本文選題：空氣源熱泵　切入點：結(jié)霜　出處：《重慶大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：空氣源熱泵由于具有冷暖兩用、節(jié)能性及環(huán)保性等特點，擁有大量的市場銷量和驚人的發(fā)展前景。而空氣源熱泵在冬季制熱運行時面臨的一個嚴峻問題是熱泵室外機換熱器表面容易結(jié)霜，從而導(dǎo)致室內(nèi)供熱性能下降等一系列問題。在我國長江流域及其以南等未實現(xiàn)集中供暖的地區(qū)，這一現(xiàn)象更為常見。本文就這一問題對恩施地區(qū)一臺熱泵空調(diào)器進行了實測調(diào)研，緊接著加工了兩臺空氣源熱泵室外機樣機，利用已有的風(fēng)洞實驗臺，，完成了結(jié)霜工況下的對比性實驗，最后采用數(shù)值模擬方法對平翅片和開孔型翅片在干工況下的流動和換熱進行了對比分析。研究工作為改善空氣源熱泵冬季結(jié)霜工況下的性能奠定了基礎(chǔ)，對機組的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計具有重要的指導(dǎo)意義。主要結(jié)論如下： 對恩施地區(qū)熱泵空調(diào)器在冬季結(jié)霜工況下供熱性能研究表明：當機組在環(huán)境溫度為-2~5℃，室外空氣相對濕度高于65%的工況下運行時，室外機翅片表面容易結(jié)霜。結(jié)霜至一定程度機組便開始融霜，機組結(jié)霜-融霜的不斷循環(huán)，導(dǎo)致室內(nèi)溫度偏低，熱舒適感差。測試期間的最低平均換熱量僅占機組額定換熱量的39.3%，在一個制熱除霜周期內(nèi)，COP值小于1的時段占機組運行總時段的41.7%。對恩施地區(qū)熱泵空調(diào)器供熱期的分析推廣至夏熱冬冷地區(qū)，大約有1/3的供熱期受熱泵結(jié)霜的影響不能正常制熱，節(jié)能性較差。 在實測調(diào)研的基礎(chǔ)上，本文加工了兩臺不同翅片型式的空氣源熱泵室外機樣機 平翅片和百葉窗翅片，并利用已有的風(fēng)洞實驗臺分別對兩臺樣機進行了四種不同風(fēng)速下的對比性實驗。實驗結(jié)果表明：①平翅片和百葉窗翅片在結(jié)霜工況下存在蒸發(fā)器阻力相等的時刻，即阻力平衡點。在阻力平衡點前探討不同翅片型式對結(jié)霜的影響有一定的意義；②不同風(fēng)速下，平翅片的換熱性能要明顯好于百葉窗翅片，其中，平翅片的平均換熱量和平均當量對流換熱系數(shù)較百葉窗翅片分別提高15.78%和31.18%。這與不同風(fēng)速下百葉窗翅片的累計結(jié)霜量稍高于平翅片（9.95%）是緊密相關(guān)的；③結(jié)霜工況下兩種翅片型式的換熱器在不同風(fēng)速下的COP均偏低，平翅片的COP值在百葉窗翅片的基礎(chǔ)上提高11%~17%；④干（濕）工況下?lián)Q熱性能優(yōu)異的片型并不一定完全適用于結(jié)霜工況，針對結(jié)霜工況下翅片的流阻和換熱性能開發(fā)新片型是有必要的。 本文最后結(jié)合前期調(diào)研和實驗研究，提出空氣源熱泵開孔型翅片的思想，通過采用數(shù)值模擬軟件FLUENT對平翅片和開孔型翅片進行對比模擬，結(jié)果顯示：開孔使得整個翅片表面的平均溫度有大幅度地降低（336.74K~337.54K），其中DK-9型翅片表面的平均對流換熱系數(shù)在平翅片的基礎(chǔ)上提高了23.33%。低風(fēng)速區(qū)（小于1m/s）大范圍減小，由于開孔破壞了翅片表面空氣邊界層的發(fā)展，強化了局部換熱，使得翅片表面平均對流換熱系數(shù)相比平翅片提高了16.36%~24.01%。而開孔型翅片阻力值相對于平翅片在相同模擬工況下增加不大。此外，采用金屬材料消耗量對開孔型翅片的經(jīng)濟性進行評價，DK-10型翅片相對于平翅片在相同換熱量和換熱溫差下可節(jié)約9%的金屬材料，其它開孔片型可節(jié)約7%~8%的金屬材料。因此，開孔型翅片設(shè)計時要注重強化換熱和換熱面積損失之間的平衡。
[Abstract]:The air source heat pump has the characteristics of cold and warm dual purpose , energy saving and environmental protection , and has a lot of market sales volume and astonishing development prospect .

The heat supply performance of the heat pump air conditioner in Enshi district in winter frosting condition indicates that when the unit operates under the condition that the ambient temperature is -2 锝

本文編號：1717760