【學員問題】風機運行狀態(tai)對換熱器性能(neng)影響分析？

　　【解答】霜層的(de)(de)(de)增加使換(huan)熱(re)(re)器換(huan)熱(re)(re)效果降低，所以當霜層達到一定值時，需要(yao)對(dui)(dui)換(huan)熱(re)(re)器進(jin)(jin)行融霜，以進(jin)(jin)步(bu)換(huan)熱(re)(re)器及系統的(de)(de)(de)性能，但融霜過程增加了(le)額外的(de)(de)(de)能量(liang)進(jin)(jin)進(jin)(jin)系統，使系統性能下降，被冷卻(que)的(de)(de)(de)環境溫度上升。因(yin)此對(dui)(dui)蒸發器融霜特性的(de)(de)(de)研(yan)究，對(dui)(dui)于進(jin)(jin)步(bu)換(huan)熱(re)(re)器的(de)(de)(de)性能來說(shuo)是至(zhi)關重要(yao)的(de)(de)(de)。對(dui)(dui)此，國內外學者進(jin)(jin)行了(le)一些(xie)研(yan)究。

　　濟南板式換熱器廠家實驗研(yan)究了融霜(shuang)時(shi)風機(ji)運行(xing)與不運行(xing)后對蒸發器(qi)性(xing)能(neng)的影響，為(wei)融霜(shuang)時(shi)確定風機(ji)運行(xing)狀(zhuang)態(tai)在換熱器(qi)性(xing)能(neng)影響方面提供(gong)實驗性(xing)依(yi)據。

　　一、實驗裝(zhuang)置及測試工況

　　一個配有(you)各種丈量(liang)設(she)備(bei)的(de)用于測(ce)試換(huan)(huan)熱器性能的(de)風道設(she)置于測(ce)試室內，如圖1所示。測(ce)試室內設(she)有(you)預(yu)冷(leng)(leng)器，第二制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)劑采用乙(yi)(yi)二醇，乙(yi)(yi)二醇被R407C制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)機冷(leng)(leng)卻并送進(jin)預(yu)冷(leng)(leng)器對(dui)(dui)測(ce)試室降溫(wen)(wen)，測(ce)試室內能對(dui)(dui)溫(wen)(wen)濕度進(jin)行控制(zhi)(zhi)，對(dui)(dui)測(ce)試換(huan)(huan)熱器的(de)融霜(shuang)是(shi)采用常溫(wen)(wen)下乙(yi)(yi)二醇液體進(jin)行的(de)。

　　所(suo)(suo)有的(de)實(shi)驗(yan)均在恒定室內溫度(du)及相對溫度(du)的(de)條件下進(jin)行的(de)，在測試室的(de)溫濕(shi)度(du)未達(da)到所(suo)(suo)需的(de)工(gong)況要求時，第二制冷(leng)劑僅進(jin)進(jin)預(yu)冷(leng)器。當(dang)測試室溫度(du)達(da)到設計工(gong)況時，第二制冷(leng)劑進(jin)進(jin)測試換熱器，并開始(shi)采集數據。

　　二、實驗用換熱器(qi)結構(gou)

　　本實驗中采用(yong)了一個帶有(you)百葉窗翅(chi)片的微型通道換(huan)熱器(qi)，換(huan)熱器(qi)翅(chi)片間(jian)距為(wei)(wei)1.69mm，百葉窗葉片間(jian)距為(wei)(wei)1.4mm，迎(ying)風面積為(wei)(wei)0.226㎡.換(huan)熱器(qi)的外型尺(chi)寸(cun)：長為(wei)(wei)152mm、高為(wei)(wei)149mm、寬為(wei)(wei)21mm.具體外形結構如圖2所(suo)示。

　　三(san)、融霜時風(feng)機運(yun)行與不運(yun)行時的換熱(re)器性能實驗研(yan)究(jiu)

