疏水性翅片管换热器融霜与热泵系统性能耦合特性的研究

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1、隶劫大·粤硕士学位论文万方数据疏水性翅片管换热器融霜与热泵系统性能耦合特性的研究本论文工作受到国家自然科学基金项目(51106023)，“十二五”国家科技支撑计划项目课题(2011BAJ03814)，江苏省自然科学基金重点项目(BK2010029)资助。万方数据STUDY0NDEFROSTING0FHYDROPHOBICF删EDTUBEEXCHANGERANDCOUPLINGCHARACTERISTICSOFHEATPUMPSYSTEMPERFORMANCEAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegre

2、eofMasterofEngineeringBY莹叁淋ChenSupervisedbyProf．LIANGCaihuaSchoolofEnergyandEnvironmentSoutheastUniversityMay2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究T作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特Sgt!力N以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书面使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了

3、谢意。研究生签名：娄三—o日期：上生生至牡东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：娃导师签名：鳓日期：弘峭万方数据摘要空气源热泵冬季制热运行时室外换热器存在结霜现象，霜层一方面会增加导热热阻，降低换热器工作效率，另一

4、方面会堵塞翅片间隙，减少空气流量，造成系统供热量减小等一系列问题，严重影响着机组的性能和可靠性，需要周期性除霜来维持系统正常运行。针对上述问题，本文采取实验研究与模拟仿真相结合的方法，对空气源热泵在结霜与除霜工况下的动态特性进行了研究，对研究高效除霜控制策略有重要意义。本文设计并搭建了翅片管换热器结霜与除霜试验系统，研究了亲水性铝翅片、普通铝翅片和超疏水性铝翅片三种翅片管换热器的结霜特性与除霜特性，获得了翅片表面特性对结霜量、霜层高度、换热量以及表面滞留水质量等参数的影响规律，为基于实验参数的翅片管换热器除霜模型的建立提供了依据。建立了空气源热泵系统各部件数学模型，考

5、虑结霜与除霜过程中翅片管表面霜层变化的影响，通过各部件的有机结合分别构建了结霜模型、逆向除霜模型与显热除霜模型。基于既有的空气源热泵实验装置，开展了空气源热泵的结霜／除霜性能试验，对实验与模拟结果进行了分析并对模型进行了验证，获得了结霜与除霜过程中各主要系统参数的变化规律和耦合特性，—验证了上述模型具有较高的精度。对显热除霜和逆向除霜两种除霜方法进行了对比分析，比较了两种除霜方法除霜过程中压缩机吸排气压力、压缩机功率、翅片管壁温以及供水温度等参数的变化趋势，总结了两种除霜方法的优缺点。基于数学模型分析了显热除霜过程中翅片管融霜特性和除霜能耗，得到了显热除霜过程中各种能

6、量消耗比例，为进一步研究空气源热泵除霜控制策略提供了基础。关键词：空气源热泵，表面特性，结霜／除霜特性，数值模拟，显热除霜万方数据ABSTRACTABSTRACTWhenairsourceheatpumps(ASHPs)operateforspaceheatingduringthewinterseason,frostformedonthesurfaceofitsoutdoorcoilbecomesproblematic，becauseitnotonlyincreasesthethermalresistancebetweentheairandtheexchanger,b

7、utalsoreducestheairflowratethroughtheexehangeLleadingtotheunitperformancedegradingandsomeotherproblems．Soperiodicdefrostingisneededtohelptheunitreturntoitsratedperformance．Againstaboveproblems，byadoptingthecombinationofsimulationandexperimentalresearchmethod，studiedthedynamical