PM2.5对室外翅片管蒸发器结霜特性影响的实验研究
发布时间：2020-12-20 18:48
空气源热泵以其优越的节能性能和环境友好性而在世界范围内得到了广泛的应用。但当ASHP系统在室外低温环境下运行时,蒸发器极易发生结霜,从而对热泵机组运行造成较大影响。而近年来我国北方地区雾霾天气频发,已有实测数据结果指出,室外雾霾气象条件,有利于翅片管蒸发器上霜层的形成。研究雾霾条件下的室外机蒸发器结霜过程机理,并根据新的要求改进除霜控制方式成为了热泵机组避免“误除霜”问题的关键。本文通过对比实验,得到了PM2.5对蒸发器结霜特性的热泵机组性能的影响规律,并绘制出结霜受影响程度分布图,为建立空气污染工况下新的ASHP系统除霜控制策略提供了依据。本文首先阐述了用于测试PM2.5对室外翅片管蒸发器结霜特性的和热泵机组性能的实验装置原理图和关键部件构造。根据实验装置原理图完成了细颗粒影响结霜过程实验平台的搭建,介绍了实验系统关键部件类型参数、控制装置和测试仪器仪表类型及安装情况。实验测试了无污染、轻度污染、中度污染和严重污染工况下,室外翅片管蒸发器结霜过程中蒸发器传热速率、蒸发器迎面风速和系统COP变化情况,验证了PM2.5对室外翅片管蒸发器结霜过程的促进作用,指出了空气中度污染（PM2.5浓...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
结霜实验台系统原理图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-8-图2-2细颗粒物影响结霜热泵系统实验台由左侧静压箱、蒸发器管段风道、离心风机、右侧风速测量段管风道以及上部风道组成主循环风道。主风道由PVC板和橡塑保温层构成，横断面尺寸为400mm×400mm。通过变频器对离心风机转速和循环空气流速进行控制，以保证对比实验中蒸发器翅片管结霜初始迎面风速的一致性。为使风道内空气温湿度、污染物浓度及风压等参数易于稳定控制，在蒸发器管段前设置静压箱，尺寸为2000mm（L）×1000mm（W）×1500mm（H）。三组W型空气干烧加热管状装于蒸发器前管段，超声波加湿器及烟雾发生器均置于静压箱内，分别用于控制实验舱内循环空气温度、相对湿度和PM2.5浓度。蒸发器前端和离心风机出口处分别装有一片蜂窝状均流板，以保证蒸发器迎风面和风速变送器前气流组织的的均匀和稳定。制冷剂回路中，工质为R134a，试验用蒸发器迎风面尺寸为300mm×380mm，厚度为100mm，共有150组翅片，翅片间距2.5mm，冷凝器为一台钎焊板式换热器。冷却水由流量调节阀控制为固定流量。表2-1给出了空气源热泵结霜实验台的关键部件规格。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-17-因此，在空气温度为3℃，空气相对湿度为70%工况下，分别测试无污染、轻度污染、中重度污染、严重污染在一小时内对结霜过程及系统性能的影响。3.2.1PM2.5浓度控制可靠性验证实验模拟了四种不同的空气污染水平：无污染、轻度污染、中度污染和重度污染，整个测试过程中PM2.5浓度数据如图3-1所示。在无污染工况下，PM2.5浓度数据均在10μg/m3以下，轻度污染工况下，PM2.5浓度70μg/m3到147μg/m3之间波动，中度污染工况下，PM2.5浓度保持在146~252μg/m3之间，严重污染工况下，PM2.5浓度控制在247～399μg/m3之间，平均为330μg/m3。结果表明在较高的污染物浓度模拟实验过程中，PM2.5浓度波动幅度较大，即高污染物浓度下实验舱内空气中PM2.5的浓度衰减速率更快，这是由细颗粒物自然凝聚沉降、实验舱壁面静电作用和加湿器运行消耗等多重作用影响导致的。图3-1不同PM2.5浓度控制水平本实验研究中的四种空气污染控制条件具有显著的差异，代表了四种典型的室外空气污染水平，满足实验设计对不同工况污染物浓度的控制要求。3.2.2不同污染物浓度对结霜过程中系统各性能参数的影响实验记录了在不同污染物浓度下，一个小时内蒸发器传热速率、空气侧流速、和系统COP的变化情况。其中不同浓度下蒸发器传热速率变化曲线如图3-2所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]气候和围护结构对空气源热泵空调系统性能的影响[J]. 徐鹏飞,翟晓强. 化工学报. 2016(S2)
