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1、50制冷技术2007年第4期技术美国艾默生公司压缩机应用技术讲座讲座第二十四讲超低温数码涡旋热泵与传统热泵技术的比较(艾默生环境优化技术(苏州)有限公司,上海200010)1传统的热泵技术在中国的应用旋压缩机。其在固定涡旋盘上设置第二个吸气口连小型分体式空调在中国已被广泛应用了10多接蒸汽喷射管。这样涡旋压缩机就具有2个吸气口年。在2003年,销售了2千万台小型分体空调和20吃1个排气口(强制喷汽涡旋压缩机的结构如图2万套多联机组。热泵系统占住宅空调的70%～所示)。80%,具有节能、安装简单既能够制冷又能制热的特点。在中国
2、,如何降低制热和制冷的能耗费用是最大的挑战,此费用包括初投资、运行费用以及环境保护费用。中国已经制定了分体式空调器的能效标准(GB-1202113)。单元式空调和冷水机组的能效标准正处于报批程序。这些标准将推动空调制造商生产和销售更高效的产品,热泵技术将会被更广泛地应用。目前,常规热泵系统在环境温度0℃以上时供热图2喷汽增焓涡旋压缩机结构良好,但当环境温度低于0℃时就需要额外的加热器喷汽增焓涡旋压缩机的第二个吸气口将会帮助帮助提供足够的热量,这样将降低效率。下面的图1增加主循环的流量。借助于闪蒸罐,高压/高温的液给出了制热能
3、力衰减因子随环境温度变化的情况。体通过辅助电子膨胀阀膨胀后变为中压气体喷入第例如:当环境温度降到-5℃时它的制热能力降到额二个吸气口(见图3),这近似于低温气体两级压缩概定制热量的78%。念。同时,闪蒸罐里的液体焓值将会降到图4中所示的下一个循环的值。喷射蒸汽有助于增加主循环中的制冷剂流量,增加流经室外换热器的液体制冷剂焓差,从而增加制热量。图1室内机组制热能力随环境温度变化的情况注:图表取自中国某先进空调制造商的工程手册图3喷汽增焓制冷剂循环2超低温数码涡旋热泵技术超低温数码涡旋热泵工作原理超低温数码涡旋制热技术采用喷汽增
4、焓数码涡2007年第4期制冷技术51性,是一种全新的技术。超低温数码涡旋热泵技术依靠强制喷汽增焓达到在低环境温度下良好的制热能力,并且具有很高的可靠性。同时电子控制系统很简单,解决了变频系统影响其它电子设备的电磁干扰问题(见表2)。表2超低温数码涡旋热泵与变频热泵的技术对比技术特性变频系统超低温数码涡旋强化制热能力模式提高压缩机转速喷汽增焓低温区制热效率降低较好可靠性被挑战有保证电磁干扰(EMI)问题加剧没问题图4蒸汽喷射增焓的工作原理电子控制复杂简单3超低温数码涡旋热泵技术与其它热泵技术的对31311超低温数码涡旋热泵与直
5、流变频热泵的比性能对比-制热量311超低温数码涡旋热泵与常规热泵的技术对比我们将某空调制造商制热量为15kW的超低温常规的热泵很难在-5℃以下制热,超低温数码数码涡旋热泵在实际项目测试中得到的数据与直流涡旋热泵采用强制喷汽增焓技术显著增强主循环的变频热泵进行了性能对比,如表3所示。与直流变频流量,得到额外的7～34%的热量。从图5中的比较变容量热泵系统相比,超低温数码涡旋变容量热泵系来看,超低温数码涡旋热磁系统与常规的数码涡旋热统具有更好的制热性能。更特别的是,超低温数码涡泵系统相比,制热量有显著增加,同时COP也有增旋热泵
6、空调系统在环境温度低至-25℃时仍能运行,加,更适用于低环境温度。并且能代替传统的城市集中热水供暖系统或小型锅炉系统在大部分中国北方地区进行采暖。表3超低温数码涡旋热泵与直流变频热泵的制热量对比(15kW制热量系统)直流变频热泵低温喷汽增焓热泵制热量增加环境温度制热量制热量百分比(%)7℃100100-0℃83.498.815.5图5超低温数码涡旋热泵制热能力及COP增加的百分比-5℃75.091.017.6(与常规数码涡旋热泵相比)-10℃65.479.417.6超低温数码涡旋热泵空调系统不仅在-25℃时-15℃59107
7、0191618能正常运行,而且COP还能达到2125而在其它低环-20℃超出工作范围6213境温度下,其COP达到了更高的水平。因此,与常规-25℃超出工作范围5510热泵相比,其节能性非常显著,详见表1。(注:与国际某知名品牌的热泵机组满负荷制热量比较(直流变频8HP表1超低温数码涡旋热泵与常规热泵的COP对比R22样本值)常规热泵超低温数码涡旋热泵COP增加31312超低温数码涡旋热泵与直流变频热泵的环境温度COPCOP百分比(%)性能对比-满负荷COP0℃21531353410从图6中可以看到,超低温数码涡旋热泵实测的
8、-10℃210121934518满负荷的COP值高出相同工况下的变频热泵的技术-20℃116421555515手册值。同时可以看到,在超出变频热泵的运行范围-25℃超出运行范围2125-内(低于-15℃),超低温数码涡旋热泵仍然能够运(注:COP数据摘自中国某空调制造商的测试数据)行,并具
