三排变片距翅片盘管换热器结霜个性尝试钻研
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颁布功夫：2023.11.05
<p style="text-align: center;">肖宏新1 陈观生1 刘良德1 罗超鸿1 刘湘云1 李建国2</p>
<p style="text-align: center;">( 1 广东工业大学资料与能源学院 昭通 510006 ; 2 人生就是博手机版 昭通 511300)</p>
<p>提要：为改善空气源热泵室表翅片盘管换热器在低环境温度下沿空气流动方向结霜不均匀、首排结霜量较猛进而导致热泵除 霜距离较短、造热能力降落等问题，对分歧翅片片距组合的变片距翅片盘管换热器在低环温工况下运行及结霜的情况进行尝试 钻研 。了局批注 : 变片距翅片盘管换热器在低环温前提下可有效耽搁顶风面管排产生结霜梗塞的功夫、对于结霜成长速度和结 霜质量也有抑造作用 。变片距翅片盘管换热器在结霜中后期阶段换热功率更高，在合理的翅片间距组合下，变片距翅片盘管换 热器能够在不损失过多换热功率的情况下耽搁换热器顶风面管排结霜梗塞的功夫，如 样 品 4 的均匀换热功率比样品 1 低 6. 02%，而除霜距离耽搁了 37 min。</p>
<p>关键词：空气源热泵 ; 变片距 ; 结霜工况 ; 翅片盘管换热器</p>
<p>中图分类号 : TB61+ 1 ; TB657. 5 文件标识码 : A</p>
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<p>Experimental Study on Frosting Characteristics of Three-row Finned Tube Heat Exchanger with Different Fin Pitch</p>
<p>Xiao Hongxin1 Chen Guansheng1 Liu Liangde1 Luo Chaohong1 Liu Xiangyun1 Li Jianguo2</p>
<p>( 1． School of Materials and Energy ， Guangdong University of Technology ， Guangzhou ， 510006 ， China ;</p>
<p>2．Guangdong New Energy Technology Development Co．，Ltd．，Guangzhou，511300，China)</p>
<p>Abstract The limitations of non-uniform frosting along the direction of air flow and large frost mass in the first row of the finned tube heat exchanger of an air-source heat pump under low ambient temperature may cause a short defrost interval，heating capacity decline，and oth- er negative effects．To overcome these challenges，an experimental study was conducted on finned tube heat exchangers with different fin pitches operating at low ambient temperatures．The results show that finned tube heat exchangers with different fin pitches can prolong the frosting blocking time of the windward tube row．This inhibits the frosting rate and frost quality and reduces the heat loss caused by fre- quent defrosting，which is also beneficial for increasing the total heat transfer in one defrosting cycle．The heat transfer capacity of the finned coil heat exchanger with variable pitch is higher in the middle and later stages of frosting．Under a reasonable combination of the fin pitch，the finned coil heat exchanger with variable pitch can prolong the frosting blocking time of the windward side of the heat exchanger without losing substantial heat transfer capacity．</p>
<p>Keywords air-source heat pump ; different fin pitch ; frosting condition ; finned tube heat exchanger</p>
