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睁开全文? ? ? ? 年，北方“煤改电”空气能热泵熬过了个冬季，虽然说距离年供暖季还有好几个月，但北方除夜规模的“煤改电”，我们更需要提早来空气能热泵冬季供暖气象。? ? ? ? 我们都知道，空气源热泵在冬季运行时在室外换热器概况会发生结霜现象，导致其机能下降，严重时会导致热泵不能正常工作。本篇内容我们就来研究室外换热器结霜纪律，室外换热器迎面风速对空气源热泵结霜特点的影响。一：国内外研究现状及本文研究编制? ? ? ? 在诸多影响空气源热泵结霜特点的成分中，室外换热器迎面风速是首要的参数之一，国内外的研究者对此进行了除夜量的研究，但结论并纷歧致，甚至趋向是相反的：有的研究者考试考试功能注解，空气流量越除夜，其概况结霜越严重；但此外又有学者得出的结论与上述却是完全相反的，即经由过程换热器流量越小，其概况结霜越严重。? ? ? ? 究其启事，是上述研究者除夜多把换热器作为一个孤立的部件进行研究，即不考虑结霜后热泵系统参数，如蒸发∕冷凝压力的改变及风机工作点的偏移，或只考虑其中一个成分的影响。? ? ? ?是以，本文在考虑了室外换热器的结霜过程与空气源热泵系统的轮回参数及风机流量之间的彼此影响，对无霜工况下室外换热器迎面风速为. ms 的空气源热泵样机进行了系列考试考试研究。二：考试考试装配及考试考试样机? ? ? ? 考试考试在焓差法空调器机能考试考试台长进行，热泵系统及气象室如图所示。室外换热器风量由平均安插在其进口的风速传感器测量，结霜量采纳分袂安插在室外换热器进口及出口的温度／相对湿度传感器测量、计较。采纳显微摄影法测量翅片概况霜层厚度，显微镜放除夜倍数为倍。空气源热泵样机额定制冷量为.kW，操作R制冷剂及平翅片管换热器。采纳减小热泵系统室外机组出风面积的编制，以改变室外换热器迎面风速。 ? ? ? ? 室外气象考试考试工况拔取在严重结霜温区，即气象温度分袂为℃、℃，而相对湿度则分袂为、 和，共对个室外气象工况进行了变换迎面风速考试考试；对每个室外气象工况，无霜气象下的室外换热器迎面风速分袂取为. ms、. ms 和. ms。三：考试考试功能及分化?、霜层厚度斗劲?? ? ? ? 考试考试发现，迎面风速对室外气象温度为℃和℃的两组工况下结霜机能的影响趋向是不异的，是以选择其中的一组考试考试数据进行斗劲。? ? ? ?图 给出了在室外气象温度为℃、相对湿度为工况下换热器迎面风速分袂为.ms、. ms 和. ms 时的霜层厚度动态增添曲线。? ? ? ? 从图 可以看出，跟着室外换热器迎面风速的减小，翅片概况霜层厚度的增添速度加速，对迎面风速为. ms 的工况，在霜层厚度曲线上减速成长段已不太较着。霜层厚度增添速度的加速减小了却霜轮回周期。? ? ? ? 图 给出了在室外气象温度为℃、相对湿度分袂为、和时不合室外换热器迎面风速工况下翅片概况霜层厚度达到. mm 时所需的结霜时刻，用以暗示全数结霜过程中的平均霜层厚度增添速度。? ? ? ? 选择霜层厚度为.mm 来作为斗劲的尺度是基于以下的考虑：当霜层厚度除夜于.mm 往后，两翅片间霜晶在局部最早闪现交叉现象，而且在结霜轮回后期霜层厚度增添很是快，是以造成总结霜时刻的测量可能闪现误差。选择霜层厚度为.mm 时的结霜时刻作为基准进行斗劲避免了这类误差，同时，保证了不合工况前提下的霜层均处于加速成长段，其反映的是霜层厚度增添的平均速度。? ? ? ?图 的考试考试功能注解，在某一室外气象工况前提下翅片概况结满霜所需的时刻随换热器迎面风速的下降近乎呈线性地减小，也就是说在全数结霜过程中平均霜层增添速度随迎面风速的下降而呈线性增除夜趋向。? ? ? ?之前有学者的研究功能注解，空气源热泵机组在结霜工况下的平均COP 与结霜轮回周期的巨细近似成线性关系，是以，迎面风速的减小所激发结霜周期缩短，这对空气源热泵机组在结霜工况下的机能长短常晦气的。? ? ? ?同时，从图中还可以看出，对相对湿度为的低湿度工况，结霜时刻随换热器迎面风速的减小而下降的速度比其他两个高湿度工况更快，而且相对湿度越低，结霜周期下降的速度越快。也就是说，在低湿度工况前提下迎面风速对霜层成长速度及空气源热泵机组在结霜工况下的平均COP 的影响更除夜。、结霜量斗劲 ?? ? ? ? ?图 给出了在室外气象温度为℃、相对湿度为工况下换热器迎面风速分袂为.ms、. ms 和. ms 时的换热器结霜量动态增添曲线，其斜率暗示结霜量增添速度。? ? ? ? 