冷表面結(jié)霜機理及空氣源熱泵在我國的結(jié)霜區(qū)域研究.pdf

1、結(jié)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(lǐng)域，霜層的存在將嚴(yán)重影響熱泵、制冷設(shè)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(jié)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(yīng)用條件，制定相應(yīng)的除霜控制策略，開發(fā)相應(yīng)的除霜技術(shù)。本文通過實驗與理論相結(jié)合的方法，對結(jié)霜機理、結(jié)霜區(qū)域、空氣源熱泵在我國不同地域應(yīng)用時的結(jié)霜情況以及光電測霜技術(shù)的可行性進行了研究。 研

2、究中，首先搭建了直流風(fēng)洞型冷表面結(jié)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(jié)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(jié)霜過程。試驗過程中通過改變一個結(jié)霜影響因素，穩(wěn)定其他因素的方法，經(jīng)過多次可重復(fù)試驗，分別研究了空氣溫度、空氣濕度及冷表面溫度對結(jié)霜過程的影響狀況，分析了不同工況下霜層的生長速率、結(jié)霜量、除霜頻率、霜層密度及霜層導(dǎo)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(guān)系，制定出了理論結(jié)霜區(qū)域，依靠實驗的結(jié)果，對理論結(jié)霜區(qū)內(nèi)，不同結(jié)霜條件下的霜層生長程度進行了細(xì)化，獲得重霜區(qū)、一般結(jié)霜區(qū)、低溫結(jié)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(jié)霜狀況，結(jié)果顯示，長江中下游地區(qū)采暖季有60％以上在重霜區(qū)，結(jié)霜較嚴(yán)重，華中、華東地區(qū)有35％以下在重霜區(qū)，結(jié)霜程度較輕。最后根據(jù)空氣源熱泵機組結(jié)、除霜運行過程的實測結(jié)果，提出結(jié)霜除霜損失