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<p>近年来，我国北方地域在“煤改电”政策推动下， 空气源热泵得到了急剧的发展和利用 。相比传统的</p>
<p>供暖方式，空气源热泵拥有节能高效、清洁安全等诸 多优势 [1－4] ，但在低环境温度工况下，如在北方冬季 低温高湿度地域，当空气源热泵的翅片盘管蒸发器表 面温度低于空气的露点温度且低于 0 ℃ 时，换热器表 面会出现结霜景象 [5] 。霜层不仅增大了翅片盘管表表传热热阻，且结霜严沉时会造成翅片之间气流的流 通碰壁，导致气流阻力过大，气流量减幼，大幅降低室 表蒸发器的传热效能，造成室表蒸发器不能满足换热要求，同时风机持久在这种不利工况下工作也容易损 坏 [6－7] 。此表，对于固定翅片间距的翅片盘管蒸发器，在低温高湿工况下空气源热泵供热过程中，容易 造成蒸发器前后管排结霜不均匀，通常顶风面翅片盘 管结霜最快，更容易导致空气通路梗塞，必要实时化霜，但频仍的化霜会带来供热系统运行不不变，增长 能耗的问题 [8－9] 。</p>
<p>针对低环境温度前提下蒸发器的结霜问题，近年 来国内表学者进行了大量钻研，为空气源热泵在低温 前提下运行的机能提升和除霜设计提供了肯定的依 据和参考 。 由于结霜必要空气中的水分，有学者钻研 通过固体或液体干燥剂降低蒸发器入口空气湿度，干燥装置能抑造结霜的形成，耽搁除霜距离，但干燥装 置的结构较复杂，成本较高 [10－11] 。蒸发器的安插结构也会影响换热机能，在低温结霜工况下，蒸发器横排安插的结构在结霜与化霜个性上优于竖排安插结 构 [12] 。J．S．Park 等 [13] 钻研批注，在百叶窗翅片盘管 换热器翅片中心装置涡流产生器，延缓了换热器前侧 结霜太快导致的梗塞，并 提 升 约 28% 的 换 热 性 能。 黄康等 [14] 钻研翅片盘管换热器结构对霜层成长的影 响，发现 1. 9 mm 翅片间距换热器的均匀换热机能最 优，平翅片盘管换热器换热表表结霜较慢但换热量较 幼 。Zhang Long 等 [15] 定量钻研了空气源热泵机组室 表盘管换热器在两种翅片间距(2 mm 和 3. 2 mm) 下 的结霜散布差距，发现 3. 2 mm 翅片间距更有利于确 保热泵供热的不变性，更合用于低温 地 区 。K．Kim 等 [16] 对 3 种表表处置过的翅片换热器设置分歧翅片 间距并进行结霜尝试，发现疏水翅片盘管换热器因结 霜延长，在循环结霜周期中的整体传热效能最大 。秦 海杰等 [17] 钻研了变片距 ( 10 mm 和 5 mm) 空冷器结霜工况下的机能，数值仿真与尝试了局批注变翅片片 距空冷器相比定片距空冷器拥有更长除霜周期和更 好的传热机能。</p>
<p>由上述钻研可知，结霜工况下翅片片距对翅片 盘管换热器拥有沉要影响，而目前很多钻研集中于 两排固定大片距与通例间距的对比，对三排变片距构也会影响换热机能，在低温结霜工况下，蒸发器横排安插的结构在结霜与化霜个性上优于竖排安插结 构 [12] 。J．S．Park 等 [13] 钻研批注，在百叶窗翅片盘管 换热器翅片中心装置涡流产生器，延缓了换热器前侧 结霜太快导致的梗塞，并 提 升 约 28% 的 换 热 性 能。 黄康等 [14] 钻研翅片盘管换热器结构对霜层成长的影 响，发现 1. 9 mm 翅片间距换热器的均匀换热机能最 优，平翅片盘管换热器换热表表结霜较慢但换热量较 幼 。Zhang Long 等 [15] 定量钻研了空气源热泵机组室 表盘管换热器在两种翅片间距(2 mm 和 3. 2 mm) 下 的结霜散布差距，发现 3. 2 mm 翅片间距更有利于确 保热泵供热的不变性，更合用于低温 地 区 。K．Kim 等 [16] 对 3 种表表处置过的翅片换热器设置分歧翅片 间距并进行结霜尝试，发现疏水翅片盘管换热器因结 霜延长，在循环结霜周期中的整体传热效能最大 。秦 海杰等 [17] 钻研了变片距 ( 10 mm 和 5 mm) 空冷器结霜工况下的机能，数值仿真与尝试了局批注变翅片片 距空冷器相比定片距空冷器拥有更长除霜周期和更 好的传热机能。</p>
<p>由上述钻研可知，结霜工况下翅片片距对翅片 盘管换热器拥有沉要影响，而目前很多钻研集中于两排固定大片距与通例间距的对比，对三排变片距翅片盘管换热器的钻研较少，因而本文选取分歧翅间距的翅片盘管换热器串联组合的方式进行尝试钻研，以低温恒温槽提供恒定温度的乙二醇-水溶液作为造冷工质，通入样品翅片盘管换热器内，研 究分歧翅片间距组合对于换热器整体换热机能和结霜个性的影响 。</p>
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<p><strong>1 、尝试对象与装置</strong></p>
<p>尝试对象为 4 种分歧翅片片距的翅片盘管换热 器，如图 1 所示，4 种翅片盘管换热器翅片间距别离 为 2、3、4、5 mm，均由 6 根铜管组成，其中铜管表径均 为 9. 52 mm，管间距均为 25 mm，翅片均为亲水波纹 翅片，翅片厚度均为 0. 15 mm 。每台翅片盘管换热器 均有一个进口和一个出口，通过软管将 3 台翅片盘管 换热器串联成 5 组分歧翅片间距组合的三排翅片盘 管换热器样品，三排翅片盘管换热器样品的翅片间距 组合如表 1 所示，将顶风面管排视为第一排，样品 2 翅片间距 4 mm× 3 mm×2 mm 暗示第一排、第二排、第 三排翅片盘管换热器翅片间距别离为 4 mm、3 mm、2 mm 。样品 1 为固定片距 2 mm×2 mm×2 mm 的三排 翅片盘管换热器，样品 1 作为对照组 ；蝗绕鞯墓ぶ 流向方式如图 2 所示
