翅片类型对热泵空调结霜特性的影响

　　冬季制热运行时，若热泵空调器蒸发器的表面温度低于0℃，就会出现结霜现象，使制热量发生衰减。郭宪民等^[1-3]实验观察了霜层的微观结构和生长过程，简要对比了平直、百叶窗翅片结霜过程中制热量、COP的变化。陈铁光等^[4]数值和实验研究了平直翅片结霜工况下的系统性能，着重分析了室外换热器的结霜量、管壁温的变化，结果表明：热泵在结霜初期，水蒸气相变为霜增大了空气侧的传热系数;只有霜层达到一定厚度时，热泵的制热量、COP才会显著衰减。近几年，除了平直、波纹、百叶窗翅片外，又出现了波纹/条缝复合翅片。

　　综上所述，翅片类型对结霜性能的研究尚不够深入和系统，波纹/条缝翅片的相关研究尚未发现。同时，我国将在空调器性能评价指标上强制推行全年性能系数APF，在APF中制热性能的权重要大于制冷性能，研究制热和结霜性能的影响因素更显重要。这里在一台热泵空调器上，室外换热器的流路布置和风机相同，但分别采用平直、波纹、波纹/条缝三种翅片，实验研究翅片类型对结霜性能的影响以及差异，为室外换热器的翅片类型选取提供依据。

　　1 实验及测试系统介绍

　　1.1 实验装置介绍

　　1) 热泵空调器简介

　　热泵空调器的型号为KFR-72LW/D052，5级能效产品，额定制冷量、制热量为7.2kW和8.1kW。压缩机采用西安庆安滚动转子式YZS-80RA，额定制冷量为8kW。制冷剂R22，充灌量为1900g。节流采用孔口直径为1.6mm，上海俊乐生产的电子膨胀阀，最大开度为500步。室内、外换热器均为翅片管式换热器，流路布置分别如图1、图2所示。室内、外换热器几何结构参数见表1。

　　2) 数据采集系统

　　数据采集系统由数据采集仪、温度传感器和压力传感器连接组成。其任务是采集热电偶、压力变送器、功率表等传感器输出的模拟信号，并把模拟信号转换成计算机能够识别的数字信号，然后送入计算机，由计算机根据不同需要进行计算和处理，得到测量的结果，最后，将测试结果存储并在屏幕上显示，对系统进行即时监控。数据采集系统每隔5s采集一次数据。热电偶为T型(铜-康铜)热电偶，其测量范围为-40~350℃，精度为±0.5℃;压力传感器量程为0~6MPa，精度为±0.2%FS(-40~100℃)。电压的量程为10~300V，电流的量程为0.02~20A，工作误差均为±0.5%。

　　3) 焓差法实验室

　　焓差实验室是由室内侧室和室外侧室组成，通过测定实验室的温湿度、风量、压力以及电气性能等参数，可对空调器制冷量、制热量及其他各种性能进行测试。焓差实验室的实验误差按照国标中关于制冷量和热泵制热量的实验规定严格执行，即：室内外侧空气干、湿球温度的平均值相对额定工况的偏差分别为±0.3℃和±0.2℃，各测点的干、湿球温度相对额定工况的最大偏差为±0.5℃和±0.3℃;空气体积流量的平均值相对额定工况的偏差为±5%，各测点的空气体积流量相对额定工况的最大偏差为±10%;功率的最大偏差为±5W。