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《空氣源熱泵冷熱水機組空氣側換熱器結霜工況的動態(tài)模》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、空氣源熱泵冷熱水機組空氣側換熱器結霜工況的動態(tài)模摘要采用空氣源熱泵冷熱水機組的動態(tài)數學模型對空氣側換熱器的結霜工況進行了模擬。模擬中同時考慮了結霜的密度和厚度隨時間的變化，首次提出了結霜密度隨時間的變化關系式。計算了不同工況下的結霜速度、霜的密度、霜的厚度隨時間的變化。將模擬結果與實驗數據進行了比較，進一步驗證了所建模型的正確性。 關鍵詞空氣源熱泵冷熱水機組結霜動態(tài)模擬1前言 空氣源熱泵冷熱水機組作業(yè)中央空調的冷熱源有很多優(yōu)勢，如冬夏共用，設備利用率高；省去了鍋爐房和一套冷卻水系統；機組可安裝在室外，節(jié)省了機房的建筑面積；不污染環(huán)境等
2、。因此該機組在氣候適宜地區(qū)的中小型建筑中得到了廣泛地應用。但機組在冬季運行時，當空氣側換熱器表面溫度低于周圍空氣的露點溫度且低于0℃時，換熱器表面就會結霜。結霜后換熱器的傳熱效果急劇惡化，嚴重時機組會停止運行。因此換熱器結霜是影響機組應用和發(fā)展的主要問題，研究機組在結霜工況下的工作性能具有十分重要的意義?！ ?．結霜模型的建立 霜的積累速率是由進出室外換熱器空氣濕度的變化決定的： （1） 式中：----空氣的質量流量，kg/s； di，d0----分別為空氣進、出換熱器的含濕量，kg/
3、kg。 由于霜的多孔性和分子擴散作用，在表面溫度低于0℃的換熱器上沉降為霜的水分一部分用以提高霜層的厚度，一部分用以增加霜的密度[1]，即 ?。?） 式中用于霜密度變化的結霜量變化率由下式確定[2]： ?。?） 式中：----換熱器的全熱交換量，·K）； R----水蒸氣的氣體常數，461.9/（kg·K）； TS----霜表面的溫度，K； pV----水蒸氣的分壓力，Pa； vV,vi----分別為水蒸氣、冰的比容，kg/m3。
4、 ρfr，ρi----分別為霜、冰的密度，m3/kg； DS----霜表面水蒸氣的擴散系數，m2/s?！ 《拿芏圈裦r與換熱器表面的溫度、空氣的溫度、相對濕度、流速和結霜的時間等有關，結霜時間越長，霜的密度越大。計算時，先假設一個初始密度，由下式計算霜的導熱系數，再計算霜密度和厚度的變化?！ 。?） 對于每一個時間步長Δt，霜密度的變化和厚度的變化為： （5） ?。?） 式中：At--
5、--換熱器的總換熱面積，m2； δt----霜層的厚度，m?！ ?模型的求解 我們對空氣側換熱器后個換熱單元在不同工況下的結霜情況進行了模擬計算，該單元的結霜情況可以反映出整個換熱器的結霜情況?？諝鈧葥Q熱器由160個這種換熱單元組成。計算的換熱器單元結構參數見表1，計算工況見表2?！ Q熱器單元的結構參數 表1管 材銅管 徑Φ×0.15風向管排數4迎風管排數20管間距S125.4管間距S222mm翅片材料鋁片 型波紋片片 厚0.2mm片 間 距2.0mm翅化系數
6、17.8單根管長16m分液路數10 在求解結霜的動態(tài)模型時，必須考慮結霜的密度和厚度隨時間的變化，但在以往的結霜量計算中，均未同時考慮結霜的密度和厚度隨時間的變化。如Д.А.Чирен-ко[3]建立了空冷器上結霜的數學模型，并將模擬結果與實驗數據進行了比較。由于假設霜層均勻分布，且霜的厚度隨時間線性增加，而霜的密度不隨時間變化，使得模擬霜的厚度比實驗值大20%～30%?！ ∮嬎愎r 表2工況編號空氣溫度（℃）相對濕度（%）風量（m3/h）蒸發(fā)溫度（℃）過
7、熱水度（℃）冷凝溫度（℃）過冷度（℃）制冷劑流量（kg/s）1A0651062-1355050.0096B0751062-1355050.0096C0851062-1355050.00962D-4651062-1355050.00816E-4751062-1355050.00816F-4851062-1355050.00816 本文根據一些實驗數據和結霜密度的變化規(guī)律，首次提出了結霜密度隨時間的變化關系式，并認為在剛開始結霜時，結霜量度要是增加霜的厚度，而密度變化很小。隨著時間的推移，霜厚度的增加變緩，而密度變化增加，而且霜的密度隨時間
8、呈拋物線規(guī)律變化。 由穩(wěn)態(tài)模型和公式（3），可以計算出用于霜密度變化的結霜量變化率，并把這一值認為是結霜終了時霜密度的變化。根據霜的密度隨時間呈拋物線的變化規(guī)律以及一些實驗數據，擬合出了霜的
