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風(fēng)機運行狀態(tài)對換熱器性能影響
2014-10-13
霜層的增加使換熱器換熱效果降低,所以當(dāng)霜層達(dá)到一定值時,需要對換熱器進(jìn)行融霜,以進(jìn)步換熱器及系統(tǒng)的性能,但融霜過程增加了額外的能量進(jìn)進(jìn)系統(tǒng),使系統(tǒng)性能下降,被冷卻的環(huán)境溫度上升。因此對蒸發(fā)器融霜特性的研究,對于進(jìn)步換熱器的性能來說是至關(guān)重要的。對此,國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了一些研究。
實驗研究了融霜時風(fēng)機運行與不運行后對蒸發(fā)器性能的影響,為融霜時確定風(fēng)機運行狀態(tài)在換熱器性能影響方面提供實驗性依據(jù)。
一、實驗裝置及測試工況
一個配有各種丈量設(shè)備的用于測試換熱器性能的風(fēng)道設(shè)置于測試室內(nèi),如圖1所示。測試室內(nèi)設(shè)有預(yù)冷器,第二制冷劑采用乙二醇,乙二醇被R407C制冷機冷卻并送進(jìn)預(yù)冷器對測試室降溫,測試室內(nèi)能對溫濕度進(jìn)行控制,對測試換熱器的融霜是采用常溫下乙二醇液體進(jìn)行的。
所有的實驗均在恒定室內(nèi)溫度及相對溫度的條件下進(jìn)行的,在測試室的溫濕度未達(dá)到所需的工況要求時,第二制冷劑僅進(jìn)進(jìn)預(yù)冷器。當(dāng)測試室溫度達(dá)到設(shè)計工況時,第二制冷劑進(jìn)進(jìn)測試換熱器,并開始采集數(shù)據(jù)。
二、實驗用換熱器結(jié)構(gòu)
本實驗中采用了一個帶有百葉窗翅片的微型通道換熱器,換熱器翅片間距為1.69mm,百葉窗葉片間距為1.4mm,迎風(fēng)面積為0.226㎡.換熱器的外型尺寸:長為152mm、高為149mm、寬為21mm.具體外形結(jié)構(gòu)如圖2所示。
三、融霜時風(fēng)機運行與不運行時的換熱器性能實驗研究
當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到0℃、相對濕度為70%時,控制通過換熱器的面風(fēng)速為0.9m/s,并將溫度為-14.5℃的第二制冷劑供進(jìn)測試換熱器內(nèi),同時開始采集數(shù)據(jù)。由于換熱器表面開始結(jié)霜,換熱器空氣側(cè)的壓降dp將增加,當(dāng)換熱器表面的壓力降dp增到5倍于干表面狀態(tài)下的空氣壓降值時,停止對換熱器供泠,將常溫下20℃的乙二醇供進(jìn)換熱器中,進(jìn)行融霜,融霜時間為3min,融霜結(jié)束后,轉(zhuǎn)換閥門繼續(xù)開始對換熱器供冷,直至下一次融霜。圖3為在融霜時風(fēng)機運轉(zhuǎn)與不運轉(zhuǎn)時帶有15次凍融循環(huán)的換熱器壓力降dp隨時間t的變化比較圖。
在融霜時無論風(fēng)機是處于運行狀態(tài)還是不運行狀態(tài),在每一結(jié)霜循環(huán)中,由于霜層的不斷累積,換熱器空氣側(cè)的壓降dp隨時間t均不斷的增加,但對應(yīng)融霜時風(fēng)機運行狀態(tài)的情況,壓力降增加的速度較風(fēng)機不運行時慢,在同樣的融霜次數(shù)下,可運行更長的時間。
同時留意到,對于兩個狀態(tài)下的凍融循環(huán),在最初的若干個結(jié)霜循環(huán)中,起始的壓力降均出現(xiàn)增加,每一新循環(huán)的起始壓力降高于前一個循環(huán)壓力降,這是由于融霜水量較小,并全部滯留在換熱器表面。若干循環(huán)以后,融霜水從換熱器表面開始排出,換熱器空氣側(cè)的壓降到達(dá)了一個穩(wěn)定狀態(tài)(如圖中的兩條虛線)。但在穩(wěn)定狀態(tài),融霜時風(fēng)機運行狀態(tài)的結(jié)霜循環(huán)起始壓力降低于在融霜時風(fēng)機不運行狀態(tài)的起始壓力降(如圖中的兩條虛線,上部虛線為風(fēng)機不運時狀態(tài),下部虛線為風(fēng)機運行狀態(tài)),這表明對于融霜時風(fēng)機的運行狀態(tài),能增大換熱器表面的排凝水的能力,融霜結(jié)束時積存于換熱器表面的凝水量將減小,因而壓力降下降。
融霜時風(fēng)機運行與不運行狀態(tài)下?lián)Q熱器制冷量的變化
在融霜時風(fēng)機運行與不運行狀態(tài),換熱器在每一結(jié)霜循環(huán)的制冷量Q隨時間t有變化情況比較圖。圖中表明,對于兩種狀態(tài),對應(yīng)每一結(jié)霜循環(huán),換熱器的制冷量Q均隨霜層的增加而減小,在每一次融霜后再次開始制冷時,制冷量達(dá)到最大,比較兩種狀態(tài)的凍融循環(huán),風(fēng)機運行的狀態(tài)循環(huán),有著較大的制冷量Q,說明其換熱性能比融霜時風(fēng)機不運行狀態(tài)要好。
四、結(jié)語
本文對融霜時風(fēng)機運行與不運行狀態(tài)下對換熱器性能的影響進(jìn)行了實驗性的研究,結(jié)果表明:
(1)對于每一凍融循環(huán),需要經(jīng)過若干個凍融循環(huán)后,換熱器起始的壓力降開始不變,但對于融霜時風(fēng)機運行狀態(tài),在穩(wěn)定狀態(tài),換熱器結(jié)霜時的起始壓力將降低于融霜時風(fēng)機不運行狀態(tài)的起始壓力降;
(2)融霜時風(fēng)機運行狀態(tài)換熱器的排凝水能力大于融霜時風(fēng)機不運行狀態(tài)的排凝水能力;
(3)對融霜時風(fēng)機運行狀態(tài),在結(jié)霜循環(huán)時,壓力降增加的速度較風(fēng)機不運時慢,在同樣的融霜次數(shù)下,可運行更長的時間;
(4)對融霜時風(fēng)機運行狀態(tài),在起始結(jié)霜時有著較大的制冷量,其換熱性能比融霜時風(fēng)機不運狀態(tài)要好
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