空气源热泵室外换热器翅片管融霜过程分析

发布时间：2017-05-09 16:16

  本文关键词：空气源热泵室外换热器翅片管融霜过程分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：空气源热泵作为一种广泛应用的制冷、制热设备,具有很多优点:设备冬夏两用、安装方便、便于运营管理、节能环保、应用范围较广等。但是当空气源热泵在冬季运行制热模式时,如果热泵室外盘管的温度低于室外空气的露点温度和水的冰点,其室外机盘管表面就会结霜。当霜层积累到一定程度的时候,需要对室外换热器除霜。空气源热泵逆循环除霜过程通常包括三个阶段:第一阶段风扇停转,以便使冷凝器温度尽快升高进行融霜;第二阶段霜层逐渐融化,风扇继续停转,以免热量散失到换热器周围空气之中;第三阶段风扇打开,主要是为了使已经融化成水的霜全部蒸发变干。本文针对空气源热泵室外换热器单管的融霜过程,搭建了单翅片管融霜实验台,使该单根翅片管分别以结霜和融霜的两种模式运行。融霜过程分别选择40℃、30℃、20℃,10℃、5℃的循环溶液,同时对融霜过程进行理论分析。实验以及理论分析结果表明:在不同的循环溶液温度下,随着循环溶液温度的升高,融霜效率变化不大;循环溶液温度越高融霜效果越好,但是循环溶液的温度越高,恒温槽加热时间越长,加热效率变低。把霜层融化过程分为两种情况,根据两种情况分别建立两种模型。通过对融霜过程理论模型A以及实验数据进行对比分析,得到结论:循环溶液温度较高的时候,模型计算结果与实际值吻合较好,但是循环溶液温度较低的时候,模型计算结果与实验值有一些差距,融化时间实验值比模型计算值小;融霜第一阶段、第二阶段时间以及总时间都随着循环溶液温度的升高而降低,融霜第一阶段占总融霜时间的百分比都比较小,最大没有超过10%;不同翅片材料对融霜第一阶段总时间有很大影响,不同翅片材料对融霜总时间基本没有影响;随着对流传热系数hi值的升高,融霜总时间降低,同时在hi值较小的时候,融霜总时间的变化较为迅速;当循环溶液温度ti值越小,融霜总时间受流传热系数hi值的影响越大;随着hiti值的减小,融霜总时间的变化越来越快。
【关键词】：空气源热泵 翅片管 融霜 实验 模型
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU83
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 选题背景与意义11-12
• 1.2 研究现状及课题提出12-17
• 1.2.1 热泵结霜特性12-13
• 1.2.2 结霜和除霜机理方面的研究13-14
• 1.2.3 除霜实验研究14-15
• 1.2.4 除霜模拟分析15-16
• 1.2.5 抑制结霜的相关研究16-17
• 1.2.6 课题的提出17
• 1.3 本文的主要研究内容17-19
• 第二章 空气源热泵除霜方法与过程分析19-32
• 2.1 空气源热泵除霜方法19-25
• 2.1.1 除霜方法19-21
• 2.1.2 不同除霜方法能耗对比21-25
• 2.2 空气源热泵除霜过程分析25-31
• 2.2.1 热气除霜过程25-27
• 2.2.2 热气除霜过程能量消耗分析27-29
• 2.2.3 除霜效率29-31
• 2.2.4 除霜效率的提高31
• 2.3 本章小结31-32
• 第三章 换热器翅片管融霜实验32-44
• 3.1 测试地点、条件、时间32
• 3.2 实验装置32-36
• 3.2.0 安捷伦数据采集仪32-33
• 3.2.1 热敏电阻传感器33-34
• 3.2.2 恒温槽34-35
• 3.2.3 翅片管35-36
• 3.2.4 循环溶液36
• 3.3 实验台与实验流程36-38
• 3.3.1 实验台36-37
• 3.3.2 实验流程37-38
• 3.4 实验过程和结果38-42
• 3.4.1 结霜过程38-39
• 3.4.2 融霜过程39-41
• 3.4.3 温度采集41-42
• 3.4.4 融霜时间42
• 3.4.5 结霜质量42
• 3.5 本章小结42-44
• 第四章 翅片管融霜实验分析与模拟44-52
• 4.1 翅片管融霜过程能量消耗分析44-47
• 4.1.1 翅片管融霜能耗分析44-46
• 4.1.2 融霜效率46-47
• 4.2 霜层融化过程Fluent模拟47-51
• 4.2.1 霜层融化模型的基本假设48
• 4.2.2 物理模型的建立48-50
• 4.2.4 模拟结果50
• 4.2.5 带凸起翅片融霜模拟50-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第五章 融霜过程理论模型分析52-68
• 5.1 结霜过程霜层特性52
• 5.1.1 霜层生长特性52
• 5.2 融霜阶段的传热过程52-66
• 5.2.1 融霜传热模型53-59
• 5.2.2 模型求解59-66
• 5.3 本章小结66-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 6.1 主要结论68-69
• 6.2 研究展望69-70
• 参考文献70-75
• 攻读硕士学位期间的研究成果75-77
• 致谢77

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