風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組除霜研究2

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1、風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組除霜研究摘要：對風(fēng)冷熱泵在制熱運(yùn)行時結(jié)霜的因素進(jìn)行了分析，并就結(jié)霜對機(jī)組冬李工況的影響進(jìn)行了研究，提出了機(jī)組在冬季工況下性能提高的幾條途徑。關(guān)鍵字：風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組蒸發(fā)器除霜1引言風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組作為中央空調(diào)的冷熱源，H90年代在我國得到了廣泛的應(yīng)用以來，使用地域山南向北迅速推廣。這類機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)是一機(jī)二用，捉高了機(jī)組的利用率。制冷時，冷凝器采用風(fēng)冷,省去了水冷冷水機(jī)組所需的冷卻水系統(tǒng);制熱時采用熱泵運(yùn)行方式,節(jié)能口無使用鍋爐造成的對環(huán)境的污染；機(jī)組安裝、布置方便，町置于屋頂而無需專門設(shè)置機(jī)房等。但從風(fēng)冷熱泵冷熱

2、水機(jī)組實際運(yùn)行的效果看這類機(jī)組在氣溫偏低且相對濕度較高的地區(qū)如長江流域制熱運(yùn)行時還不太理想。其主要原因是蒸發(fā)器結(jié)霜及除霜造成機(jī)組供熱能力下降。2結(jié)霜原因風(fēng)冷熱泵機(jī)組在冬季制熱運(yùn)行時，其肋片盤管換熱器起蒸發(fā)器的作用，由于蒸發(fā)溫度較低,盤管表面的溫度也隨Z下降，甚至低于o°c。當(dāng)室外空氣在風(fēng)機(jī)驅(qū)動下流經(jīng)盤管時,其所含的水分就會析出并附著于盤管表面形成霜層。隨著霜層的形成，機(jī)組的性能下降，工況惡化,制熱量也將下降。霜層的形成和影響因素比較復(fù)雜，我認(rèn)為其主要影響因素有冷卻面、室外氣候條件及吋間。2.1冷卻面因素冷卻面因素是指的是肋片換熱器的

3、溫度和形狀結(jié)構(gòu)情況。①溫度因素當(dāng)盤管表面溫度低于0C,且低于入口處空氣的露點(diǎn)溫度時，空氣分就會析出并在蒸發(fā)器表而形成霜層。盤管表而與入口空氣之間的溫差越人,結(jié)霜速度越快，結(jié)霜也越嚴(yán)重。②換熱器的結(jié)構(gòu)因素；包括@）肋片邊緣效應(yīng)；（b）肋片間距；（c）沿氣流方向管排數(shù)；（d）肋片表面粗糙度。2.2氣候條件①溫度和濕度:空氣相對濕度越大，盤管結(jié)霜就越嚴(yán)重。在長江流域的氣候條件下，當(dāng)室外空氣的相對濕度小于50%時，肋片盤管則很少會結(jié)霜。當(dāng)宗外空氣溫度低于-5°C時,隨著溫度進(jìn)一步下降，空氣就趨于干燥，結(jié)霜減少。實際運(yùn)行表明，當(dāng)室外空氣溫度在

4、-2?7°C,而相對濕度大于50%吋，肋片盤管的結(jié)霜情況最嚴(yán)重。從圖1濕度對蒸發(fā)溫度的彫響可看出，一段時間內(nèi)濕度校大時(<=80%)的蒸發(fā)溫度比濕度較低時的蒸發(fā)溫度高，然而在某一時刻后，蒸發(fā)溫度下降至比濕度較低時的蒸發(fā)溫度更低。這是因為在前一個時段濕度較人造成蒸發(fā)器負(fù)荷人，因而蒸發(fā)溫度高；隨著結(jié)霜不斷加劇，霜層厚度將超過濕度較小時的結(jié)霜厚度，故蒸發(fā)溫度便更低。而結(jié)霜后霜層也更厚，所以風(fēng)量一直比濕度較小吋的風(fēng)量小。②氣流速度:在強(qiáng)制對流的情況下，氣流的流速對霜的形成有較大影響。迎而風(fēng)速很小時,盤管結(jié)霜較快,霜層厚度增加較快；當(dāng)迎面風(fēng)速