　　當室內(nei)溫度達到0℃、相對濕度為(wei)70%時(shi)，控制通過換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)面(mian)風速(su)為(wei)0.9m/s，并(bing)將(jiang)溫度為(wei)-14.5℃的(de)(de)第二制冷劑供(gong)進測試換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)內(nei)，同時(shi)開(kai)(kai)始(shi)(shi)采集數(shu)據。由于(yu)換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)表(biao)面(mian)開(kai)(kai)始(shi)(shi)結霜(shuang)，換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)空氣側的(de)(de)壓降(jiang)dp將(jiang)增加，當換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)表(biao)面(mian)的(de)(de)壓力降(jiang)dp增到5倍(bei)于(yu)干表(biao)面(mian)狀態下的(de)(de)空氣壓降(jiang)值時(shi)，停止對換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)供(gong)泠，將(jiang)常溫下20℃的(de)(de)乙二醇供(gong)進換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)，進行融(rong)霜(shuang)，融(rong)霜(shuang)時(shi)間(jian)為(wei)3min，融(rong)霜(shuang)結束(shu)后，轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)閥(fa)門繼續開(kai)(kai)始(shi)(shi)對換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)供(gong)冷，直至下一(yi)次(ci)融(rong)霜(shuang)。圖3為(wei)在融(rong)霜(shuang)時(shi)風機運轉(zhuan)與(yu)不(bu)運轉(zhuan)時(shi)帶有15次(ci)凍融(rong)循環的(de)(de)換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)壓力降(jiang)dp隨時(shi)間(jian)t的(de)(de)變化比較圖。

　　在融(rong)霜(shuang)(shuang)時無論風(feng)機(ji)是(shi)處于(yu)(yu)運(yun)行狀(zhuang)態還是(shi)不(bu)運(yun)行狀(zhuang)態，在每(mei)一結(jie)霜(shuang)(shuang)循環中，由于(yu)(yu)霜(shuang)(shuang)層的(de)不(bu)斷累(lei)積，換熱器空氣側的(de)壓(ya)(ya)降dp隨時間(jian)t均不(bu)斷的(de)增加，但對應融(rong)霜(shuang)(shuang)時風(feng)機(ji)運(yun)行狀(zhuang)態的(de)情況，壓(ya)(ya)力降增加的(de)速度較風(feng)機(ji)不(bu)運(yun)行時慢，在同樣(yang)的(de)融(rong)霜(shuang)(shuang)次數下，可運(yun)行更(geng)長的(de)時間(jian)。

　　同(tong)時留意到，對(dui)于(yu)兩個(ge)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)下的(de)(de)凍融循環(huan)(huan)，在(zai)最初的(de)(de)若(ruo)干(gan)個(ge)結(jie)霜(shuang)循環(huan)(huan)中(zhong)(zhong)，起(qi)(qi)始的(de)(de)壓(ya)力(li)降(jiang)均(jun)出(chu)現增加，每(mei)一(yi)新循環(huan)(huan)的(de)(de)起(qi)(qi)始壓(ya)力(li)降(jiang)高于(yu)前一(yi)個(ge)循環(huan)(huan)壓(ya)力(li)降(jiang)，這是由于(yu)融霜(shuang)水量(liang)較小，并(bing)全部(bu)滯留在(zai)換(huan)(huan)熱器(qi)表面。若(ruo)干(gan)循環(huan)(huan)以后，融霜(shuang)水從(cong)換(huan)(huan)熱器(qi)表面開始排(pai)出(chu)，換(huan)(huan)熱器(qi)空氣側的(de)(de)壓(ya)降(jiang)到達了一(yi)個(ge)穩定狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)（如圖中(zhong)(zhong)的(de)(de)兩條虛線(xian)）。但(dan)在(zai)穩定狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)，融霜(shuang)時風(feng)(feng)機(ji)(ji)運(yun)行(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)的(de)(de)結(jie)霜(shuang)循環(huan)(huan)起(qi)(qi)始壓(ya)力(li)降(jiang)低(di)于(yu)在(zai)融霜(shuang)時風(feng)(feng)機(ji)(ji)不運(yun)行(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)的(de)(de)起(qi)(qi)始壓(ya)力(li)降(jiang)（如圖中(zhong)(zhong)的(de)(de)兩條虛線(xian)，上部(bu)虛線(xian)為風(feng)(feng)機(ji)(ji)不運(yun)時狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)，下部(bu)虛線(xian)為風(feng)(feng)機(ji)(ji)運(yun)行(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)），這表明對(dui)于(yu)融霜(shuang)時風(feng)(feng)機(ji)(ji)的(de)(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)，能增大換(huan)(huan)熱器(qi)表面的(de)(de)排(pai)凝水的(de)(de)能力(li)，融霜(shuang)結(jie)束時積存于(yu)換(huan)(huan)熱器(qi)表面的(de)(de)凝水量(liang)將減小，因而(er)壓(ya)力(li)降(jiang)下降(jiang)。

