凝固热采集换热器中层流水冻结特性研究

　　目前,地下水地源热泵应用中普遍存在浪费或污染水资源的问题,相比而言,地表水地源热泵在热能利用过程中不存在上述不良现象,有着广阔的发展前景。然而,目前国内外在地表水地源热泵的应用中,常要求水在热能利用过程不发生结冰现象。在气候温暖和寒冷地区(包括上海、西安、北京和哈尔滨等城市),冬季地表水温度常低于4℃,为防止热能利用过程中水结冰,系统必须增添辅助热源,这一模式对我国绝大部分地区来说,在工程应用上不具有经济可行性,它也是制约地表水冷热源向北方发展的瓶颈。
　　由于水具有巨大的凝固热,故笔者提出开发新型地表水地源热泵系统(即凝固热采集热泵系统)的想法。新型热泵系统的关键设备是凝固热的采集换热器,它须具有连续结冰与除冰的双重功能,类似于管壳式换热器,管内走水,管外走载冷剂。研究流动水的冻结特性对这一换热器装置的设计、制造与优化意义重大。