標準制熱工況下熱泵型空調(diào)器室外換熱器結(jié)霜原因分析

§4.7.4熱泵型空調(diào)器

對熱泵型空調(diào)器低溫制熱與低溫制冷相關(guān)問題進行了分析與闡述,并對其輔助熱源進行了研究和探討。

在壓縮機、毛細管、室內(nèi)換熱器及室外換熱器的幾何結(jié)構(gòu)尺寸均相同的情況下,對室外換熱器的流路布置進行了優(yōu)化.實驗結(jié)果表明:室外換熱器作冷凝器時采用逆交叉流,作蒸發(fā)器時采用順交叉流,這樣能夠提高換熱器和熱泵系統(tǒng)的性能,使得熱泵空調(diào)的制冷和制熱循環(huán)壓縮機功率分別降低3.81%和5.46%,制冷量和制熱量分別增加2.73%和2.78%,使制冷能效比eer提升6.82%,制熱能效比cop提升8.73%.數(shù)值比較結(jié)果表明:優(yōu)化后的流路布置可增大換熱器各支路后半部分的傳熱溫差和傳熱系數(shù),從而提高了換熱器的性能.

本文就低溫制熱和低溫制冷工況下,熱泵型空調(diào)器的工作特性進行了分析和探討。

本文對熱泵空調(diào)器在結(jié)霜工況下的運行性能進行了理論模擬，建立了熱泵空調(diào)器制冷系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分布參數(shù)模型和結(jié)霜過程的動態(tài)分布參數(shù)模型。在系統(tǒng)模型建立中把結(jié)霜過程視為準穩(wěn)態(tài)過程。計算結(jié)果表明在霜剛開始形成時，有助于增大管壁和空氣之間的換熱系數(shù)，當霜層達到一定厚度時熱泵的制熱能力，性能系數(shù)等迅速下降。經(jīng)與其他已發(fā)表的文獻比較計算結(jié)果合理。

對熱泵空調(diào)器在結(jié)霜工況下的運行性能進行了理論和實驗研究。計算結(jié)果表明,熱泵在結(jié)霜開始時,有助于增大管壁和空氣之間的換熱系數(shù);當霜層達到一定厚度時熱泵的制熱能力、性能系數(shù)等迅速下降。模型的計算結(jié)果和實驗結(jié)果吻合較好。

本文主要介紹了特種船船用水源熱泵型分體空調(diào)器的工作原理、氟利昂管路的布置特點、管附件的選用及應(yīng)考慮的問題等。

用空氣焓差實驗法,在制冷工況下對一臺熱泵型空調(diào)器進行最佳充注量的實驗研究,同時,分別在制冷工況和制熱工況下測量冷凝器和蒸發(fā)器管壁的溫度分布。實驗結(jié)果表明,空調(diào)系統(tǒng)中存在一個最佳制冷劑充注量,使得空調(diào)系統(tǒng)的制冷量和能效比達到最大值。根據(jù)實驗結(jié)果,分別給出在制冷工況和制熱工況下進行冷凝器和蒸發(fā)器換熱計算時,制冷劑與管壁之間的平均溫差。

,才 。 崎目出翻巨 。。。 傅福良 新聞 熱泵型空調(diào)器的制熱功能對我國江 南地區(qū)大部分沒有集中供暖設(shè)施的民居 來講是不可或缺的 。 十多年未遇的寒冷 天氣雖說尚未打破有記錄的氣象史 , 但 連續(xù)陰冷低溫的天氣使從未啟用過熱泵 型空調(diào)器制熱功能的消費者在忍無可忍 的情況下紛紛使用了冷暖空調(diào)器的制熱 功能 。 然而 , 令許多消費者失望的是 , 熱 泵型空調(diào)器的制熱效果較差 。 雖說有個別空調(diào)器消費者家里的機 器或許存有某些故障 , 但從維修實踐中所 證實的卻是大多空調(diào)器消費者家里的機 器并非故障 , 而是空調(diào)器本身的能力所 限 。 這里 , 既有空調(diào)器產(chǎn)品設(shè)計上的缺陷也 有房間空氣調(diào)節(jié)器標準制定上的問題 。 ,問題的現(xiàn)象和原因 越要其熱越是不熱實是能量衰減 過快 今年上海及周邊地區(qū)的寒冷是一種 濕冷 , 月份的雨水之多是往年少見的 。 而且 , 氣溫不冷不熱地徘徊在℃ 一℃左

