霜層的增加使換熱器換熱效果降低，所以當(dāng)霜層達到一定值時，需要對換熱器進行融霜，以提高換熱器及系統(tǒng)的性能，但融霜過程增加了額外的能量進入系統(tǒng)，使系統(tǒng)性能下降，被冷卻的環(huán)境溫度上升。因此對蒸發(fā)器融霜特性的研究，對于提高換熱器的性能來說是至關(guān)重要的。對此，國內(nèi)外學(xué)者進行了一些研究。
實驗研究了融霜時風(fēng)機運行與不運行后對蒸發(fā)器性能的影響，為融霜時確定風(fēng)機運行狀態(tài)在換熱器性能影響方面提供實驗性依據(jù)。
1.實驗裝置及測試工況
一個配有各種測量設(shè)備的用于測試換熱器性能的風(fēng)道設(shè)置于測試室內(nèi)，如圖1所示。測試室內(nèi)設(shè)有預(yù)冷器，第二制冷劑采用乙二醇，乙二醇被R407C制冷機冷卻并送入預(yù)冷器對測試室降溫，測試室內(nèi)能對溫濕度進行控制，對測試換熱器的融霜是采用常溫下乙二醇液體進行的。
所有的實驗均在恒定室內(nèi)溫度及相對溫度的條件下進行的，在測試室的溫濕度未達到所需的工況要求時，第二制冷劑僅進入預(yù)冷器。當(dāng)測試室溫度達到設(shè)計工況時，第二制冷劑進入測試換熱器，并開始采集數(shù)據(jù)。測試工況見表1。
2.實驗用換熱器結(jié)構(gòu)
本實驗中采用了一個帶有百葉窗翅片的微型通道換熱器，換熱器翅片間距為1.69mm，百葉窗葉片間距為1.4mm，迎風(fēng)面積為0.226m2。換熱器的外型尺寸：長為152mm、高為149mm、寬為21mm。具體外形結(jié)構(gòu)如圖2所示。
3.融霜時風(fēng)機運行與不運行時的換熱器性能實驗研究
當(dāng)室內(nèi)溫度達到0℃、相對濕度為70%時，控制通過換熱器的面風(fēng)速為0.9m/s，并將溫度為-14.5℃的第二制冷劑供入測試換熱器內(nèi)，同時開始采集數(shù)據(jù)。由于換熱器表面開始結(jié)霜，換熱器空氣側(cè)的壓降dp將增加，當(dāng)換熱器表面的壓力降dp增到5倍于干表面狀態(tài)下的空氣壓降值時，停止對換熱器供泠，將常溫下20℃的乙二醇供入換熱器中，進行融霜，融霜時間為3min，融霜結(jié)束后，轉(zhuǎn)換閥門繼續(xù)開始對換熱器供冷，直至下一次融霜。圖3為在融霜時風(fēng)機運轉(zhuǎn)與不運轉(zhuǎn)時帶有15次凍融循環(huán)的換熱器壓力降dp隨時間t的變化比較圖。
在融霜時無論風(fēng)機是處于運行狀態(tài)還是不運行狀態(tài)，在每一結(jié)霜循環(huán)中，由于霜層的不斷累積，換熱器空氣側(cè)的壓降dp隨時間t均不斷的增加，但對應(yīng)融霜時風(fēng)機運行狀態(tài)的情況，壓力降增加的速度較風(fēng)機不運行時慢，在同樣的融霜次數(shù)下，可運行更長的時間。
同時注意到，對于兩個狀態(tài)下的凍融循環(huán)，在最初的若干個結(jié)霜循環(huán)中，起始的壓力降均出現(xiàn)增加，每一新循環(huán)的起始壓力降高于前一個循環(huán)壓力降，這是因為融霜水量較小，并全部滯留在換熱器表面。若干循環(huán)以后，融霜水從換熱器表面開始排出，換熱器空氣側(cè)的壓降到達了一個穩(wěn)定狀態(tài)(如圖中的兩條虛線)。但在穩(wěn)定狀態(tài)，融霜時風(fēng)機運行狀態(tài)的結(jié)霜循環(huán)起始壓力降低于在融霜時風(fēng)機不運行狀態(tài)的起始壓力降(如圖中的兩條虛線，上部虛線為風(fēng)機不運時狀態(tài)，下部虛線為風(fēng)機運行狀態(tài))，這表明對于融霜時風(fēng)機的運行狀態(tài)，能增大換熱器表面的排凝水的能力，融霜結(jié)束時積存于換熱器表面的凝水量將減小，因而壓力降下降。
3.2融霜時風(fēng)機運行與不運行狀態(tài)下?lián)Q熱器制冷量的變化
在融霜時風(fēng)機運行與不運行狀態(tài)，換熱器在每一結(jié)霜循環(huán)的制冷量Q隨時間t有變化情況比較圖。圖中表明，對于兩種狀態(tài)，對應(yīng)每一結(jié)霜循環(huán)，換熱器的制冷量Q均隨霜層的增加而減小，在每一次融霜后再次開始制冷時，制冷量達到最大，比較兩種狀態(tài)的凍融循環(huán)，風(fēng)機運行的狀態(tài)循環(huán)，有著較大的制冷量Q，說明其換熱性能比融霜時風(fēng)機不運行狀態(tài)要好。
4結(jié)語
本文對融霜時風(fēng)機運行與不運行狀態(tài)下對換熱器性能的影響進行了實驗性的研究，結(jié)果表明:
(1)對于每一凍融循環(huán)，需要經(jīng)過若干個凍融循環(huán)后，換熱器起始的壓力降開始不變，但對于融霜時風(fēng)機運行狀態(tài)，在穩(wěn)定狀態(tài)，換熱器結(jié)霜時的起始壓力將降低于融霜時風(fēng)機不運行狀態(tài)的起始壓力降；
(2)融霜時風(fēng)機運行狀態(tài)換熱器的排凝水能力大于融霜時風(fēng)機不運行狀態(tài)的排凝水能力；
(3)對融霜時風(fēng)機運行狀態(tài)，在結(jié)霜循環(huán)時，壓力降增加的速度較風(fēng)機不運時慢，在同樣的融霜次數(shù)下，可運行更長的時間；
(4)對融霜時風(fēng)機運行狀態(tài)，在起始結(jié)霜時有著較大的制冷量，其換熱性能比融霜時風(fēng)機不運狀態(tài)要好。