结霜工况下翅片变片距管蒸发器的改进

对结霜工况下冷风机蒸发器在结霜工况下的运行建立了数学模型和计算程序，分析了蒸发器各排翅片上霜层在运行过程中的动态累加过程及其影响。计算结果显示了现有变片距蒸发器仍然具有改进的余地，改进后的蒸发器在结霜工况下具有更长的除霜周期和更好的换热性能。     

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。     

空气温湿度对空气源螺杆热泵机组除霜性能的影响

试验研究了空气温湿度变化对风冷热泵机组的除霜性能的影响,采用实时数据分析方法研究了在多次除霜周期和除霜间隔周期内翅片温度、过冷度和过热度的变化规律和特点,为寻求优化的除霜控制方法提供了大量试验依据.定量分析了空气温湿度的变化对制热恢复时间、制热衰减时间、稳定制热时间以及除霜间隔时间的影响.研究表明,在不同的温湿度工况下,均出现了盘管出口温度变化率突变以及温度的周期性震荡,这一时刻,制热量开始快速衰减,霜层开始形成并快速生长.当相对湿度从75%提高到90%时,这一突变的温度变化率提高了2倍,制热衰减时间减少了约70%.蒸发盘管出口温度的变化率以及周期性震荡间接反映了蒸发盘管的翅片表面的结霜状态,并呈规律性变化,这一温度参数可以作为重要的除霜循环的控制参数.     

新型组合翅片换热器数值研究

通过对传统多排管翅式换热器的研究分析,提出第1排为平片且后部为开缝翅片的新型组合翅片换热器,并对传统和新型组合翅片2种形式换热器内的空气流动和换热进行数值分析。结果表明,新型组合翅片换热器的综合换热性能比传统翅片的提升5％～8％。     

基于辐射和对流换热新型供暖末端的空气源热泵除霜性能试验研究

常规空气源热泵在低温环境中运行时普遍存在结霜和除霜现象,由于常规室内盘管储能不足,导致逆循环除霜效果不理想。同时,基于强制对流换热的常规空气源热泵常常会引起室内热分层现象和强烈的吹风感,导致人体热舒适性较差。为解决上述问题,本文结合辐射供暖具有较高热舒适性的优点,提出一种基于辐射和强制对流换热的新型供暖末端,搭建空气源热泵辐射和对流换热性能试验台,对其除霜性能进行试验研究。结果表明:除霜周期内,该系统压缩机功率平均值为429.5 W,除霜能效比为2.88,除霜能效比高于常规空气源热泵系统。     

风冷机组翅片盘管换热器设计参数相关性分析

本文通过对翅片盘管换热器的主要设计参数如管排数、翅片密度和管排高度,以及与风机和机组结构的相关性分析,指出了这些参数对流动及换热的相关影响,应采用综合考虑的设计方法来进行换热器的设计;并定量地给出了对于某一常规机型的设计参数的关系以及变化值范围,用于实际设计工作的参考指导。对于100冷吨的制冷机组,为了达到同样的换热量,不同盘管排数下所需要的换热面积差别超过10%,翅片密度的影响在±5%。在不同的盘管高度上,盘管上下的空气流速变化可达到100%。     

空气热源热泵动态结霜过程研究

建立了空气热源热泵动态结霜过程的物理模型,对热泵机组在结霜工况下的供热特性和霜在空气盘管翅片表面的集聚过程进行了动态模拟,分析了环境温湿度,翅片间距,管排数对结霜特性和机组供热性能的影响。     

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)。     

基于平均性能最优的空气源热泵除霜控制方法的研究

本文选择空气源热泵机组的性能恶化点作为除霜的开始时刻,提出了一种基于平均性能最优的空气源热泵除霜控制方法。为验证该方法的可行性与适用性,采用四种不同的除霜方案对一台空气源热泵机组的除霜特性进行实验研究。针对不同的结霜工况条件,测量了翅片表面霜层厚度及机组输入功率、制热量等参数随时间的变化,并以此为基础分析了空气源热泵在整个结霜/除霜循环中的总耗功、总制热量以及平均COP的变化。实验结果表明:当空气源热泵机组选择以性能恶化点作为除霜开始时刻时,系统在整个结霜/除霜循环中的平均COP达到最大,即验证该除霜控制方法的可行性,能够用于空气源热泵机组的最佳除霜开始时刻控制。     

翅片管换热器在析湿工况下的积灰特性及对空气侧压降的影响

空调器室内机多数采用翅片管换热器,会因制冷运行过程中表面析湿而粘附灰尘,导致空气流动阻力增大。本文选用空调器中常用的平直翅片、波纹翅片和开窗翅片作为测试样件,翅片间距范围为1.5～2.2 mm,研究了翅片管换热器在析湿工况下的积灰特性及积灰对空气侧压降的影响。结果表明:翅片表面的析湿量决定积灰程度,析湿液滴分布越密集、液桥数量越多,翅片迎风面的堵塞程度越严重且空气侧压降越大。在相同析湿工况下,具有复杂结构的开窗翅片和小翅片间距更容易积灰并增大空气侧压降,因此降低翅片结构复杂程度并适当增大翅片间距有利于空调器的防尘。在积灰过程中,随着换热器表面粉尘沉积量增加,空气侧压降先增大后保持稳定。     

翅片结构对换热器结霜特性影响的实验研究

本文对空气源热泵的翅片管换热器表面霜层生长特性进行实验研究,通过红外热像仪对霜层表面温度进行测量,并用热电偶直接测量装置进行校核.分析了平片、波纹片、条缝片3种翅片类型及翅片节距对霜层厚度、结霜量、换热量的影响,并用霜层-湿空气界面条件等作为传热及传质驱动力分析了霜层生长规律.实验结果表明,波纹片及条缝片翅片换热器界面...     