、 窶／禾／ 口周彝仁 椎下cu一5chvii是舒體、柜式、加輔助電熱熱泵型凈暖 空謂。它是集制玲、制熱、除濕、凈化空氣、溫度自控多功能于一 體的室內(nèi)凡工氣候調(diào)節(jié)裝置．并能循環(huán)空氣、過罅塵埃、排豫湘 濕，圖i是控制電路原理圖，工作原理如下 整機由室外機(外部單元)和室內(nèi)機(內(nèi)部單元)茼部分組 成，兩者靠tm接線板之①、@、@和④、②瑞子相互連接，三相 五線制交井c電源入戶．以三耜四線直接接在室外機的tm接線 扳上，另一撮接地保護線牢固接在室外機和室內(nèi)機的金屬外殼 上．以確保安全甩電．在圉的最左側(cè)為h輔助電熱器和壓縮機 電機的一發(fā)線路，采用三相電源供電t其它二發(fā)線路由22ov交 流電源供電．它首先通過f1和f2保險絲進入ch曲軸箱加熱 器。此間串接了52c壓鰭機交流接觸器的常cli艘點．保證啟 動壓

建立了一個可以模擬室外各種工況的實驗系統(tǒng),在溫度為0℃,相對濕度為65%的工況下,對不同堵塞面積下空氣源熱泵室外換熱器的動態(tài)性能進行分析,研究當室外蒸發(fā)器由于灰塵堵塞對空氣源熱泵空調(diào)器性能的影響,為空氣源熱泵空調(diào)器的優(yōu)化設(shè)計及檢修等提供了依據(jù)。

空氣源熱泵室外換熱器堵塞實驗研究——建立了一個可以模擬室外各種工況的實驗系統(tǒng)，在溫度為0℃，相對濕度為65%的工況下，對不同堵塞面積下空氣源熱泵室外換熱器的動態(tài)性能進行分析，研究當室外蒸發(fā)器由于灰塵堵塞對空氣源熱泵空調(diào)器性能的影響，為空氣源熱泵空...

第卷第期 年月 制冷與空調(diào) 五一 夕 , 凡〕 由隴叮 熱泵空調(diào)器低溫制熱的探討 劉忠民 〔廣東科龍電器股份有限公司家電開發(fā)中心 熱泵是依靠消耗機械功而把室外環(huán)境中的低溫 位熱量連同消耗的功轉(zhuǎn)移到需要較高溫度的某一區(qū) 域中去的設(shè)備 。 按照逆卡循環(huán)的結(jié)果 , 其制熱量 “室外環(huán)境吸熱消耗功 , 如圖所示 。 當 然 , 熱泵空調(diào)器在實際工作中 , 其制熱量應(yīng)扣除室外 機組的散熱熱泵空調(diào)器蒸發(fā)器的工作溫度接近室 外環(huán)境溫度 , 而冷凝器的工作溫度接近供暖區(qū)域的 溫度 。 的蒸發(fā)溫度雙約在 一 巧七左右 , 此狀態(tài)下的蒸發(fā) 壓力約為絕壓 , 而室內(nèi)送風溫度欲 保持在℃以上 , 則此時冷凝溫度介約在℃左 右 , 相應(yīng)的冷凝壓力凡約為哪絕壓 , 壓縮 比凡達到 , 這對于一般的單級壓縮機較難 實現(xiàn) , 同時壓縮比過大 , 會給空調(diào)器的

將選用r410a工質(zhì)的熱泵室外換熱器表面的結(jié)霜視為準穩(wěn)態(tài)過程,建立了熱泵系統(tǒng)的分布參數(shù)模型,用有限差分法對其在結(jié)霜工況下的動態(tài)特性進行了數(shù)值計算。換熱器采用分相流模型,并考慮了室外換熱器表面結(jié)霜引起風量下降及換熱器管排布置的影響,毛細管模型中考慮了"閃點延遲"和"壅塞流"現(xiàn)象。計算結(jié)果表明,在霜開始形成階段,室外換熱器表面結(jié)霜有助于改善空氣源熱泵性能,而在結(jié)霜循環(huán)的后期,霜層厚度快速增長,熱泵的制熱量、性能系數(shù)等迅速下降。

針對家用熱泵空調(diào)器用的9.52mm和7mm雙排室外換熱器,在額定制冷制熱工況下,利用仿真分析的方法研究流路數(shù)對換熱器性能的影響,對9.52mm換熱器的流路的進一步優(yōu)化,得到制冷制熱綜合性能更優(yōu)的流路布置方式,并在整機上進行試驗驗證。結(jié)果表明,制冷劑側(cè)壓降對冷凝器和蒸發(fā)器的換熱都有較大影響,特別是對較小管徑的換熱器;由于蒸發(fā)器中制冷劑側(cè)壓降較大,熱泵空調(diào)器室外機用的換熱器作冷凝器時對應(yīng)的最佳流路數(shù)少于作蒸發(fā)器時的;適當增加過冷管數(shù)會進一步提高熱泵空調(diào)器室外機換熱器的綜合換熱能力;試驗結(jié)果與仿真結(jié)果趨勢大致相同。

