【摘要】：為解決空氣源熱泵的除霜問(wèn)題,目前采用的方法主要有逆循環(huán)除霜、熱氣旁通除霜、蓄能除霜等,但都存在著效率低、系統(tǒng)穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。此外有學(xué)者提出了多種利用吸濕性介質(zhì)進(jìn)行抑霜或除霜的的技術(shù)方案,但也均存在各種不足。針對(duì)空氣源熱泵現(xiàn)有除霜方法存在的不足,本文提出了一種空氣源熱泵溶液噴淋除霜系統(tǒng)。系統(tǒng)采用不具吸濕能力的防凍溶液對(duì)空氣源熱泵室外側(cè)換熱器進(jìn)行噴淋除霜;由于采用的防凍溶液不具吸濕能力,其水蒸氣分壓力較大,系統(tǒng)采用空氣式溶液再生的方法,通過(guò)噴淋防凍溶液與空氣相接觸實(shí)現(xiàn)稀溶液的再生。本文從水蒸氣分壓力和化學(xué)勢(shì)兩個(gè)角度分析了溶液除霜以及溶液再生機(jī)理,設(shè)計(jì)了空氣源熱泵溶液除霜系統(tǒng)及其運(yùn)行模式,根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn),選用乙二醇溶液作為本系統(tǒng)的防凍溶液,并根據(jù)青島地區(qū)氣象參數(shù),確定防凍溶液濃度下限為20%。本文根據(jù)霜層的生長(zhǎng)機(jī)理,基于熱力學(xué)理論,建立蒸發(fā)器霜層增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型,研究了空氣源熱泵結(jié)霜過(guò)程與性能,并進(jìn)行了結(jié)霜實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的霜層厚度隨時(shí)間的變化驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性�；谒獙釉鲩L(zhǎng)規(guī)律,本文提出可以將蒸發(fā)溫度作為空氣源熱泵結(jié)霜狀態(tài)的指示參數(shù),作為本系統(tǒng)除霜控制的關(guān)鍵判據(jù),并基于蒸發(fā)溫度隨結(jié)霜時(shí)間的變化提出適用于系統(tǒng)的自身特點(diǎn)的除霜控制策略。本文根據(jù)系統(tǒng)特征和實(shí)驗(yàn)需要,設(shè)計(jì)并搭建空氣源熱泵溶液噴淋除霜系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性。在室內(nèi)溫度為18℃,室外環(huán)境溫度為0℃、相對(duì)濕度為80%工況下,在上一次除霜后、下一次除霜前的“結(jié)霜”階段,采用溶液噴淋的除霜方式對(duì)機(jī)組抑制結(jié)霜的效果非常明顯;制熱量持續(xù)維持在較高水平;機(jī)組的制熱運(yùn)行平均COP為2.92,相比逆循環(huán)除霜的平均COP為2.72提升明顯。在上述工況下,溶液噴淋除霜效果良好,在不考慮除霜以及溶液再熱再生時(shí)風(fēng)機(jī)與溶液泵電耗的情況下,整個(gè)“結(jié)霜-除霜”周期平均COP為2.90,相比逆循環(huán)除霜方式下的周期平均COP為2.65,提高了9.4%。本文還通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了采用空氣式溶液再生的方式可以較好得實(shí)現(xiàn)乙二醇溶液的再生。該系統(tǒng)由于沒(méi)有介入到空氣源熱泵的制冷劑循環(huán),防凍溶液噴淋除霜開(kāi)啟時(shí)對(duì)空氣源熱泵機(jī)組無(wú)影響,與空氣源熱泵逆循環(huán)除霜系統(tǒng)相比,溶液噴淋除霜新系統(tǒng)抑制結(jié)霜效果好,機(jī)組運(yùn)行更為穩(wěn)定,室內(nèi)熱舒適性好,制熱效果和能效均優(yōu)于逆循環(huán)系統(tǒng),且溶液再生耗能小,可實(shí)現(xiàn)空氣源熱泵的持續(xù)高效供熱。
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU83
【圖文】：

