低温空气源热泵技术的应用

1、低温空气源热泵技术的应用 第卷第期 年月 剖洚铲害调 低温空气源热泵技术的应用 林创辉 摘 欧阳惕 陈华张学伟 （广东申菱空调设备有限公司） 要介绍带经济器的低温空气源热泵技术，通过对低温空气源热泵机组与一般空气源热泵机组的制冷 量、制热量和能效比等参数进行测试及对比，探讨低温空气源热泵技术的应用优势。试验结果表明：与一般机组相比，低温机组在名义制冷和名义制热工况下冷热量和能效均有所提升；在。的环境中， 一般机组制热量严峻衰减使其不适用于此温度区间，低温机组制热量虽然也在削减，但其仍可达，且排气温度相对较低；在一。超低温环境中，低温机组仍可稳定运行，且能效比在左右。 关键词 低温空气源热泵；中

2、间补气；喷气增焓；经济器 （，） ， ， ， ， ， ， ，（） 订 ， 订，（） ；。； ； 空气源热泵机组可从大气环境中吸取低品位能量，转化为高品位能量，用于供热取暖，与燃气或燃煤锅炉供热取暖相比，能源利用效率高，环境污染小。同时，空气源热泵机组由于安装简便、敏捷，环境适应性强，对使用地区基本不会产生污染，特别适用于没有集中供暖的广阔冬季寒冷地区。 但一般空气源热泵型机组由于受到压缩机运行范围、运行特性和要求的限制，实际上仅能运行于不低于 的环境。在室外环境温度低于 的状况下，机组的制热力量和效率下降明 收稿日期： 显，而且在低温环境下，热泵系统还会消失回液、排气温度高、超范围运行等问题，

3、因此对于长江以北及广阔的北方地区，其适应性下降。 低温空气源热泵技术及其在热泵型空调机上 的应用 一般单级压缩空气源热泵机组在低温环境下的热量衰减严峻的主要缘由是：在室外温度低（低于）的状况下，制冷剂蒸气压力下降，制冷剂质量流量下降，导致在压缩机体积排气量不变的状况下，用于制热的制冷剂的质量流量特别低， 简介：林创辉，本科，工程师，系统讨论所所长，主要从事制冷空调产品制冷系统及空气处理系统的技术讨论和新产品开发工作。 别挎铲室调 机组的制热效果下降，制热量衰减严峻口，而此时又是制热量需求最大的时候，因此此时一般空气源热泵机组不适用。 为了提升低温环境下的制热效果，增大空气源热泵机组的适用地域范

4、围，可采纳带经济器的低温空气源热泵技术，其工作原理如图所示。此项技术主要是在压缩机的压缩中问段增加补气口，也就是传统的经济器接口。经济器流路是在液管（点）处分出一路制冷剂液体（支路），通过膨 第卷 胀阀节流后，由点进入经济器蒸发，汲取另一路制冷剂液体（主路）的热量，增大主路制冷剂液体的过冷度，提升系统冷量（从环境汲取的热量）。支路制冷剂液体在经济器内蒸发后，进入压缩机的经济器接口（点）。由于经济器回路的制冷剂蒸气压力和密度相对压缩机吸气压力（点）高，制冷剂质量流量相对较大，因此可以增大室内换热器流通和换热的制冷剂质量流量，从而大幅度提升空调机的制热量和能效比。 稚霰辎暮 显 圆 删 单向阀 图

5、 低温空气源热泵机组系统流程图口 图所示为可实现中问补气功能的涡旋式压缩机和螺杆式压缩机，均设计有中问补气接口。 目前，低温空气源热泵技术的相关讨论主要集中在制热优化方面，即仅制热时运行经济器回路。制冷和制热均运行经济器回路方面的讨论还比较少。笔者对制冷和制热均带经济器运行进行讨论，根据图所示对机组进行改进，制成低温空气源热泵机组样机，并对样机进行测试。试验装置与测试方法 为了对低温空气源热泵机组（以下简称“低温机组”）与一般空气源热泵机组（以下简称“一般机组”）的实际应用效果进行对比，测试机组工况环境由焓差法试验台（配有工况机、电加热器和加湿器）模拟，根据 机组进行对比测试，台样机的换热器、

6、风机及风量、膨胀阀容量相同，一般机组采纳一般压缩机，不带经济器；低温机组采纳比一般机组用压缩机排量小一号的中问补气压缩机，并增加经济器，由于排量小一号的中问补气压缩机在增加经济器的中问流量后，其总排量与原压缩机相当，该低温热泵机组采纳制冷和制热同时带经济器方式。分别测试台机的制冷量和制热量，并进行对比分析。试验结果及分析 在 规定的空气源热泵型 单元式空调机名义制冷制热工况、低温柔超低温制热工况下，分别对一般机组和低温机组进行对比测试。 名义制冷工况测试结果 从表可以看出，在名义制冷工况下，低温机组的制冷量为一般机组的，输入功率为，能效比为，制冷量和能效比均有小幅提升，主要是压缩机相对小一号，

7、整机功率有所 单元式空气调 节机中的测试方法（见图）进行测试。在试验中，制冷量和制热量是通过测定机组进、出口空气的干、湿球温度和流量确定（进出风焓差乘空气流量）。 采纳左右（制冷量）的一般机组和低温 下降，但是由于其排量相当，制冷量处于相当状态。 第期林创辉等：低温空气源热泵技术的应用 名义制热工况测试结果 从表可以看出，在名义制热忱况下，低温机组的制热量为一般机组的，输入功率为，能效比为，制热量和能效比均有 吸气口 小幅提升。 表一般机组和低温机组名义制热工况测试结果 蒸气喷射口 （）涡旋式压缩机 低温制热工况测试结果 从表可以看出，在低温环境达到 工 况下制热，低温机组的制热量为一般机组的

8、，输入功率为，能效比为，排气温度相对较低，系统低温运行牢靠性提升。 表低温（干湿球温度为一一）制热 （）螺杆式压缩机 图带中间补气的涡旋式压缩机和螺杆式压缩机 工况下一般机组和低温机组测试结果 注：室内干球温度为。 从表来看，一般机组的低温制热量衰减状况使其不适用于在 以下的环境中运行，而低 温机组不存在这个问题。超低温制热工况测试结果 在超低温环境（室外温度达到 图 ）的制热 空气焓差法测试装置 试验中，一般机组已经无法运行，但低温机组的制热量仍可达到名义工况下的左右，能效比为左右。 低温空气源热泵机组的地区适用性 表所示为我国各地区部分代表城市冬季气象参数及采暖方式。 表一般机组和低温机组名义制冷工况测试结果 表我国各地区部分代表城市冬季气象参数及采暖方式口 别痔铲室调 以 第卷 从表可以看出，在华南、西南、华东和华中的部分地区，冬季空气调整温度大部分均在上，最低日平均气温也在涡旋式空气源热泵机组。 在东北、西北和华北的部分低温地区，冬季室外温度均低于 ，这部分地区宜采纳燃气或 燃煤锅炉集中供暖方式。 在华中、华东、华北、西北的部分地区，冬季室外温度均在 以上，最低日平均气温也在 以上，可采纳一般 ）在名