采用實測方法,對低溫制熱工況下分體空調(diào)器電功率變化特性進行了測試分析。結(jié)果表明:分體空調(diào)器制熱工況的電功率顯著高于制冷工況,其電功率變化情況也比制冷工況復雜,空調(diào)設(shè)定溫度對制熱電功率變化波形影響較大,認為不能僅通過一種變化波形分析識別分體空調(diào)器運行狀態(tài)。即使是定頻分體空調(diào)器,在制熱運行時其用電功率也不斷變化,這為住戶總電表數(shù)據(jù)識別法的住戶空調(diào)行為調(diào)查法提供了一個判據(jù)。測試發(fā)現(xiàn),即使在熱泵運行的制熱量可以滿足要求的情況下,大多數(shù)帶電輔熱的分體空調(diào)器仍然啟動電加熱器直接加熱,這種不節(jié)能的運行方式待改進。

直流自保持四通閥線圈內(nèi)置永磁鐵,制冷、制熱穩(wěn)定運行時不消耗電能,具有節(jié)能的效果，直流自保持四通閥對于日本空調(diào)（熱泵型）設(shè)計提升全年能源消耗效率apf有著重要的作用,不但可以提升制熱能力,還可以降低制熱消耗功率,從而提升制熱能效比.通過在開發(fā)的日本空調(diào)（熱泵型）上進行試驗驗證,對于2200w機型,apf均有提升.

四通換向閥是熱泵空調(diào)中切換制冷、供熱兩種方式的關(guān)鍵部件,其容量值是主機廠選用的重要依據(jù).目前工業(yè)上對四通換向閥容量均以空氣為介質(zhì)進行測試,得出的結(jié)果比實際制冷劑循環(huán)中的容量值大得多.為校正上述兩種容量測試的差別,通過分析空氣測試換算方法的原理,得出了產(chǎn)生上述差別的原因是制冷劑氣體在四通換向閥內(nèi)時通常接近飽和狀態(tài),其可壓縮性及粘度等實際性質(zhì)都會對流動過程產(chǎn)生影響,不能像空氣一樣視為理想氣體.參照流量測試儀表中所使用的流速膨脹系數(shù)引入介質(zhì)修正因子,給出了從空氣測量數(shù)據(jù)到實際公稱容量值的換算關(guān)系,得到了較為滿意的結(jié)果

利用現(xiàn)場采樣和實驗分析的方法,對空調(diào)室外換熱器表面不同部位的積塵進行了粒徑分布測定。結(jié)果表明:空調(diào)室外換熱器表面積塵的平均粒徑介于8μm~17μm之間;換熱器表面積塵的粒徑分布曲線呈現(xiàn)雙峰或者三峰特征,峰值均出現(xiàn)在約8μm、32μm和120μm處;在空調(diào)室外換熱器表面的不同部位,粉塵的沉積規(guī)律不同,粉塵主要沉積在翅片前端。

通過對空調(diào)室外換熱器四種流路進行實驗及分析,管路流程布置對冷凝器的換熱性能有重要影響。單排換熱器"復熱"對能力、能效影響較小;換熱器做冷凝器時,壓力損失對能力、能效影響較小;做蒸發(fā)器時,壓力損失對能力、能效有較大影響。當室外換熱器制冷過冷度足夠時,設(shè)計較少的過冷管有利于獲得較高的apf。

本文對房間空調(diào)器熱泵實際使用狀態(tài)與額定狀態(tài)的差異進行了分析,提出了增強熱泵制熱效果的方案。

對熱泵空調(diào)器在低溫環(huán)境下的運行特性進行了理論和實驗研究,獲得了壓縮機吸氣/排氣壓力、蒸發(fā)溫度、制熱量、cop的變化曲線。實驗結(jié)果表明,室外換熱器結(jié)霜是造成制熱量衰減最主要的原因;結(jié)霜的程度,不但與環(huán)境氣溫有關(guān),還受相對濕度的影響;適合定頻機正常工作的環(huán)境溫度應(yīng)該在-5℃以上。模型的計算結(jié)果基本與實驗結(jié)果吻合。