冷表面結霜機理及空氣源熱泵在我國的結霜區(qū)域研究.pdf

1、結霜現(xiàn)象普遍存在于空調(diào)、制冷、低溫液體貯運、氣體液化及航空航天等領域，霜層的存在將嚴重影響熱泵、制冷設備的性能，而霜層的生長是一個同時包括了傳熱、傳質(zhì)和相變的移動邊界非穩(wěn)態(tài)過程，目前國內(nèi)外對結霜機理的研究尚不成熟，熱泵、制冷機組尚無法根據(jù)不同的應用條件，制定相應的除霜控制策略，開發(fā)相應的除霜技術。本文通過實驗與理論相結合的方法，對結霜機理、結霜區(qū)域、空氣源熱泵在我國不同地域應用時的結霜情況以及光電測霜技術的可行性進行了研究。 研

2、究中，首先搭建了直流風洞型冷表面結霜實驗臺，該實驗臺可對空氣溫度、濕度、速度及冷表面溫度等結霜影響參數(shù)進行較大范圍的調(diào)控，以此模擬不同地區(qū)、不同氣候條件下的結霜過程。試驗過程中通過改變一個結霜影響因素，穩(wěn)定其他因素的方法，經(jīng)過多次可重復試驗，分別研究了空氣溫度、空氣濕度及冷表面溫度對結霜過程的影響狀況，分析了不同工況下霜層的生長速率、結霜量、除霜頻率、霜層密度及霜層導熱系數(shù)的變化規(guī)律。 根據(jù)空氣源熱泵實際運行過程中的換熱溫差、空

3、氣溫濕度及露點溫度之間的關系，制定出了理論結霜區(qū)域，依靠實驗的結果，對理論結霜區(qū)內(nèi)，不同結霜條件下的霜層生長程度進行了細化，獲得重霜區(qū)、一般結霜區(qū)、低溫結霜區(qū)和輕霜區(qū)四個區(qū)域，并針對我國各地區(qū)不同的氣候條件，分析了華中、華東及長江中下游地區(qū)主要城市的結霜狀況，結果顯示，長江中下游地區(qū)采暖季有60％以上在重霜區(qū)，結霜較嚴重，華中、華東地區(qū)有35％以下在重霜區(qū)，結霜程度較輕。最后根據(jù)空氣源熱泵機組結、除霜運行過程的實測結果，提出結霜除霜損失