低溫空氣源熱泵技術(shù)的應(yīng)用

1、低溫空氣源熱泵技術(shù)的應(yīng)用 第卷第期 年月 剖洚鏟害調(diào) 低溫空氣源熱泵技術(shù)的應(yīng)用 林創(chuàng)輝 摘 歐陽(yáng)惕 陳華張學(xué)偉 （廣東申菱空調(diào)設(shè)備有限公司） 要介紹帶經(jīng)濟(jì)器的低溫空氣源熱泵技術(shù)，通過(guò)對(duì)低溫空氣源熱泵機(jī)組與一般空氣源熱泵機(jī)組的制冷 量、制熱量和能效比等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試及對(duì)比，探討低溫空氣源熱泵技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。試驗(yàn)結(jié)果表明：與一般機(jī)組相比，低溫機(jī)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(jī)組制熱量嚴(yán)峻衰減使其不適用于此溫度區(qū)間，低溫機(jī)組制熱量雖然也在削減，但其仍可達(dá)，且排氣溫度相對(duì)較低；在一。超低溫環(huán)境中，低溫機(jī)組仍可穩(wěn)定運(yùn)行，且能效比在左右。 關(guān)鍵詞 低溫空氣源熱泵；中

2、間補(bǔ)氣；噴氣增焓；經(jīng)濟(jì)器 （，） ， ， ， ， ， ， ，（） 訂 ， 訂，（） ；。； ； 空氣源熱泵機(jī)組可從大氣環(huán)境中吸取低品位能量，轉(zhuǎn)化為高品位能量，用于供熱取暖，與燃?xì)饣蛉济哄仩t供熱取暖相比，能源利用效率高，環(huán)境污染小。同時(shí)，空氣源熱泵機(jī)組由于安裝簡(jiǎn)便、敏捷，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)使用地區(qū)基本不會(huì)產(chǎn)生污染，特別適用于沒(méi)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(jī)組由于受到壓縮機(jī)運(yùn)行范圍、運(yùn)行特性和要求的限制，實(shí)際上僅能運(yùn)行于不低于 的環(huán)境。在室外環(huán)境溫度低于 的狀況下，機(jī)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(huì)消失回液、排氣溫度高、超范圍運(yùn)行等問(wèn)題，

3、因此對(duì)于長(zhǎng)江以北及廣闊的北方地區(qū)，其適應(yīng)性下降。 低溫空氣源熱泵技術(shù)及其在熱泵型空調(diào)機(jī)上 的應(yīng)用 一般單級(jí)壓縮空氣源熱泵機(jī)組在低溫環(huán)境下的熱量衰減嚴(yán)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(zhì)量流量下降，導(dǎo)致在壓縮機(jī)體積排氣量不變的狀況下，用于制熱的制冷劑的質(zhì)量流量特別低， 簡(jiǎn)介：林創(chuàng)輝，本科，工程師，系統(tǒng)討論所所長(zhǎng)，主要從事制冷空調(diào)產(chǎn)品制冷系統(tǒng)及空氣處理系統(tǒng)的技術(shù)討論和新產(chǎn)品開發(fā)工作。 別挎鏟室調(diào) 機(jī)組的制熱效果下降，制熱量衰減嚴(yán)峻口，而此時(shí)又是制熱量需求最大的時(shí)候，因此此時(shí)一般空氣源熱泵機(jī)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(jī)組的適用地域范

4、圍，可采納帶經(jīng)濟(jì)器的低溫空氣源熱泵技術(shù)，其工作原理如圖所示。此項(xiàng)技術(shù)主要是在壓縮機(jī)的壓縮中問(wèn)段增加補(bǔ)氣口，也就是傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)器接口。經(jīng)濟(jì)器流路是在液管（點(diǎn)）處分出一路制冷劑液體（支路），通過(guò)膨 第卷 脹閥節(jié)流后，由點(diǎn)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)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(guò)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(jīng)濟(jì)器內(nèi)蒸發(fā)后，進(jìn)入壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)器接口（點(diǎn)）。由于經(jīng)濟(jì)器回路的制冷劑蒸氣壓力和密度相對(duì)壓縮機(jī)吸氣壓力（點(diǎn)）高，制冷劑質(zhì)量流量相對(duì)較大，因此可以增大室內(nèi)換熱器流通和換熱的制冷劑質(zhì)量流量，從而大幅度提升空調(diào)機(jī)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(jī)組系統(tǒng)流程圖口 圖所示為可實(shí)現(xiàn)中問(wèn)補(bǔ)氣功能的渦旋式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī)，均設(shè)計(jì)有中問(wèn)補(bǔ)氣接口。 目前，低溫空氣源熱泵技術(shù)的相關(guān)討論主要集中在制熱優(yōu)化方面，即僅制熱時(shí)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)器回路。制冷和制熱均運(yùn)行經(jīng)濟(jì)器回路方面的討論還比較少。筆者對(duì)制冷和制熱均帶經(jīng)濟(jì)器運(yùn)行進(jìn)行討論，根據(jù)圖所示對(duì)機(jī)組進(jìn)行改進(jìn)，制成低溫空氣源熱泵機(jī)組樣機(jī)，并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試。試驗(yàn)裝置與測(cè)試方法 為了對(duì)低溫空氣源熱泵機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱“低溫機(jī)組”）與一般空氣源熱泵機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱“一般機(jī)組”）的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行對(duì)比，測(cè)試機(jī)組工況環(huán)境由焓差法試驗(yàn)臺(tái)（配有工況機(jī)、電加熱器和加濕器）模擬，根據(jù) 機(jī)組進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，臺(tái)樣機(jī)的換熱器、