[2]“雾霾”与“非雾霾”气象条件下空气源热泵结除霜特性的对比实验研究[J]. 盖轶静,孙育英,王伟,朱佳鹤,李林涛,董兴国,钟安鑫. 建筑科学. 2014(08)
[3]空气源热泵冷热水机组空气侧换热器结霜规律[J]. 姚杨,姜益强,马最良. 哈尔滨工业大学学报. 2002(05)
本文编号：2928371
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
结霜实验台系统原理图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-8-图2-2细颗粒物影响结霜热泵系统实验台由左侧静压箱、蒸发器管段风道、离心风机、右侧风速测量段管风道以及上部风道组成主循环风道。主风道由PVC板和橡塑保温层构成，横断面尺寸为400mm×400mm。通过变频器对离心风机转速和循环空气流速进行控制，以保证对比实验中蒸发器翅片管结霜初始迎面风速的一致性。为使风道内空气温湿度、污染物浓度及风压等参数易于稳定控制，在蒸发器管段前设置静压箱，尺寸为2000mm（L）×1000mm（W）×1500mm（H）。三组W型空气干烧加热管状装于蒸发器前管段，超声波加湿器及烟雾发生器均置于静压箱内，分别用于控制实验舱内循环空气温度、相对湿度和PM2.5浓度。蒸发器前端和离心风机出口处分别装有一片蜂窝状均流板，以保证蒸发器迎风面和风速变送器前气流组织的的均匀和稳定。制冷剂回路中，工质为R134a，试验用蒸发器迎风面尺寸为300mm×380mm，厚度为100mm，共有150组翅片，翅片间距2.5mm，冷凝器为一台钎焊板式换热器。冷却水由流量调节阀控制为固定流量。表2-1给出了空气源热泵结霜实验台的关键部件规格。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-17-因此，在空气温度为3℃，空气相对湿度为70%工况下，分别测试无污染、轻度污染、中重度污染、严重污染在一小时内对结霜过程及系统性能的影响。3.2.1PM2.5浓度控制可靠性验证实验模拟了四种不同的空气污染水平：无污染、轻度污染、中度污染和重度污染，整个测试过程中PM2.5浓度数据如图3-1所示。在无污染工况下，PM2.5浓度数据均在10μg/m3以下，轻度污染工况下，PM2.5浓度70μg/m3到147μg/m3之间波动，中度污染工况下，PM2.5浓度保持在146~252μg/m3之间，严重污染工况下，PM2.5浓度控制在247～399μg/m3之间，平均为330μg/m3。结果表明在较高的污染物浓度模拟实验过程中，PM2.5浓度波动幅度较大，即高污染物浓度下实验舱内空气中PM2.5的浓度衰减速率更快，这是由细颗粒物自然凝聚沉降、实验舱壁面静电作用和加湿器运行消耗等多重作用影响导致的。图3-1不同PM2.5浓度控制水平本实验研究中的四种空气污染控制条件具有显著的差异，代表了四种典型的室外空气污染水平，满足实验设计对不同工况污染物浓度的控制要求。3.2.2不同污染物浓度对结霜过程中系统各性能参数的影响实验记录了在不同污染物浓度下，一个小时内蒸发器传热速率、空气侧流速、和系统COP的变化情况。其中不同浓度下蒸发器传热速率变化曲线如图3-2所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]气候和围护结构对空气源热泵空调系统性能的影响[J]. 徐鹏飞,翟晓强. 化工学报. 2016(S2)
[2]“雾霾”与“非雾霾”气象条件下空气源热泵结除霜特性的对比实验研究[J]. 盖轶静,孙育英,王伟,朱佳鹤,李林涛,董兴国,钟安鑫. 建筑科学. 2014(08)
[3]空气源热泵冷热水机组空气侧换热器结霜规律[J]. 姚杨,姜益强,马最良. 哈尔滨工业大学学报. 2002(05)
本文编号：2928371
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/2928371.html
