车用热泵系统结霜化霜实验研究

针对车用热泵系统在冬季室外换热器易结霜的问题,本文设计并搭建了实验系统对室外换热器结霜和化霜特性进行了研究,总结出了在实车上判断结霜以及化霜完成的方法,最后比较了2.1 mm和3.0 mm两种阀口直径的电子膨胀阀对化霜时间的影响。实验结果表明:换热器结霜程度可通过吸气温度或吸气压力相对于无霜状态下的变化率来判断,化霜完成可通过室外换热器出口温度大于0℃来判断。在不同环境温度及不同霜层的化霜工况中,电子膨胀阀阀口直径对化霜时间的影响并非一致,较大阀口直径电子膨胀阀前期化霜效果好,但后期因为阀口直径较大压缩机排气压力升速缓慢,导致室外换热器入口温度增速变缓反而不如较小阀口直径电子膨胀阀。因此在实际整车应用中,可选用较大阀口直径的电子膨胀阀结合智能控制,使总体化霜效果达到最优。     

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。     

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.     

冷热水三联供空调机组的除霜特性

三联供机组在冬季运行时,由于室外换热器表面结霜会严重影响机组的运行性能和安全系数。本文针对三联供空调机组所采用的除霜策略进行实验,研究了不同化霜温度测点对机组除霜特性的影响。结果表明:当化霜温度传感器置于室外换热器表面的测点2和测点5时,系统在结霜过程中持续波动的时间分别为2 280 s和220 s;除霜时间分别为5 min和12 min,系统过热度持续为负值的时间分别为185 s和80 s。为系统安全考虑,建议化霜温度传感器布置于测点5。     

空调用微通道换热器的可靠性研究进展

本文通过对微通道换热器应用于空调时的系统可靠性、长期可靠性和工艺可靠性的研究成果进行分析,总结了冷凝水排除、结霜化霜、防腐与积灰、加工工艺等方面存在的主要问题及研究方向,这对提高微通道换热器的可靠性具有重要的指导意义,有助于扩大微通道换热器在空调领域的应用范围并加快其推广进度。     

翅片表面涂层对结化霜除灰特性影响的实验研究

为了解决空调换热器长时间运行后性能下降的问题,需要及时清除换热器翅片上沉积的粉尘。本文提出采用空调换热器自身的结化霜过程来实现除灰,并通过实验研究了不同翅片表面涂层对结化霜除灰效果的影响。为了对比不同翅片表面涂层的除灰效果,采用4种实验样件,包括空调换热器常用的无涂层铝片和无涂层铜片,以及通过微纳结构自组装方法制备的具有不同表面润湿性的带亲水涂层铜片和带疏水涂层铜片。通过搭建可视化实验台观测了不同样件表面的结化霜除灰过程,对比了不同样件的除灰速率与残留灰量。实验结霜工况为：样件表面温度-10 ℃,结霜时间1 h,环境温度27 ℃,相对湿度50%;化霜工况下样件表面温度为5 ℃。实验结果表明,带有疏水涂层的铜片在结化霜过程中的除灰效果最好,疏水样件上残留粉尘的质量仅是无涂层铝片上残留粉尘质量的1.9%,是无涂层铜片上残留粉尘质量的2.0%,是亲水铜片上残留粉尘质量的5.9%。     

医用冷藏箱热气旁通化霜性能的试验研究

结霜现象普遍存在于冷冻冷藏装置中,并会降低系统传热性能、增加能耗。为了代替传统的电加热除霜,本文利用一台医用冷藏箱研究了热气旁通化霜的效果,它的原理是利用压缩机排出的高温气态制冷剂融化蒸发器表面的霜层。通过结霜、化霜试验分析得到热气旁通的化霜效率可以达到80%以上;并进一步分析了结霜时间和微调阀开度对化霜性能的影响,得到结论:1)结霜时间越长,化霜效率越高,但霜层较厚时,系统制冷性能严重下降;2)阀门开度越大,旁通流量越大,化霜效率越高。此外,综合考虑系统性能和化霜效率,本文提出了适用于医药冷藏箱的除霜控制策略。     

电动汽车热泵空调冷凝蒸发器的特性实验研究

电动汽车热泵空调的能耗对其行驶里程有重要影响。本文针对两种不同结构形式的热泵空调室外换热器,实验研究了环境工况和制冷剂进出口位置对换热器性能的影响,并分析了不同结霜工况下热泵空调系统的制热性能。结果表明:作为冷凝器时,横排和竖排布置结构形式的换热器性能差异较小;作为蒸发器时,横排布置结构形式换热器的性能相比竖排布置提升了20%;对于横排布置形式换热器,制冷剂进口接近换热器底端扁管有利于提高蒸发器性能;结霜工况下,两种结构形式换热器在高寒(-7℃/-8℃)和高湿(7℃/6℃)工况下制热性能无明显衰减; 2℃/1℃工况下,横排布置结构形式的结霜和化霜特性均优于竖排布置结构形式。     

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。     

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。