6、風(fēng)機(jī)及風(fēng)量、膨脹閥容量相同，一般機(jī)組采納一般壓縮機(jī)，不帶經(jīng)濟(jì)器；低溫機(jī)組采納比一般機(jī)組用壓縮機(jī)排量小一號(hào)的中問(wèn)補(bǔ)氣壓縮機(jī)，并增加經(jīng)濟(jì)器，由于排量小一號(hào)的中問(wèn)補(bǔ)氣壓縮機(jī)在增加經(jīng)濟(jì)器的中問(wèn)流量后，其總排量與原壓縮機(jī)相當(dāng)，該低溫?zé)岜脵C(jī)組采納制冷和制熱同時(shí)帶經(jīng)濟(jì)器方式。分別測(cè)試臺(tái)機(jī)的制冷量和制熱量，并進(jìn)行對(duì)比分析。試驗(yàn)結(jié)果及分析 在 規(guī)定的空氣源熱泵型 單元式空調(diào)機(jī)名義制冷制熱工況、低溫柔超低溫制熱工況下，分別對(duì)一般機(jī)組和低溫機(jī)組進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。 名義制冷工況測(cè)試結(jié)果 從表可以看出，在名義制冷工況下，低溫機(jī)組的制冷量為一般機(jī)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(jī)相對(duì)小一號(hào)，

7、整機(jī)功率有所 單元式空氣調(diào) 節(jié)機(jī)中的測(cè)試方法（見圖）進(jìn)行測(cè)試。在試驗(yàn)中，制冷量和制熱量是通過(guò)測(cè)定機(jī)組進(jìn)、出口空氣的干、濕球溫度和流量確定（進(jìn)出風(fēng)焓差乘空氣流量）。 采納左右（制冷量）的一般機(jī)組和低溫 下降，但是由于其排量相當(dāng)，制冷量處于相當(dāng)狀態(tài)。 第期林創(chuàng)輝等：低溫空氣源熱泵技術(shù)的應(yīng)用 名義制熱工況測(cè)試結(jié)果 從表可以看出，在名義制熱忱況下，低溫機(jī)組的制熱量為一般機(jī)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(jī)組和低溫機(jī)組名義制熱工況測(cè)試結(jié)果 蒸氣噴射口 （）渦旋式壓縮機(jī) 低溫制熱工況測(cè)試結(jié)果 從表可以看出，在低溫環(huán)境達(dá)到 工 況下制熱，低溫機(jī)組的制熱量為一般機(jī)組的

8、，輸入功率為，能效比為，排氣溫度相對(duì)較低，系統(tǒng)低溫運(yùn)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(jī) 圖帶中間補(bǔ)氣的渦旋式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī) 工況下一般機(jī)組和低溫機(jī)組測(cè)試結(jié)果 注：室內(nèi)干球溫度為。 從表來(lái)看，一般機(jī)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(yùn)行，而低 溫機(jī)組不存在這個(gè)問(wèn)題。超低溫制熱工況測(cè)試結(jié)果 在超低溫環(huán)境（室外溫度達(dá)到 圖 ）的制熱 空氣焓差法測(cè)試裝置 試驗(yàn)中，一般機(jī)組已經(jīng)無(wú)法運(yùn)行，但低溫機(jī)組的制熱量仍可達(dá)到名義工況下的左右，能效比為左右。 低溫空氣源熱泵機(jī)組的地區(qū)適用性 表所示為我國(guó)各地區(qū)部分代表城市冬季氣象參數(shù)及采暖方式。 表一般機(jī)組和低溫機(jī)組名義制冷工況測(cè)試結(jié)果 表我國(guó)各地區(qū)部分代表城市冬季氣象參數(shù)及采暖方式口 別痔鏟室調(diào) 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(diào)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(jī)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?xì)饣?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