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風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組空氣側(cè)換熱器交叉除霜研究

所屬欄目:機(jī)械論文 發(fā)布日期:2011-04-30 19:06 熱度:

  摘要:針對(duì)逆循環(huán)除霜的特征,提出了交叉除霜循環(huán)的原理和過(guò)程。結(jié)果表明:交叉除霜循環(huán)除霜時(shí)間短,系統(tǒng)的壓力波動(dòng)小,制熱除霜同時(shí)進(jìn)行。壓縮機(jī)不需要停機(jī),增加機(jī)組制熱時(shí)間,提高了機(jī)組綜合能效比。
  關(guān)鍵詞:風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組;逆循環(huán)除霜;空氣側(cè)換熱器;交叉
  1.除霜過(guò)程分析
  交叉除霜裝置,包括壓縮機(jī)、氣液分離器、高壓儲(chǔ)液器,還包括至少兩個(gè)四通換向閥、至少兩組空氣側(cè)換熱器,壓縮機(jī)的排氣口與所有四通換向閥的第一端口連接,各四通換向閥的第二端口分別與水側(cè)換熱器的一端連接,水側(cè)換熱器的另一端與高壓儲(chǔ)液器連接,高壓儲(chǔ)液器與各空氣側(cè)換熱器的一端,各空氣側(cè)換熱器的另一端分別與對(duì)應(yīng)的四通閥的第三端口連接,各四通閥的第四端口均與氣液分離器的輸入端連接,氣液分離器的輸出端連接到壓縮機(jī)的吸氣口。
  制熱運(yùn)行時(shí),經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后的高溫高壓制冷劑氣體分成二路,其中一路通過(guò)1#四通換向閥進(jìn)入水側(cè)換熱器冷凝成液態(tài)制冷劑后經(jīng)過(guò)冷凝側(cè)單向閥進(jìn)入高壓儲(chǔ)液器,另一路通過(guò)2#四通換向閥進(jìn)入水側(cè)換熱器冷凝成液態(tài)制冷劑后經(jīng)過(guò)冷凝側(cè)單向閥進(jìn)入高壓儲(chǔ)液器,高壓儲(chǔ)液器出來(lái)的液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器和空氣側(cè)電磁閥后通過(guò)膨脹閥節(jié)流后分別進(jìn)入翅片換熱器蒸發(fā)成低壓的制冷劑氣體,再通過(guò)四通換向閥后進(jìn)入氣液分離器,低壓制冷劑氣體通過(guò)氣液分離器后再次進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。
  調(diào)節(jié)2#四通換向閥,就實(shí)現(xiàn)對(duì)2#空氣側(cè)換熱器的除霜。經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后的高溫高壓制冷劑氣體分成二路,其中一路通過(guò)1#四通換向閥進(jìn)入水側(cè)換熱器冷凝成液態(tài)制冷劑后經(jīng)過(guò)冷凝側(cè)單向閥進(jìn)入高壓儲(chǔ)液器,另外一路通過(guò)2#四通換向閥進(jìn)入空氣側(cè)換熱器融化空氣側(cè)換熱器上的霜層,氣態(tài)制冷劑被冷凝成液態(tài)后經(jīng)過(guò)第二空氣側(cè)單向閥進(jìn)入高壓儲(chǔ)液器,高壓儲(chǔ)液器出來(lái)的液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)過(guò)濾器和空氣側(cè)電磁閥后,通過(guò)制熱膨脹閥節(jié)流后進(jìn)入空氣側(cè)換熱器蒸發(fā)成低壓的制冷劑氣體,再通過(guò)四通換向閥后進(jìn)入氣液分離器,低壓制冷劑氣體通過(guò)氣液分離器后再次進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。
