压力的变化规律,计算换热量和换热系数,从而分析空气侧风速对微通道蒸发器的流量分配特性和换热效果的影响。结果表明,随着风速增大,微通道蒸发器制冷剂流量分配不均匀性增大,进出口压力波动振幅和周期增加,压降增大,风速2 m/s时微通道蒸发器换热效果最佳。     

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。     

Characteristics of Air-Side Particulate Fouling Materials in Finned-Tube Heat Exchangers of Air Conditioners

ABSTRACT

Heat exchangers are used widely in residential, commercial, and industrial HVAC applications. Air-side particulate fouling in the heat exchangers of HVAC applications degrades the performance of cooling capacity, pressure drop across a heat exchanger, and indoor air quality. Indoor and outdoor air contaminants foul heat exchangers. The purpose of this study is to investigate the characteristics of the air-side particulate fouling materials in finned-tube heat exchangers of air conditioners. Air conditioners being used in the field such as inns, restaurants, and offices are collected in chronological order of use. The fouling materials attached on the evaporator heat exchangers consist of particulates and fibers. The particulates mainly originate from indoor dusts and the fibers are separated from clothes, bedclothes, papers, fur of pets, and so on. Typical fouling materials on the heat exchangers include fibers and dusts ranging from 6.6 to 20.9 μm in aerodynamic mean diameter.