空气源热泵换热器沙尘冲蚀磨损模拟研究
2021-02-16马广兴孙煜光武振东杨伟杰
流体机械 2021年12期
马广兴 ,孙煜光 ,杜 聪 ,武振东 ,杨伟杰
(1.内蒙古工业大学 土木工程学院,呼和浩特 010051;2.内蒙古自治区土木工程结构与力学重点实验室,呼和浩特 010051)
0 引言
在北方清洁供暖和燃煤散烧治理的背景下[1],空气源热泵(ASHP)广泛应用于建筑供暖和生活热水[2]。空气源热泵运行能耗高低和使用寿命的长短直接影响清洁供暖和燃煤散烧治理的社会效益和环保效益。空气源热泵的室外换热器工作时会出现脏堵、结霜、磨损等现象,尤其在西北地区常年多风沙[3],其换热器的表面磨损严重,导致空气源热泵的运行能耗增加,使用寿命减少。为了降低空气源热泵运行能耗,国内外学者对ASHP的脏堵、结霜问题进行了大量卓有成效的研究。AHN等[4]实测得知室外换热器的脏堵会使ASHP的换热能力下降10%~15%,阻力增加44%,COP衰减20%以上;姚杨等[5]通过搭建模拟室外工况的ASHP系统,研究了不同换热器堵塞面积下机组的动态性能变化趋势;梁媛媛等[6]发现当换热器翅片表面霜层厚度达到0.4 mm时,换热器的有效换热面积下降18%左右,换热效率下降17.42%~24.78%;WANG 等[7]的研究表明,霜层的大面积覆盖会使机组的COP降低35%~60%,同时还会引起误除霜等现象的发生,导致机组COP与换热效率下降,运行能耗增加。现有研究多为空气源热泵脏堵和结霜对运行能耗影响方面,空气源热泵室外换热器的磨损研究鲜有报道。冲蚀磨损是由于壁面的变形或破裂而从壁面去除材料的过程,长时间的冲蚀行为会导致换热器运行性能下降,缩短其使用寿命。……
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