川西藏区低温高湿空气源热泵结霜图谱研究

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川西藏区具有水电资源丰富,传统化石燃料运输成本高,生态环境脆弱,建筑密度小等特点,电驱动空气源热泵具有广阔的应用前景,但是其在川西藏区应用过程中存在低温和结霜问题。由于技术及原理的改进,在川西藏区的环境条件下,机组可以稳定运行,但结霜问题尚待改善。川西藏区结霜存在其特殊性,首先各县市温湿度条件差异导致结霜时空分布不均;其次川西藏区存在低温高相对湿度环境地区,导致低温时结霜较重。因此有必要对川西藏区结霜时空分布特征进行研究,开发有效抑霜技术,从而缓解结霜导致的制热量下降等问题。分区域结霜图谱以温度、相对湿度二维坐标图的形式简洁明了的展示不同环境下的结霜情况,是研究结霜时空分布特征的有效工具。然而川西藏区海拔跨度大,需要研究大气压力对分区域结霜图谱的影响,采用通用且相对准确的冷平板结霜模型,将大气压力当作变量,研究了结霜速率随大气压力的变化规律。研究结果表明,分区域结霜图谱结霜区存在一条结霜速率不随大气压力变化的曲线,在这条线之上,结霜速率随海拔升高而减小,在这条线之下,结霜速率随海拔升高而增大,总体上不同工况点结霜速率随海拔高度变化程度不大。为了满足研究需要,对分区域结霜图谱进行了低温区域延伸。将温湿度数据在低温延伸后图谱中表示出来,采用线性差值,得到结霜速率数据,进而得到结霜频率数据,然后对结霜频率时空分布进行探究。结果表明供暖季结霜频率空间分布特征为东部至东北部至西南部逐渐减弱;逐月结霜频率有三种类型:“U”型、“上升”型、“下降”型;日的结霜特征为夜晚结霜严重,白天结霜轻微。根据结霜时空分布特点,在机组设计及运行上提出了有效抑霜策略。以结霜越严重抑霜比例越大为原则,基于结霜频率空间分布特点,以各县市供暖季平均结霜频率降低到相应的抑霜目标,给出相应的机组设计蒸发温度调升值;基于结霜频率时间分布特点,以各县市供暖季各月或各月固定时段平均结霜频率降低到相应的抑霜目标,给出相应的机组运行蒸发温度调升值。依据蒸发温度调升值与温湿度的相关性,给出了机组设计及运行的蒸发温度调升值估算公式。基于有效抑霜方式,对分区域结霜图谱进行了修正,给出了相应的0.2、0.5、0.9、1.3mm/h等结霜速率线拟合公式及图示。
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