低溫空氣源熱泵技術的應用

1、低溫空氣源熱泵技術的應用 第卷第期 年月 剖洚鏟害調 低溫空氣源熱泵技術的應用 林創(chuàng)輝 摘 歐陽惕 陳華張學偉 （廣東申菱空調設備有限公司） 要介紹帶經濟器的低溫空氣源熱泵技術，通過對低溫空氣源熱泵機組與一般空氣源熱泵機組的制冷 量、制熱量和能效比等參數進行測試及對比，探討低溫空氣源熱泵技術的應用優(yōu)勢。試驗結果表明：與一般機組相比，低溫機組在名義制冷和名義制熱工況下冷熱量和能效均有所提升；在。的環(huán)境中， 一般機組制熱量嚴峻衰減使其不適用于此溫度區(qū)間，低溫機組制熱量雖然也在削減，但其仍可達，且排氣溫度相對較低；在一。超低溫環(huán)境中，低溫機組仍可穩(wěn)定運行，且能效比在左右。 關鍵詞 低溫空氣源熱泵；中

2、間補氣；噴氣增焓；經濟器 （，） ， ， ， ， ， ， ，（） 訂 ， 訂，（） ；。； ； 空氣源熱泵機組可從大氣環(huán)境中吸取低品位能量，轉化為高品位能量，用于供熱取暖，與燃氣或燃煤鍋爐供熱取暖相比，能源利用效率高，環(huán)境污染小。同時，空氣源熱泵機組由于安裝簡便、敏捷，環(huán)境適應性強，對使用地區(qū)基本不會產生污染，特別適用于沒有集中供暖的廣闊冬季寒冷地區(qū)。 但一般空氣源熱泵型機組由于受到壓縮機運行范圍、運行特性和要求的限制，實際上僅能運行于不低于 的環(huán)境。在室外環(huán)境溫度低于 的狀況下，機組的制熱力量和效率下降明 收稿日期： 顯，而且在低溫環(huán)境下，熱泵系統(tǒng)還會消失回液、排氣溫度高、超范圍運行等問題，

3、因此對于長江以北及廣闊的北方地區(qū)，其適應性下降。 低溫空氣源熱泵技術及其在熱泵型空調機上 的應用 一般單級壓縮空氣源熱泵機組在低溫環(huán)境下的熱量衰減嚴峻的主要緣由是：在室外溫度低（低于）的狀況下，制冷劑蒸氣壓力下降，制冷劑質量流量下降，導致在壓縮機體積排氣量不變的狀況下，用于制熱的制冷劑的質量流量特別低， 簡介：林創(chuàng)輝，本科，工程師，系統(tǒng)討論所所長，主要從事制冷空調產品制冷系統(tǒng)及空氣處理系統(tǒng)的技術討論和新產品開發(fā)工作。 別挎鏟室調 機組的制熱效果下降，制熱量衰減嚴峻口，而此時又是制熱量需求最大的時候，因此此時一般空氣源熱泵機組不適用。 為了提升低溫環(huán)境下的制熱效果，增大空氣源熱泵機組的適用地域范

4、圍，可采納帶經濟器的低溫空氣源熱泵技術，其工作原理如圖所示。此項技術主要是在壓縮機的壓縮中問段增加補氣口，也就是傳統(tǒng)的經濟器接口。經濟器流路是在液管（點）處分出一路制冷劑液體（支路），通過膨 第卷 脹閥節(jié)流后，由點進入經濟器蒸發(fā)，汲取另一路制冷劑液體（主路）的熱量，增大主路制冷劑液體的過冷度，提升系統(tǒng)冷量（從環(huán)境汲取的熱量）。支路制冷劑液體在經濟器內蒸發(fā)后，進入壓縮機的經濟器接口（點）。由于經濟器回路的制冷劑蒸氣壓力和密度相對壓縮機吸氣壓力（點）高，制冷劑質量流量相對較大，因此可以增大室內換熱器流通和換熱的制冷劑質量流量，從而大幅度提升空調機的制熱量和能效比。 稚霰輜暮 顯 圓 刪 單向閥 圖

