复叠式空气源热泵低温适应性研究.pdf

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1、陈镇凯等：复叠式空气源热泵低温适应性研究l07复叠式空气源热泵低温适应性研究陈镇凯，何雪强，胡文举，江辉民(1．广东吉荣空调有限公司．广东揭阳522000；2南京理工大学。南京210094；3．哈尔滨工业大学．哈尔滨150090)【摘要】为改善空气源热泵机组的低温适应性，设计和研制了单双级复叠式空气源热泵机组试验样机，在不同室外低温环境工况下，对样机的性能参数进行了实验测试，分析了机组在单、双级制热模式下，系统制热性能的变化规律及影响因素。研究结果表明：在室外环境温度低于O℃时，采用双级复叠式热泵制热模式，机组将得到更经济、更可靠的运行状态。与此同时

2、，确定室外温度为O~C，作为该系统单、双级切换运行的控制条件。【关键词】复叠式空气源热泵；低温；制热性能；实验研究【中图分类号】TU832．1【文献标识码】B【文章编号】1001—6864【2011)12—0107—03改善空气源热泵系统的低温适应性、提高其低温制热加工工艺提出更高的要求；③采用双级耦合热泵系统，哈尔性能是解决空气源热泵在寒冷地区应用的关键问题。针对滨工业大学的马最良教授等提出双级耦合热泵系统[6】，该低温空气源热泵技术，国内外学者进行了相关的研究，主要系统由中间水环路将两套单级热泵系统有机耦合，通过低集中在：①提高单级压缩空气源热泵

3、系统的低温制热性能，温空气源热泵从大气中吸取热量，提供lO一2O℃的低温热通过采用喷液冷却的压缩机和引入辅助加热器提高低位水并作为高温级水源热泵的低位热源制备高温热水向建筑热源的品质等来改善系统部件性能，引入性能优良混合物供暖，但中间水环路增加了系统的传热温度。基于此，将工质来提高低温供热性能¨等措施，但仍然无法从根本上双级压缩耦合热泵技术与复叠式热泵技术有机结合，本文解决压缩比大和排气温度高的问题，系统的可靠性也没有提出一种适合寒冷地区特点的单、双级复叠式空气源热泵得到本质提高；②采用双级和准双级压缩热泵系统，马国远供暖系统，并对样机在低温工况下单

4、级制热、双级复叠制热等在涡旋压缩机系统中设置经济器，构成准双级压缩空气性能进行实验研究，为低温空气源热泵供暖技术应用范围源热泵系统J，并对其制热运行特性进行了理论与实验研的北扩提供理论技术支持。究j，研究表明在蒸发温度一25％时，制热性能系数达到1复叠式空气源热泵系统及样机的设计1．69，排气温度121．4~C，系统能安全稳定运行，但对压缩机1．1复叠式空气源热泵系统原理接空调末端装置冷热接空调末端装置l、l6—涡旋压缩机；一冷凝蒸发器；3、l7一水侧换热器；4、5、21、22一电磁阀；6、7、8一止回阀；9、10、2O一膨胀阀；l1、19—过滤器；

5、l2、l8—贮液器；13一室外换热器；l4一四通换向阀；15—气液分离器；23一水泵图1单双级复叠空气源热泵系统原理图图1给出了单双级复叠式空气源热泵系统原理图。该缩机l6、水侧换热器17、冷凝蒸发器2、热力膨胀阀20、贮液系统主要由两级制热系统构成：第一级系统为低温级制热系器18、及阀门等部件构成。通过四通阀及电磁阀切换，系统统，由低温级压缩机1、室外换热器13、水侧换热器3、冷凝蒸可实现系统单级制冷、单级制热以及双级复叠制热等多种功发器2、热力膨胀阀9(10)、贮液器12、气液分离器15及阀能。在室外温度较高时，系统按单级制热模式运行，高温压门等

6、部件构成；第二级系统为高温级制热系统，由高温级压缩机l6停机，电磁阀5、21开启，电磁阀4、22关闭，四通阀l08低温建筑技术2011年第12期(总第162期)通电，室外换热器为蒸发器，水侧换热器3提供采暖用热水；度和压缩比是低温空气源热泵技术需解决的关键问题。在室外温度较低时，系统按双级复叠制热模式运行，电磁阀从表2中显示的结果可以看出，系统在低温双级制热运4、22开启，电磁阀5、2l关闭，高温压缩机l6启动，换热器2行，机组出热水温度为45'E，当环境温度从一5~C降至一为低温与高温级热泵系统的冷凝蒸发器，最后由水侧换热器2O℃时，机组的制热量下

7、降28．8％，能效比下降17．4％，高l7提供采暖用热水。温级的排气温度从68．1℃上升至78．2'E，高低温级压缩比1．2实验样机的设计也维持在4．5以下。从上述二表得出的结果可以得知，双级基于单双级复叠式空气源热泵系统原理，研制了一台型复叠制热量和制热能效比虽然随着室外温度下降而降低，但号为RF14WDS的实验样机，额定制热量为14kW。样机的下降幅度远比单级制热系统低得多，即使在环境温度为一低温级压缩机选用型号为VR61KF—TFP一542全封闭涡旋20~C时，系统的制热能效比仍然可以维持在2．0以上，系统式压缩机，高温级压缩机选用型号为ZR3

8、6KH一'ITD全封闭压缩机的排气温度和压缩机也远低于压缩机的允许限值。涡旋式压缩机，热力膨胀阀选用的型号为