圖 1-2 復(fù)合型無(wú)霜空氣源熱泵結(jié)構(gòu)示意圖學(xué)的王志華[25]等人利用固體干燥劑較強(qiáng)的除霜條件來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)霜運(yùn)行；利用相變蓄熱裝置模式下的低溫?zé)嵩�，�?duì)干燥劑進(jìn)行再生，以圖如圖 1-3 所示。在環(huán)境溫度為 0℃，相對(duì)濕系統(tǒng)的平均 COP 為 2.81，僅比熱氣旁通除霜.7%，其值相對(duì)較小，不能保證固體干燥劑的

圖 1-2 復(fù)合型無(wú)霜空氣源熱泵結(jié)構(gòu)示意圖大學(xué)的王志華[25]等人利用固體干燥劑較強(qiáng)的除濕特結(jié)霜條件來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)霜運(yùn)行；利用相變蓄熱裝置對(duì)冷再生模式下的低溫?zé)嵩�，�?duì)干燥劑進(jìn)行再生，以保證意圖如圖 1-3 所示。在環(huán)境溫度為 0℃，相對(duì)濕度為，系統(tǒng)的平均 COP 為 2.81，僅比熱氣旁通除霜系統(tǒng) 72.7%，其值相對(duì)較小，不能保證固體干燥劑的再生

青 島 理 工 大 學(xué) 工 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文哈爾濱工業(yè)大學(xué)的姜益強(qiáng)[26]、高強(qiáng)[27]等人，提出了無(wú)霜空氣源熱泵系統(tǒng)原理如圖 1-4 所示。通過(guò)在傳統(tǒng)空氣源熱泵室外機(jī)進(jìn)口側(cè)附加溶液噴向室外機(jī)肋片管噴灑丙三醇溶液，在“連續(xù)噴淋”模式下，降低空氣露在換熱器表面形成防凍液膜抑制結(jié)霜，由于溶液噴淋泵匹配偏大，耗能的平均 COP 略低于常規(guī)系統(tǒng)；在“間歇噴淋”模式下，待翅片上有一成后再噴淋丙三醇溶液融化霜層，系統(tǒng)的平均 COP 高于常規(guī)系統(tǒng)，但三醇溶液再生溫度較高，較難對(duì)其實(shí)現(xiàn)再生。

【參考文獻(xiàn)】

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1 王志華;王灃浩;鄭煜鑫;李晶超;郇超;王志洋;;一種新型無(wú)霜空氣源熱泵熱水器實(shí)驗(yàn)研究[J];制冷學(xué)報(bào);2015年01期

2 張亮亮;孫慶國(guó);陳虹;雷剛;邢科偉;;深冷壁面霜層生長(zhǎng)的數(shù)值模型[J];低溫與超導(dǎo);2014年08期

3 姚楊;姜益強(qiáng);高強(qiáng);;無(wú)霜空氣源熱泵系統(tǒng)初步實(shí)驗(yàn)研究[J];建筑科學(xué);2012年S2期

4 張杰;蘭菁;杜瑞環(huán);高國(guó)奉;;幾種空氣源熱泵除霜方式的性能比較[J];制冷學(xué)報(bào);2012年02期

5 馬騫;嚴(yán)衛(wèi)東;;熱泵空調(diào)器冬季制熱量衰減的試驗(yàn)研究[J];建筑節(jié)能;2011年01期

6 葛永斌;數(shù)碼顯微鏡DIY及應(yīng)用探討[J];生物學(xué)雜志;2005年01期

7 張建忠,龔延風(fēng),杜塏;空氣源熱泵冷熱水機(jī)組在南京的應(yīng)用[J];中國(guó)建設(shè)信息(供熱制冷�？�);2002年01期

8 姜益強(qiáng),姚楊,馬最良;空氣源熱泵結(jié)霜除霜損失系數(shù)的計(jì)算[J];暖通空調(diào);2000年05期

9 黃虎,李志浩,束鵬程;風(fēng)冷熱泵除霜控制方法分析[J];建筑熱能通風(fēng)空調(diào);1999年03期

本文編號(hào)：2750922