从图中可以看出，对各个工况，结霜量随结霜时刻近乎线性增添，迎面风速对结霜量的影响与对霜层厚度的影响不合，跟着迎面风速的下降结霜量随之减小，但迎面风速低于. ms 后结霜量增添速度有回升的趋向。 ? ? ? ?因为结霜量是结霜过程中的堆集量，而对固定的结霜时刻，不合工况前提下结霜过程可能处于不合的阶段，不合工况前提下某一时刻的结霜量斗劲存在较着的不足。是以，仍然采纳霜层厚度达到. mm 时的总结霜量进行斗劲，图 给出了在室外气象温度为℃、相对湿度分袂为、和时不合室外换热器迎面风速工况下翅片概况霜层厚度达到. mm 时换热器的总结霜量。?? ? ? ? 如图 所示，对某一划定的室外气象工况，，跟着换热器迎面风速的下降，其总结霜量呈减小的趋向，而且对所有工况，在. ~. ms 规模内总结霜量随迎面风速的减小火速下降，而当迎面风速低于. ms 后总结霜量的下降速度除夜除夜下降。当然总结霜量的削减对缩短除霜时刻及除霜耗功是有益的，但影响空气源热泵机组在结霜工况下平均COP 的主导成分为结霜周期的巨细，是以，总的说来减小迎面风速对结霜工况下空气源热泵机组的机能是晦气的。? ? ? ? 霜层厚度和结霜量的改变趋向在物理意义上是十分较着的：迎面风速的减小恶化了室外换热器的传热前提，造成空气源热泵系统蒸发压力的下降。? ? ? ? 如图 所示，室外换热器壁面温度响应下降，这使得湿空气中水蒸汽分压力与对应于壁面温度的饱和水蒸汽分压力之差增除夜，是以其概况霜层厚度增添速度加速；? ? ? ?但因为经由过程换热器的空气流量的下降（图），换热器概况的结霜量增添速度呈下降趋向。当壁面温度低于某一数值时，湿空气中凝华水蒸汽传质驱动力的增添据有了主导地位，结霜量增添速度最早闪现回升的趋向。?、霜晶形态 ?? ? ? ?霜层增添速度的改变素质上是因为霜晶形态的改变激发的，图 给出了初始迎面风速为. ms、室外气象温度为℃、相对湿度为工况下结霜过程平不应时刻的霜层照片，初始迎面风速为. ms 的工况与其近似。? ? ? ?从图中可以看到，在低迎面风速前提下，因为壁面温度的下降（图），结霜初始阶段翅片概况生成的薄冰层其实不较着，结霜最前后很快组成柱状冰晶，而且始终在高度标的方针快速成长，柱状冰晶直径较小，这与. ms 的响应工况下翅片概况霜晶的成长模式有所分辩，而与低温工况（气象温度≤-℃）下翅片概况霜晶的成长模式近似。是以可以说，低迎面风速前提下霜层厚度增添速度提高，其启事是壁面温度下降激发的翅片概况柱状霜晶在高度标的方针的快速成长模式酿成的。 ? ? ? ?将图中的霜层照片与迎面风速为. ms工况下的照片斗劲可以发现，低迎面风速工况下翅片概况霜层斗劲松散，这与图所示的结霜量改变纪律是一致的，低密度霜层的组成对除霜过程是有益的。 ? ? ? ? 如前所述，空气流速（或流量）对换热器概况结霜的影响，国内外的研究者得出的结论并纷歧致，甚至趋向是相反的。这多是这些研究者均是针对换热器进行的，他们斗劲迎面风速对结霜过程的影响是基于在结霜过程中壁面温度不变或换热器管内换热前提不变；而本文以上对不合迎面风速前提下换热器概况结霜过程的斗劲，是对现实热泵系统中的蒸发器进行的，结霜过程中系统参数、霜层参数及风机工作点之间的彼此影响已表此刻上述考试考试功能中。四：结论? ? ? ? 本文对不合迎面风速前提下热泵系统中的蒸发器概况结霜过程进行了系列考试考试研究，获得以下结论：、空气源热泵机组室外换热器概况霜层厚度增添速度随迎面风速的下降而加速，结霜周期随迎面风速近乎呈线性地减小，而且在低湿度工况前提下迎面风速对霜层成长速度的影响更除夜，相对湿度越低，结霜周期下降的速度越快。迎面风速的减小所激发的结霜周期缩短，对空气源热泵机组在结霜工况下的机能长短常晦气的。、对所有考试考试工况，在迎面风速为. ~. ms规模内总结霜量随迎面风速的减小火速下降，霜层平均密度下降。而当迎面风速低于. ms后总结霜量的下降速度除夜除夜下降。、对霜晶形态的显微不美观不美观不雅察看发现，因为迎面风速的减小造成空气源热泵蒸发器壁面温度下降，结霜最前后翅片概况很快组成柱状冰晶，而且始终在高度标的方针快速成长，其形态近似于低温工况下翅片概况霜晶的成长模式。、总的来讲，室外换热器低迎面风速对结霜工况下空气源热泵机组的平均机能十分晦气，设计者应尽可能提高室外换热器迎面风速，以下降霜层增添速度，改良热泵机能。