5、較大時，則結(jié)霜狀況明顯改善。這主要是因為風(fēng)速降低，使負(fù)荷減小，造成蒸發(fā)溫度快速下降，使結(jié)霜速度加快;而風(fēng)速增人,使負(fù)荷增人,蒸發(fā)溫度上升，溫差減小，降低了結(jié)霜的傾向。不同迎面風(fēng)速下的實驗］11

6、線(見圖2)便證明了這點(diǎn)。圖1濕度對蒸發(fā)溫度的影響圖2風(fēng)速對蒸發(fā)溫度的影響另外機(jī)組運(yùn)行的時間越長，結(jié)霜的可能性就會越人;且上一次開停周期中停機(jī)時間越短,越可能會加劇結(jié)霜的傾向。3結(jié)霜對風(fēng)冷熱泵機(jī)組的危害蒸發(fā)器結(jié)霜對風(fēng)冷熱泵機(jī)組的運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)面影響主耍在兩個方面：3.1影響導(dǎo)熱熱阻霜層增加了導(dǎo)熱熱阻，降低了蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)。在結(jié)霜的早期，由于緡

7、層增加了傳熱表血的粗糙度及表面積，使總傳熱系數(shù)侑所增加，而隨著霜層增厚，導(dǎo)熱熱阻的影響逐漸成為影響傳熱系數(shù)的主要方面時，總傳熱系數(shù)乂開始下降。3.2影響空氣流量霜層的增加加大了空氣流過翅片管蒸發(fā)器的阻力，降低了空氣流量，對蒸發(fā)器性能的這一影響是結(jié)霜負(fù)面影響的主要方面。由于這些負(fù)面影響,風(fēng)冷熱泵在結(jié)緡工況下工作時，隨著霜層的增厚，將出現(xiàn)蒸發(fā)溫度下降、制熱量下降、風(fēng)機(jī)性能衰減，電流加人等現(xiàn)象而使風(fēng)冷熱泵機(jī)組不能正常工作。4提高風(fēng)冷熱泵機(jī)組在結(jié)霜工況下工作特性的途徑應(yīng)從三個方而進(jìn)行工作:①在風(fēng)側(cè)換熱器的設(shè)計上，針對其運(yùn)行條件，延緩結(jié)霜和盡

8、量降低結(jié)霜對熱泵機(jī)組性能影響的速度；②捉高風(fēng)冷熱泵機(jī)組的除霜性能，縮短除帝時間以及減少除霜對系統(tǒng)行動的沖擊；③采用智能除霜控制，使除霜控制能適應(yīng)不同地區(qū)及不同使用條件的變化。4.1風(fēng)冷換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計要注意的問題當(dāng)空氣露點(diǎn)溫度高于蒸發(fā)器翅片表面溫度口翅片表面溫度低于0°C時，翅片表面即會結(jié)霜。所以，在一定的大氣條件下,蒸發(fā)器翅片表面是否結(jié)紺、霜層的發(fā)展速度以及對蒸發(fā)器性能的彩響程度在一定程度上與蒸發(fā)器上翅片結(jié)構(gòu)、形式有關(guān)。在人氣條件不變時，若蒸發(fā)溫度相對較高，蒸發(fā)器表面的結(jié)霜情況會相對好一些，但這要以加大換熱器面積為代價，對于結(jié)構(gòu)尺寸

9、原木較大的風(fēng)冷換熱器，山于迎而風(fēng)速不均勻，加大的換熱器部分并非能發(fā)揮出相應(yīng)的效果，同時，增加了制造成本。為此，存在著在一定的風(fēng)冷換熱器結(jié)構(gòu)尺寸下，如何改進(jìn)其換熱性能的問題。在結(jié)構(gòu)形式上影響風(fēng)冷換熱器結(jié)甫的因素主要冇換熱器的回路數(shù)、翅片