Heat transfer characteristics of flat plate finned-tube heat exchangers with large fin pitch

The objective of this study is to provide experimental data that can be used in the optimal design of flat plate finned-tube heat exchangers with large fin pitch. In this study, 22 heat exchangers were tested with a variation of fin pitch, number of tube row, and tube alignment. The air-side heat transfer coefficient decreased with a reduction of the fin pitch and an increase of the number of tube row. The reduction in the heat transfer coefficient of the four-row heat exchanger coil was approximately 10% as the fin pitch decreased from 15.0 to 7.5 mm over the Reynolds number range of 500–900 that was calculated based on the tube diameter. For all fin pitches, the heat transfer coefficient decreased as the number of tube row increased from 1 to 4. The staggered tube alignment improved heat transfer performance more than 10% compared to the inline tube alignment. A heat transfer correlation was developed from the measured data for flat plate finned-tubes with large fin pitch. The correlation yielded good predictions of the measured data with mean deviations of 3.8 and 6.2% for the inline and staggered tube alignment, respectively.     

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.     

Heat transfer characteristics of spirally-coiled circular fin-tube heat exchangers operating under frosting conditions

The objective of this study is to investigate the heat transfer characteristics of spirally-coiled circular fin-tube heat exchangers under frosting conditions. The heat transfer rate, pressure drop, frost thickness, and Nusselt number of the heat exchanger were measured and analyzed by varying the fin pitch and number of tube rows under frosting conditions. In addition, the Nusselt number of the spirally-coiled circular fin-tube exchanger was compared with those of flat plate fin-tube heat exchangers with discrete fins. An empirical correlation of the Nusselt number was developed as a function of the Reynolds number, dimensionless fin pitch normalized by the hydraulic diameter, i.e., D_h/F_p, Fourier number, and number of tube rows. The measured Nusselt number was consistent with the predicted value with mean and average deviations of 3.5% and 0.3%, respectively.     

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。     

不同环境参数对SK型翅片管式换热器结霜换热性能的影响

以SK型翅片管式换热器为研究对象,在循环式风洞中对其结霜工况下的性能进行试验研究,研究了入口空气流速和相对湿度等环境参数对SK型翅片管式换热器性能的影响。研究结果表明：结霜工况下,翅片表面未覆盖满霜层时,在雷诺数Re=3602～5509,进口相对湿度？=60%～80%范围内,空气侧对流换热系数随迎面风速的增大而增大,随相对湿度的增加而增加;换热器表面阻力降随着流速的增加而增大,随着相对湿度的增大而增大。实验结果表明,空气相对湿度对SK型翅片管式换热器性能的影响远大于空气流速的影响。     

Performance of finned-tube heat exchangers under frosting conditions: I. Simulation model

This paper describes an analytical model that was developed to predict the performance of finned-tube heat exchangers under frosting conditions. The method models the frost growth mechanism and heat exchanger performance in a comprehensive manner. The results include frost accumulation and its effect on energy transfer in relation to varying humidities, fin densities and ambient conditions.     

圆孔和半圆孔交叉翅片管的传热与流阻性能研究

本文提出一类可用于结霜和灰尘较多场合的新型翅片——圆孔和半圆孔交叉翅片。为了考察这类翅片的性能特征,对9种不同几何参数的单排肋管式换热器样件在吸风式直流热风洞内进行了实验。这些几何参数包括圆孔、半圆孔的直径和位置。通过多元线性回归法将实验数据整理为以雷诺数和换热器几何参数为自变量的j和f关联式。结果表明开孔参数对换热性能有明显影响,而对阻力影响不显著。与平片相比,样片3的平均当量换热系数提高18.3％,节约金属耗材12％。     

风机盘管换热器遗传算法优化设计

本研究采用了基于遗传算法和耗散理论的传热优化方法,并进行了风机盘管换热器的优化设计。在对板翅管式结构的风机盘管换热器进行建模的基础上,针对两种不同的应用工况,即供冷用干式风机盘管换热器和供暖型风机盘管换热器,进行了结构优化设计和分析。优化目标选取了换热器的耗散热阻,而设计变量分别选取管间距、排间距、换热管外径、翅片间距和翅片数。为评价换热器的性能,还计算了换热器的换热量、空气侧和水侧阻力损失、总泵功和换热器效能。优化设计结果显示,在特定的设计参数和限制条件下,不仅换热器的耗散热阻值降低,其他方面性能也得到了明显提升。