　　濟南板式換熱器融霜(shuang)時風機運(yun)行(xing)與不運(yun)行(xing)狀(zhuang)態下換(huan)熱(re)器制冷(leng)量的變(bian)化

　　在融(rong)霜(shuang)(shuang)時(shi)風機(ji)(ji)(ji)運(yun)(yun)(yun)行(xing)與不運(yun)(yun)(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)，換熱器在每(mei)一(yi)結(jie)霜(shuang)(shuang)循(xun)環的(de)(de)制冷量Q隨時(shi)間t有(you)變化情況(kuang)比(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)圖。圖中表明，對(dui)于兩(liang)(liang)種(zhong)狀(zhuang)態(tai)，對(dui)應(ying)每(mei)一(yi)結(jie)霜(shuang)(shuang)循(xun)環，換熱器的(de)(de)制冷量Q均隨霜(shuang)(shuang)層的(de)(de)增(zeng)加而減(jian)小，在每(mei)一(yi)次融(rong)霜(shuang)(shuang)后再次開始制冷時(shi)，制冷量達到最(zui)大，比(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)兩(liang)(liang)種(zhong)狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)凍融(rong)循(xun)環，風機(ji)(ji)(ji)運(yun)(yun)(yun)行(xing)的(de)(de)狀(zhuang)態(tai)循(xun)環，有(you)著(zhu)較(jiao)(jiao)(jiao)大的(de)(de)制冷量Q，說明其(qi)換熱性能比(bi)融(rong)霜(shuang)(shuang)時(shi)風機(ji)(ji)(ji)不運(yun)(yun)(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)要好

　　四、結語

　　本文(wen)對融霜(shuang)時風(feng)機運(yun)行(xing)與不運(yun)行(xing)狀態下(xia)對換熱(re)器性(xing)能的(de)影響進行(xing)了實驗性(xing)的(de)研究，結(jie)果(guo)表明：

　　（1）對于每(mei)一(yi)凍(dong)融(rong)循(xun)環，需要經過若干(gan)個凍(dong)融(rong)循(xun)環后(hou)，換熱器起始(shi)(shi)的壓力降開始(shi)(shi)不(bu)變，但對于融(rong)霜時風機運行(xing)狀(zhuang)態(tai)，在穩定(ding)狀(zhuang)態(tai)，換熱器結霜時的起始(shi)(shi)壓力將降低于融(rong)霜時風機不(bu)運行(xing)狀(zhuang)態(tai)的起始(shi)(shi)壓力降；

　　（2）融霜(shuang)時(shi)風機(ji)運行狀態(tai)換熱(re)器的排凝(ning)水能力大(da)于融霜(shuang)時(shi)風機(ji)不運行狀態(tai)的排凝(ning)水能力；

　　（3）對(dui)融(rong)霜(shuang)時(shi)風(feng)機運(yun)行狀態(tai)，在結霜(shuang)循環(huan)時(shi)，壓力降增(zeng)加的速度較風(feng)機不運(yun)時(shi)慢，在同樣(yang)的融(rong)霜(shuang)次數下，可運(yun)行更(geng)長的時(shi)間(jian)；

　　（4）對融霜時風機運行狀態，在起始結(jie)霜時有(you)著(zhu)較大的制冷量(liang)，其(qi)換熱性能比融霜時風機不(bu)運狀態要好