空气源热泵在北京低温环境下运行性能的现场实测研究

本文针对北京市2010年1月出现的持续性低温、冰雪等罕见天气,对采用"喷液增焓技术"的空气源热泵机组进行了为期80 h的连续测试,从机组运行性能、供热性能以及供热效果等方面分析了机组的低温运行特性。研究结果显示,在室外空气平均温度为-11℃的条件下,系统平均COP可达2.21,末端供热需求可得到满足,但机组存在"无霜除霜"以及变频机组频繁启停等问题,影响了系统供热性能的稳定性,是今后需要解决的关键问题。     

不同表面特性下翅片管换热器排水性能的实验研究

为研究翅片管换热器在凝露和融霜工况下的排水性能,本文采用"动态浸渍"实验法对普通和亲水翅片管换热器进行了排水实验,并从换热器表面残存水的存在形态、分布规律、残留水量三个方面对换热器的排水性能进行了研究。实验结果表明,普通换热器上挂水是呈珠状水滴的形式,且分布在整个翅片表面,存水量约为26.5 g/m2,存水比约为2.5%。而亲水换热器实验结果与普通有较大差异,其绝大部分翅片表面存水较少,无挂水现象,但在换热器底部形成约6 mm高的"积水区",另外管路与翅片交接部位有明显积水,亲水换热器的存水量约为51.2 g/m2,存水比约为5.5%,其中"积水区"水量占总水量的比例高达50%以上,如何减少这部分水量将成为提高亲水换热器排水性能的关键。此外,普通换热器倾斜后残存水量不会发生变化,但亲水换热器倾斜后残留水量可减少约25.6%。     

不同表面浸润性对除霜过程影响的实验研究

空气源热泵机组除霜过程主要包括融霜、排水、蒸干等环节。以上环节在不同浸润性换热器翅片表面上表现不尽相同,从而直接影响机组在周期性结除霜工况下的运行性能。本文搭建了金属冷表面除霜特性研究实验台,分别以普通和亲水铝箔为研究对象,观察分析霜层的融化、化霜水排除以及蒸干过程,并着重对比了两种常用铝箔翅片在上述过程的差异。首次提出"翅片表面蒸干率"的概念,用参数C表示;研究发现,普通铝箔表面初始蒸干率即可达到90%,而亲水铝箔表面仅50%;但亲水铝箔表面残留水完全蒸干所用时间仅需7 min,仅为普通铝箔表面完全蒸干时间的25%;两种铝箔除霜过程差异显著。研究工作同时考察了残留水对相邻结除霜过程的影响。     

雾霾气象条件下空气源热泵“误除霜”事故特性的实测研究

针对雾霾气象条件下空气源热泵机组出现的"有霜不除"、"除霜不净"等误除霜事故,本文在北京市供暖初期,对名义制热量为28kW的空气源热泵机组进行了现场测试,从机组运行性能、供热性能等方面,揭示机组在"温和、高湿、雾霾"气象条件下的误除霜特性,并定量分析机组性能降低的程度。实验结果表明,在平均环境温度为3.2℃,相对湿度为78.9%的气象条件下,机组共出现两次"有霜不除"误除霜事故,且每次事故周期均超过15h,在此过程中,机组平均供热量为3.7kW,系统COP仅为2.1,而除霜后,供热量和COP可分别提高86.5%和81%,达到6.9kW和3.8。长时间的"有霜不除"也造成了机组"除霜不净",引发"二次成霜"和换热器"底部冻结"事故。