空气源热泵结霜性能动态仿真

本文通过对空气源热泵的结霜过程进行仿真,分析了结霜工况下系统多个参数的变化过程,为进一步研究空气源热泵机组的结构优化和控制优化奠定基础     

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。     

空气源热泵-冷柜一体机组冬季制热和冷藏性能实验研究

实验研究了空气源热泵-冷柜一体机系统冬季制热及冷藏性能,比较了室内外温度不同的工况下质量流量比对空气源热泵的制热量、耗功率、COP及冷柜制冷量、COP的影响。实验结果表明,在冬季,随着质量流量比的增加,在质量流量比为8%—16%的区间冷柜系统制冷量和COP随之线性增大,其增速在质量流量比大于16%后明显放缓,而冷柜压缩机耗功率则基本不受质量流量比的影响;空气源热泵系统的制热量随质量流量比的增加稍有减小,而耗功率降低,因此其COP略有上升。在实验温度变化范围内,随着室内或室外温度的升高,空气源热泵系统的性能明显得到改善,但对冷柜系统的影响比较小。     

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。     

风冷热泵结霜工况下的实验研究

对一台风冷热泵室进行了结霜工况下的实验测试,实验地研究了风冷热泵在规定的环境温度下制热能力、出风温度以及热泵制热性能的变化。实验结果表明热泵结霜严重的影响TSU热能力、出风温度已经热泵制热性能,研究结论对热泵系统设计具有重要的参考价值。     

空气源热泵结霜对压缩机可靠性的影响及试验研究

对空气源热泵机组结霜机制进行研究,就结霜这一非稳态过程对压缩机可靠性带来的不利影响进行重点分析,基于分析结果提出相应的改进措施,并通过试验验证其改善效果,最后得出相关结论。     

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)。     

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。     

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。     

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...     

电动汽车热泵空调系统室外换热器结霜特性实验研究

针对电动汽车热泵空调系统在冬季运行时室外换热器易结霜而影响系统制热性能的问题,本文设计搭建实验系统并进行研究,分析了多流程微通道换热器的结霜特性。实验结果表明:室外换热器表面霜层生长和表面温度下降两个因素之间为联动关系,各流道霜层分布呈不均匀状态,换热器内两相制冷剂密度不同且受重力影响,导致产生气液相分离和在流道内分布不均的状况。另外,室外换热器表面霜覆盖率的增长会导致室外换热器制冷剂侧的温度、压缩机吸排气压力、制热量等降低,引起导致压缩机单位功耗增加,以环境温度为0℃的数据为例,当霜覆盖率达77. 4%时,吸气压力、排气压力和制热量的降幅分别为33. 4%、12. 1%和25. 8%,单位功耗增幅为32. 0%,导致系统运行的稳定性降低,使制热量无法满足乘员舱制热需求。     

换热器表面结霜的特性与翅片效率公式的分析

分析换热器表面的结霜特性。及其对换热器性能的影响。从理论上分析几种结霜下的换热器翅片效率公式。并对各公式的结果进行比较。提出了一种更为合理的翅片效率公式形式。     

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.     

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。     

换热器表面结霜特性的数值分析

本文中采用数值计算方法预测了翅片管式换热器表面结霜的特性。换热器表面结霜是一个瞬变问题，为了计算方便，将其简化为准稳态过程，即在时间步长内，认为该过程是稳定的，然后把所得的霜层厚度以及霜层的表面温度作为下一时间步长内传热传质的边界条件。在研究中考虑了霜层阻力引起风量下降这一因素，计算结果具有一定的实际意义。     

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.     

基于空间扫描思想的复杂蒸发冷却式换热器通用模拟方法

针对现有蒸发冷却式换热器数值计算模型中存在的不足,提出了基于空间扫描思想的复杂蒸发冷却式换热器的通用模拟方法。该方法将三维复杂蒸发冷换热器按空间划分为若干个节点,每个节点视为独立的微型换热器,利用流体在节点之间的流动建立节点联系,根据稳定流动和稳态换热时节点之间的能量和质量守恒关系,构建迭代更新算法,利用扫描迭代的方法对模型进行求解。将无填料型和有填料两种闭式冷却塔的模拟结果与文献实验数据进行对比,结果表明：所建模型具有良好的精度,可用于复杂结构、复杂流动、多模态蒸发冷却式换热器的仿真。     

R410A和R22在小管径水平管内冷凝换热特性研究

本文搭建了冷凝换热实验台,对R410A和R22管内冷凝换热系数性能进行对比研究,实验工况为质量流速200~800kg/(m^2·s)、饱和温度40℃、干度0~1、5 mm外径水平光滑铜管,分析了质量流速和干度对管内冷凝换热的影响,并将应用于传统管道的关联式与实验所得数据进行对比。结果表明:冷凝换热表面传热系数与质量流速和干度呈正相关,高干度区域时的冷凝换热表面传热系数增幅显著;M. M. Shah[4]关联式来预测实验数据的效果并不理想,与实际值相比偏差最大可达60%,但是预测低质量流速和低干度区的数据较为理想;当质量流速较小(G=200 kg/(m^2·s))时,R410A的冷凝换热表面传热系数要低于R22;随着质量流速的增大(G=400 kg/(m^2·s)),二者冷凝换热表面传热系数的差距减小;当达到中高质量流速(G=600kg/(m^2·s))时,R410A的冷凝换热表面传热系数与R22的相似;当质量流速继续增大(G=800 kg/(m^2·s))时,R410A的冷凝换热表面传热系数随着干度的增大开始高于R22的。     

利用制冷剂过冷放热除霜的研究

提出利用制冷剂过冷所放出的热量来解决空气源热泵冬季结霜问题的方法,并给出实现该方法的系统构成。通过计算证明,制冷剂过冷放出的热量远大于除霜需要的热量。     

工字形流道液冷板式换热器用于电池热管理的数值研究

为解决动力电池工作过程中温度过高的问题,本文基于结构理论提出了一种双层工字形流道液冷板。通过充放电实验建立电池的产热模型,然后利用FLUENT软件建立液冷板的计算流体力学模型。通过正交实验设计研究三个结构参数（长度比、宽度比和流道厚度）对温度和压降的影响,得出最佳组合方案：长度比为0.70、宽度比为0.85、流道厚度为2.5 mm。此外,讨论不同入口速度对液冷板性能的影响。最后,将工字形流道与蛇形流道在相同传热面积和入口速度的条件下进行综合性能对比。结果表明：随着流速的增加,液冷板的最高温度下降了17.493 2 K,表面温度标准差下降了63.4%,最大压力增加了726.789 Pa。工字形流道液冷板的最高温度比蛇形流道液冷板降低了1.333 0 K,表面温度标准差降低了1.386 5 K,压降相比于蛇形流道降低了24.38%。