空氣源熱泵以其優(yōu)越的節(jié)能性能和環(huán)境友好性而在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。但當(dāng)ASHP系統(tǒng)在室外低溫環(huán)境下運(yùn)行時(shí),蒸發(fā)器極易發(fā)生結(jié)霜,從而對熱泵機(jī)組運(yùn)行造成較大影響。而近年來我國北方地區(qū)霧霾天氣頻發(fā),已有實(shí)測數(shù)據(jù)結(jié)果指出,室外霧霾氣象條件,有利于翅片管蒸發(fā)器上霜層的形成。研究霧霾條件下的室外機(jī)蒸發(fā)器結(jié)霜過程機(jī)理,并根據(jù)新的要求改進(jìn)除霜控制方式成為了熱泵機(jī)組避免“誤除霜”問題的關(guān)鍵。本文通過對比實(shí)驗(yàn),得到了PM2.5對蒸發(fā)器結(jié)霜特性的熱泵機(jī)組性能的影響規(guī)律,并繪制出結(jié)霜受影響程度分布圖,為建立空氣污染工況下新的ASHP系統(tǒng)除霜控制策略提供了依據(jù)。本文首先闡述了用于測試PM2.5對室外翅片管蒸發(fā)器結(jié)霜特性的和熱泵機(jī)組性能的實(shí)驗(yàn)裝置原理圖和關(guān)鍵部件構(gòu)造。根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置原理圖完成了細(xì)顆粒影響結(jié)霜過程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建,介紹了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)關(guān)鍵部件類型參數(shù)、控制裝置和測試儀器儀表類型及安裝情況。實(shí)驗(yàn)測試了無污染、輕度污染、中度污染和嚴(yán)重污染工況下,室外翅片管蒸發(fā)器結(jié)霜過程中蒸發(fā)器傳熱速率、蒸發(fā)器迎面風(fēng)速和系統(tǒng)COP變化情況,驗(yàn)證了PM2.5對室外翅片管蒸發(fā)器結(jié)霜過程的促進(jìn)作用,指出了空氣中度污染（PM2.5濃... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

結(jié)霜實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)原理圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-8-圖2-2細(xì)顆粒物影響結(jié)霜熱泵系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)由左側(cè)靜壓箱、蒸發(fā)器管段風(fēng)道、離心風(fēng)機(jī)、右側(cè)風(fēng)速測量段管風(fēng)道以及上部風(fēng)道組成主循環(huán)風(fēng)道。主風(fēng)道由PVC板和橡塑保溫層構(gòu)成，橫斷面尺寸為400mm×400mm。通過變頻器對離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和循環(huán)空氣流速進(jìn)行控制，以保證對比實(shí)驗(yàn)中蒸發(fā)器翅片管結(jié)霜初始迎面風(fēng)速的一致性。為使風(fēng)道內(nèi)空氣溫濕度、污染物濃度及風(fēng)壓等參數(shù)易于穩(wěn)定控制，在蒸發(fā)器管段前設(shè)置靜壓箱，尺寸為2000mm（L）×1000mm（W）×1500mm（H）。三組W型空氣干燒加熱管狀裝于蒸發(fā)器前管段，超聲波加濕器及煙霧發(fā)生器均置于靜壓箱內(nèi)，分別用于控制實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)循環(huán)空氣溫度、相對濕度和PM2.5濃度。蒸發(fā)器前端和離心風(fēng)機(jī)出口處分別裝有一片蜂窩狀均流板，以保證蒸發(fā)器迎風(fēng)面和風(fēng)速變送器前氣流組織的的均勻和穩(wěn)定。制冷劑回路中，工質(zhì)為R134a，試驗(yàn)用蒸發(fā)器迎風(fēng)面尺寸為300mm×380mm，厚度為100mm，共有150組翅片，翅片間距2.5mm，冷凝器為一臺(tái)釬焊板式換熱器。冷卻水由流量調(diào)節(jié)閥控制為固定流量。表2-1給出了空氣源熱泵結(jié)霜實(shí)驗(yàn)臺(tái)的關(guān)鍵部件規(guī)格。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-17-因此，在空氣溫度為3℃，空氣相對濕度為70%工況下，分別測試無污染、輕度污染、中重度污染、嚴(yán)重污染在一小時(shí)內(nèi)對結(jié)霜過程及系統(tǒng)性能的影響。3.2.1PM2.5濃度控制可靠性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?zāi)M了四種不同的空氣污染水平：無污染、輕度污染、中度污染和重度污染，整個(gè)測試過程中PM2.5濃度數(shù)據(jù)如圖3-1所示。在無污染工況下，PM2.5濃度數(shù)據(jù)均在10μg/m3以下，輕度污染工況下，PM2.5濃度70μg/m3到147μg/m3之間波動(dòng)，中度污染工況下，PM2.5濃度保持在146~252μg/m3之間，嚴(yán)重污染工況下，PM2.5濃度控制在247～399μg/m3之間，平均為330μg/m3。結(jié)果表明在較高的污染物濃度模擬實(shí)驗(yàn)過程中，PM2.5濃度波動(dòng)幅度較大，即高污染物濃度下實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)空氣中PM2.5的濃度衰減速率更快，這是由細(xì)顆粒物自然凝聚沉降、實(shí)驗(yàn)艙壁面靜電作用和加濕器運(yùn)行消耗等多重作用影響導(dǎo)致的。圖3-1不同PM2.5濃度控制水平本實(shí)驗(yàn)研究中的四種空氣污染控制條件具有顯著的差異，代表了四種典型的室外空氣污染水平，滿足實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對不同工況污染物濃度的控制要求。3.2.2不同污染物濃度對結(jié)霜過程中系統(tǒng)各性能參數(shù)的影響實(shí)驗(yàn)記錄了在不同污染物濃度下，一個(gè)小時(shí)內(nèi)蒸發(fā)器傳熱速率、空氣側(cè)流速、和系統(tǒng)COP的變化情況。其中不同濃度下蒸發(fā)器傳熱速率變化曲線如圖3-2所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氣候和圍護(hù)結(jié)構(gòu)對空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能的影響[J]. 徐鵬飛,翟曉強(qiáng).  化工學(xué)報(bào). 2016(S2)
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本文編號(hào)：2928371