當(dāng)前位置：首頁 » 明天環(huán)保資訊中心 » 常見問題 » -20℃溫空氣源熱泵機組能否穩(wěn)定運行？來看數(shù)據(jù)帝測試分析

-20℃溫空氣源熱泵機組能否穩(wěn)定運行？來看數(shù)據(jù)帝測試分析

文章出處：責(zé)任編輯：人氣：-發(fā)表時間：2016-10-14 09:07【大中小】

空氣源熱泵機組可從大氣環(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，空氣源熱泵機組由于安裝簡便、靈活，環(huán)境適應(yīng)性強，對使用地區(qū)基本不會產(chǎn)生污染，非常適用于沒有集中供暖的廣大冬季寒冷地區(qū)。

普通型熱泵有什么局限？

但普通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-10℃的環(huán)境。在室外環(huán)境溫度低于-10℃的情況下，機組的制熱能力和效率下降明顯，而且在低溫環(huán)境下，熱泵系統(tǒng)還會出現(xiàn)回液、排氣溫度高、超范圍運行等問題，因此對于長江以北及廣大的北方地區(qū)，其適應(yīng)性下降。

普通單級壓縮空氣源熱泵機組在低溫環(huán)境下的熱量衰減嚴(yán)重的主要原因是：在室外溫度低（低于-10℃）的情況下，制冷劑蒸氣壓力下降，制冷劑質(zhì)量流量下降，導(dǎo)致在壓縮機體積排氣量不變的情況下，用于制熱的制冷劑的質(zhì)量流量非常低，機組的制熱效果下降，制熱量衰減嚴(yán)重，而此時又是制熱量需求大的時候，因此此時普通空氣源熱泵機組不適用。

什么是低溫型熱泵？

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圍，可采用帶經(jīng)濟(jì)器的低溫空氣源熱泵技術(shù)，其工作原理如圖1所示。此項技術(shù)主要是在壓縮機的壓縮中間段增加補氣口，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1）處分出一路制冷劑液體（支路），通過膨脹閥節(jié)流后，由點4進(jìn)入經(jīng)濟(jì)器蒸發(fā)，吸收另一路制冷劑液體（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)境吸收的熱量）。

支路制冷劑液體在經(jīng)濟(jì)器內(nèi)蒸發(fā)后，進(jìn)入壓縮機的經(jīng)濟(jì)器接口（點6）。由于經(jīng)濟(jì)器回路的制冷劑蒸氣壓力和密度相對壓縮機吸氣壓力（點7）高，制冷劑質(zhì)量流量相對較大，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)機的制熱量和能效比。圖2所示為可實現(xiàn)中間補氣功能的渦旋式壓縮機，設(shè)計有中間補氣接口。

圖２帶中間補氣的渦旋式壓縮機

低溫型空氣能性能如何？

為了對低溫空氣源熱泵機組與普通空氣源熱泵機組的實際應(yīng)用效果進(jìn)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，按照GB/T17758-2010《單元式空氣調(diào)節(jié)機》中的測試方法（見圖3）進(jìn)行測試。在試驗中，制冷量和制熱量是通過測定機組進(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）。

采用28KW左右（制冷量）的普通機組和低溫機組進(jìn)行對比測試，2臺樣機的換熱器、風(fēng)機及風(fēng)量、膨脹閥容量相同，普通機組采用普通壓縮機，不帶經(jīng)濟(jì)器；低溫機組采用比普通機組用壓縮機排量小一號的中間補氣壓縮機，并增加經(jīng)濟(jì)器，分別測試2臺機的制冷量和制熱量，并進(jìn)行對比分析。

1）名義制冷工況測試結(jié)果

表１普通機組和低溫機組名義制冷工況測試結(jié)果

從表1可以看出，在名義制冷工況下，低溫機組的制冷量為普通機組的107.25%，輸入功率為92.78%，能效比為115.81%，制冷量和能效比均有小幅提升，主要是壓縮機相對小一號，整機功率有所下降，但是由于其排量相當(dāng)，制冷量處于相當(dāng)狀態(tài)。

2）名義制熱工況測試結(jié)果

從表2可以看出，在名義制熱情況下，低溫機組的制熱量為普通機組的102.66%，輸入功率為99.06%，能效比為103.6%，制熱量和能效比均有小幅提升。

表2 普通機組和低溫機組名義制熱工況測試結(jié)果

3）低溫制熱工況測試結(jié)果

從表3可以看出，在低溫環(huán)境達(dá)到-11℃工況下制熱，低溫機組的制熱量為普通機組的233.10%，輸入功率為111.96%，能效比為209.09%，排氣溫度相對較低，系統(tǒng)低溫運行可靠性提升。

表3 低溫（干/濕球溫度為-11℃/-11.5℃）制熱工況下普通機組和低溫機組測試結(jié)果

注：室內(nèi)干球溫度為20℃。

從表3來看，普通機組的低溫制熱量衰減情況使其不適用于在-10℃以下的環(huán)境中運行，而低溫機組不存在這個問題。

4）溫制熱工況測試結(jié)果

在溫環(huán)境（室外溫度達(dá)到-20℃）的制熱試驗中，普通機組已經(jīng)無法運行，但低溫機組的制熱量仍可達(dá)到名義工況下的55%左右，能效比為2.0左右。

哪些地區(qū)須采用低溫型？

從表4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)節(jié)溫度大部分均在-7℃以上，日平均氣溫也在-10℃以上，可采用普通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-20℃，這部分地區(qū)宜采用燃?xì)饣蛉济哄仩t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-15℃以上，日平均氣溫也在-20℃以上，無法采用普通機組供暖，雖然部分地區(qū)的城鎮(zhèn)已有集中供暖，但集中供暖缺乏靈活性；在黃河以南的中部地區(qū)，冬季取暖多依靠煤炭，供熱效率低且易發(fā)生煤氣中毒事故；而且長江沿線十余省，冬季基本上無集中供暖，電暖器等局部取暖設(shè)施不能滿足整個居室的供暖需要，且耗電量較高。普通機組在氣溫環(huán)境中運行不可靠且制熱量衰減嚴(yán)重，而低溫機組則具有較好的適應(yīng)性。

低溫型熱泵的優(yōu)點

低溫機組與普通機組相比具有以下優(yōu)點：

在名義制冷和制熱工況下，低溫機組的冷熱量和能效比普通機組有所提升。

在-10~-15℃的環(huán)境中，普通機組基本無法正常工作，可靠性低，制熱量衰減嚴(yán)重。低溫機組不但能夠穩(wěn)定制熱運行，且排氣溫度相對較低，運行可靠。

低溫機組在-15~-20℃溫環(huán)境中仍可正常穩(wěn)定運行，能效比在2.0左右。

本文源自中國空氣能網(wǎng)

下一篇：解決空氣能熱水器出水冷熱不均的三重新工藝上一篇：低溫環(huán)境下空氣源熱泵機組運轉(zhuǎn)需考慮的因素

此文關(guān)鍵字：酒店熱水工程賓館熱水工程空氣能熱水設(shè)備宿舍熱水工程熱水設(shè)備