5、 低溫空氣源熱泵機組系統(tǒng)流程圖口 圖所示為可實現(xiàn)中問補氣功能的渦旋式壓縮機和螺桿式壓縮機，均設計有中問補氣接口。 目前，低溫空氣源熱泵技術的相關討論主要集中在制熱優(yōu)化方面，即僅制熱時運行經濟器回路。制冷和制熱均運行經濟器回路方面的討論還比較少。筆者對制冷和制熱均帶經濟器運行進行討論，根據圖所示對機組進行改進，制成低溫空氣源熱泵機組樣機，并對樣機進行測試。試驗裝置與測試方法 為了對低溫空氣源熱泵機組（以下簡稱“低溫機組”）與一般空氣源熱泵機組（以下簡稱“一般機組”）的實際應用效果進行對比，測試機組工況環(huán)境由焓差法試驗臺（配有工況機、電加熱器和加濕器）模擬，根據 機組進行對比測試，臺樣機的換熱器、

6、風機及風量、膨脹閥容量相同，一般機組采納一般壓縮機，不帶經濟器；低溫機組采納比一般機組用壓縮機排量小一號的中問補氣壓縮機，并增加經濟器，由于排量小一號的中問補氣壓縮機在增加經濟器的中問流量后，其總排量與原壓縮機相當，該低溫熱泵機組采納制冷和制熱同時帶經濟器方式。分別測試臺機的制冷量和制熱量，并進行對比分析。試驗結果及分析 在 規(guī)定的空氣源熱泵型 單元式空調機名義制冷制熱工況、低溫柔超低溫制熱工況下，分別對一般機組和低溫機組進行對比測試。 名義制冷工況測試結果 從表可以看出，在名義制冷工況下，低溫機組的制冷量為一般機組的，輸入功率為，能效比為，制冷量和能效比均有小幅提升，主要是壓縮機相對小一號，

7、整機功率有所 單元式空氣調 節(jié)機中的測試方法（見圖）進行測試。在試驗中，制冷量和制熱量是通過測定機組進、出口空氣的干、濕球溫度和流量確定（進出風焓差乘空氣流量）。 采納左右（制冷量）的一般機組和低溫 下降，但是由于其排量相當，制冷量處于相當狀態(tài)。 第期林創(chuàng)輝等：低溫空氣源熱泵技術的應用 名義制熱工況測試結果 從表可以看出，在名義制熱忱況下，低溫機組的制熱量為一般機組的，輸入功率為，能效比為，制熱量和能效比均有 吸氣口 小幅提升。 表一般機組和低溫機組名義制熱工況測試結果 蒸氣噴射口 （）渦旋式壓縮機 低溫制熱工況測試結果 從表可以看出，在低溫環(huán)境達到 工 況下制熱，低溫機組的制熱量為一般機組的

8、，輸入功率為，能效比為，排氣溫度相對較低，系統(tǒng)低溫運行牢靠性提升。 表低溫（干濕球溫度為一一）制熱 （）螺桿式壓縮機 圖帶中間補氣的渦旋式壓縮機和螺桿式壓縮機 工況下一般機組和低溫機組測試結果 注：室內干球溫度為。 從表來看，一般機組的低溫制熱量衰減狀況使其不適用于在 以下的環(huán)境中運行，而低 溫機組不存在這個問題。超低溫制熱工況測試結果 在超低溫環(huán)境（室外溫度達到 圖 ）的制熱 空氣焓差法測試裝置 試驗中，一般機組已經無法運行，但低溫機組的制熱量仍可達到名義工況下的左右，能效比為左右。 低溫空氣源熱泵機組的地區(qū)適用性 表所示為我國各地區(qū)部分代表城市冬季氣象參數及采暖方式。 表一般機組和低溫機組名義制冷工況測試結果 表我國各地區(qū)部分代表城市冬季氣象參數及采暖方式口 別痔鏟室調 以 第卷 從表可以看出，在華南、西南、華東和華中的部分地區(qū)，冬季空氣調整溫度大部分均在上，最低日平均氣溫也在渦旋式空氣源熱泵機組。 在東北、西北和華北的部分低溫地區(qū)，冬季室外溫度均低于 ，這部分地區(qū)宜采納燃氣或 燃煤鍋爐集中供暖方式。 在華中、華東、華北、西北的部分地區(qū)，冬季室外溫度均在 以上，最低日平均氣溫也在 以上，可采納一般 ）在名