风冷热泵换热器结霜机理和在霜运行特性研究.pdfVIP

·压】· 风冷热泵换热器结霜机理及 在霜运行特性研究 山东建筑大学王强☆刘凤珍戎卫国 关键词风冷热泵换热器结霜性能 结霜是一种非定常、有相变、具有移动边界的复杂热质传递问题，与环境的温度、湿度、风速、换热盘管 壁温及换热器本身特性等因素都有关系。本文从霜层的形成的三个时期，分析了风冷热泵换热器的结霜 机理，指出通过对翅片表面进行处理，增加亲水涂层或憎水涂层，可以改变冷壁表面状况，从而大大延缓霜 的形成，甚至起到抑制结霜的作用。 本文建立了包括供冷系统(提供冷环境及向结霜换热器供冷)、低温风洞及测试系统三部分的风冷热 泵室外换热器在霜运行特性实验装置。试验测试了换热器在环境温度为一5℃、相对湿度为80％、冷风流 速为1．2 m／s时，结霜对换热量Q、压降LXp及换热器的传热系数K。的影响，研究了风冷热泵在霜运行特 性。‘结果表明，结霜对换热器换热量、空气侧压降及换热器传热系数具有较大影响。在结霜初期一结晶生 长期，沿垂直冷壁表面方向线性成长成均匀分布的针状或柱状的霜晶体象肋片一样扩展了换热器的换热 面积，增大了换热量；当柱状晶体的顶部开始分枝，结霜就进入了霜层生长期，随着霜柱头部结晶迁移或结 晶干涉，霜层覆盖了整个换热器表面使换热热阻增大，破坏了空气与制冷剂之间的换热，表现为换热器换 热量减少。随着霜层厚度的增加，空气流通阻力增大，引起空气流量减小，空气侧压降逐步增大，使霜层热 阻逐渐增加，换热器传热系数K0下降；当霜层增加到一定程度，通风截面积大大减小，空气侧压降急剧增 大，随着风机静压的不断增大，风机状态点将发生变化，空气流量将迅速降低，换热器换热将急剧恶化。这 一研究规律对考察风冷热泵系统在霜运行特性及除霜研究有重要参考价值。 结霜一方面增加了空气侧对流换热热阻，降低了蒸发器的平均换热系数；另一方面，降低了蒸发温度， 热泵系数降低；这些都将增大系统能耗。研究风冷热泵换热器结霜机理、分析系统在霜运行特性可以有效 减缓抑制室外换热器结霜、改善风冷热泵在霜运行性能，这对于建筑节能具有重要的意义。 E-mail：xjdwq@163．com