空调长效性能衰减评估方法

      积尘对空调长效性能有什么影响？空调长效性能衰减是如何评估的？本文将针对这两大问题进行探讨研究。

一：研究背景与目标

1、背景 

1) 空调器长期运行面临的状况 : 城市大气中的总悬浮颗粒物浓度普遍超标，导致家用空调器使用若干年后，室内外机换热器表面积聚大量的灰尘 .

2) 积尘对空调器性能的影响 : 换热器积尘是导致空调性能衰减最重要的因素，其影 响主要体现在减小换热器风量，可使制冷量衰减达 20% 以上 .

3) 空调器积尘的基本场景：

a ）室外场景 - 积尘的大部分成分是粒径为 1-100 μ m 的 颗粒物，同时含有少量的纤维；

b ）室内场景 - 可能含有冷凝水 .

 

2、长效标准研究现状

长效性能评价指标 : 制冷量长运衰减率（限值 10% ）；能效比长运衰减率（限值 15% ）；

长运性能衰减率实验 : 淋水实验和粉尘实验；

 

CQC 标准测试流程

上海市节能领跑者标准测试流程

 

3、研究目标和技术思路。

构建空调器长效性能衰减评估方法，完善空调长效标准

二：空调换热器积尘分析与气象数据调研

1、空调换热器积尘实地调研 

 

南京地区

菏泽地区

郑州地区

西安地区

成都地区

武汉地区

保定地区

北京地区

 

2、空调积尘分析与气象数据调研形貌分析 

1 ）空调表面的积尘污垢中，粉尘颗粒物的尺寸大小不均匀，外观形状不规则；

2 ）除了颗粒物外，积尘污垢中还含有纤维，且纤维表面更容易捕获颗粒物。

 

3、积尘分析 

1）空调积尘分析与气象数据调研成分分析

2）空调积尘分析与气象数据调研粒径分析

3）空调积尘分析与气象数据调研纤维比重

4）空调积尘分析与气象数据调研粘度分析

 

4、气象参数收集 

1)空调积尘分析与气象数据调研气温数据

2)空调积尘分析与气象数据调研湿度数据

3)空调积尘分析与气象数据调研风速数据

4)空调积尘分析与气象数据调研 PM10 数据

三：换热器积尘过程模拟研究

1、换热器积尘过程模拟研究物理过程

2、换热器积尘过程模拟研究颗粒物传输模型

3、换热器积尘过程模拟研究颗粒物-翅片碰撞模型

4、换热器积尘过程模拟研究颗粒物-污垢碰撞模型

5、换热器积尘过程模拟研究模拟结果

6、换热器积尘过程模拟研究实验验证

百叶窗片换热器积灰形貌

波纹片换热器积灰形貌

平片换热器积灰形貌

四：换热器加速积尘测试方案研究

1、加速工况设计

 

与国内外标准规定的粉尘源对比结论：

1.  国内外已有的粉尘测试标准中，只规定了一种固定的粉尘成分，并没有区分场景；而本 研究所设计的粉尘源成分按照室外场景和室内场景有所区分；

2.  与国内已有的模拟大气尘标准相比，本研究粉尘源中的纤维成分更复杂、比重更大，本 项目测试标准比国内标准更贴近空调实际运行场景 .

 

2、测试装置设计

 

        纤维自动给料原理：： 多个纤维盒里事先填装好纤维，通过气动控制器每隔 5 分钟将一个纤维盒推送到气缸位置处，并由压缩空气将纤维盒冲开，使纤维进入到积尘室里 .

 

3、测试流程设计

1）换热器堵塞形貌分析

 

堵塞过程的基本特点：

1 ）迎风面堵塞情况非常严重，且大部分为纤维；

2 ）背风面一般只沉积少量的粉尘颗粒物，且纤维含量非常少；

3 ）沿着换热器迎风面到背风面的方向，堵塞程度骤降，且纤维含量也不断下降 .

2）测试流程分析

为了能够达到实际堵塞中前端堆积大量纤维、后端沉积少量颗粒物的积尘分布效 果，可分成两个阶段来依次喷粉：

1 ）首先喷射粉尘颗粒物，保证散热翅片各个位置上均分布有粉尘颗粒物；

2 ）然后喷射含有一定纤维配比的粉尘，保证迎风面上能够被堵塞。

 

4、加速因子开发

 

加速结果与实际换热器性能衰减对应关系

 

5、测试结果分析

 

1 ）积尘 18h 后换热器的性能衰减率基本稳定，可代表换热器实际运行积尘稳定情况；

3 ）涂层具有一定的防尘效果；

4 ）平行流换热器完全堵塞后相比于翅片管换热器衰减更严重 .

五：空调长效性能衰减评估方法

1、积尘对长效性能影响分析

2、翅片效率衰减率计算

3、系统仿真评估空调整机长效性能

 

实例分析（加速积尘 18h 后换热器管外侧换热性能衰减 35% ， AF 为 194 ）

结论： 该空调使用3492h（按800h/年的使用习惯，共计4.365年）后，制冷

量预计衰减16.6%，EER衰减14.2%