  調(diào)節(jié)1#四通換向閥,就實(shí)現(xiàn)對(duì)1#空氣側(cè)換熱器的除霜。經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后的高溫高壓制冷劑氣體分成二路,其中一路通過(guò)2#四通換向閥進(jìn)入冷凝側(cè)換熱器冷凝成液態(tài)制冷劑后經(jīng)過(guò)冷凝側(cè)單向閥進(jìn)入高壓儲(chǔ)液器,另外一路通過(guò)四通換向閥進(jìn)入空氣側(cè)換熱器融化空氣側(cè)換熱器上的霜層,氣態(tài)制冷劑被冷凝成液態(tài)后經(jīng)過(guò)空氣側(cè)單向閥進(jìn)入高壓儲(chǔ)液器,高壓儲(chǔ)液器出來(lái)的液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器和空氣側(cè)電磁閥后,通過(guò)制熱膨脹閥節(jié)流后進(jìn)入空氣側(cè)換熱器蒸發(fā)成低壓的制冷劑氣體,再通過(guò)四通換向閥后進(jìn)入氣液分離器,低壓制冷劑氣體通過(guò)氣液分離器后再次進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。
  2.實(shí)驗(yàn)裝置
  實(shí)驗(yàn)采用風(fēng)冷螺桿熱泵冷熱水機(jī)組FLRM360,額定制熱量359kW,額定功率108.8kW,制冷劑采用R22,V型翅片換熱器。水側(cè)換熱器采用殼管換熱器。系統(tǒng)的連接如圖1所示。在人工氣候室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。測(cè)試室干球溫度-7.50℃,相對(duì)濕度大約為75%。由于除霜時(shí)間短,系統(tǒng)參數(shù)變化,因此數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集周期為6s,壓力傳感器的精度為0.25級(jí),測(cè)量溫度的熱電偶精度為±0.2℃。
  3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
  通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀得到除霜工況下的機(jī)組壓力、溫度參數(shù)從實(shí)驗(yàn)中機(jī)組在除霜期間的吸排氣壓力和排氣溫度、冷媒水的進(jìn)出口溫度的變化。可以看出:
  (1)系統(tǒng)開(kāi)始平穩(wěn)運(yùn)行,在四通換向閥換向的同時(shí),系統(tǒng)的吸排氣壓力,排氣溫度均有所波動(dòng),但是,變化不大,機(jī)組的排氣溫度最小值不超過(guò)60℃,最大值不超過(guò)90℃,在合理的溫度范圍內(nèi)。膨脹閥開(kāi)度較大,冷媒流量較同時(shí)逆循環(huán)除霜大,吸氣壓力略有升高,不易產(chǎn)生低壓保護(hù),對(duì)制冷系統(tǒng)的沖擊小,減少了除霜時(shí)間。
  (2)對(duì)于水側(cè)換熱器來(lái)說(shuō),正在除霜運(yùn)行的系統(tǒng)的蒸發(fā)器可以從正在制熱運(yùn)行系統(tǒng)的冷凝器中吸收熱量,增加了除霜的熱量來(lái)源,增強(qiáng)了除霜效果。機(jī)組的冷媒水進(jìn)出口溫度在化霜時(shí)有所下降,但仍然能夠保持在30℃左右,空調(diào)房間可以送出熱風(fēng),防止吹冷風(fēng)影響人體舒適性。
  (3)由于各系統(tǒng)分別進(jìn)行除霜,不存在同時(shí)逆循環(huán)除霜的某些系統(tǒng)被迫除霜和等待除霜結(jié)束等問(wèn)題,制熱時(shí)間延長(zhǎng),提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。除霜時(shí)間短,不足4分鐘,熱力參數(shù)的較大變化時(shí)間為1分半中左右。
  除霜運(yùn)行時(shí),機(jī)組的吸排氣壓力、排氣溫度、冷媒水的進(jìn)出口溫度均滿足制熱要求。
  
  參考文獻(xiàn)
  [4]石文星李先庭邵雙全.房間空調(diào)器熱氣通法除霜分析及實(shí)驗(yàn)研究.制冷學(xué)報(bào)2000年第2期29-35
  [5]黃東袁秀玲.風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組熱氣旁通除霜與逆循環(huán)除霜性能對(duì)比.西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)Vol.40No.5(2006)539-542
  [6]蔣能照等.空調(diào)用熱泵技術(shù)及應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997

文章標(biāo)題:風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組空氣側(cè)換熱器交叉除霜研究

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