低温热泵与喷气增焓技术

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1、低温热泵与喷气增焓技术低温热泵与喷气增焓技术喷气增焓技术简介及喷气增焓技术简介及最佳补气量的确定最佳补气量的确定西安交通大学刘小琴、胡辉、吕小龙2023/5/192023/5/19新型制冷与热泵循环系统新型制冷与热泵循环系统当今世界，节能与环保节能与环保问题日益提上日程。以燃煤为基础的供暖模式所带来的负面影响越来越不能适应社会可持续发展的要求。空气源热泵空气源热泵以其独特优点成为热泵诸多型式中应用最为广泛的一种，但是它的应用受到气候条件的约束。1传统的取暖模式传统的取暖模式2023/5/19采用传统冷暖空调来采暖的优缺点采用传统冷暖空调来采暖的优缺点2023/5/192023/5/19随着室外

2、气温的不断下降，室内采暖热负荷会不断增加，同时传统空气源热泵将会产生下列问题问题:1.随着室外气温的降低，制冷剂吸气比容增大，机组吸气量吸气量迅速下降，从而减少热泵系统的制热量，不能满足室内最大采暖热负荷。2.由于压缩机压缩比的不断增加，压缩机的排气温度排气温度迅速升高。在很低的室外温度下，压缩机会因防止过热而自动停机保护，这使得热泵只能在不太低的室外气温下运行。针对传统空气源热泵的以上局限性，国内外专家学者纷纷提出了不同的解决方案。其中包括：带中间冷却器或经济器的二级压缩热泵系统，带经济器的准二级压缩热泵系统带经济器的准二级压缩热泵系统(喷气增焓热泵系统喷气增焓热泵系统)，以提高润滑油流量来

3、冷却压缩机的热泵系统，采用变频技术、辅助加热器、复叠式蒸汽压缩的热泵系统，以及双级耦合热泵系统等。3.由于压缩机压力比压力比的增大，系统的性能系数(COP)急剧下降。4.如果热泵只为低温情况下设计，那么它的制热量远远大于较高室外温度下所需热负荷。当热泵在较高室外温度情况下运行时，需要循环的启闭启闭来减少其制热量，这样会降低系统性能。在80年代中期国内学者提出了带经济器经济器的准二级压缩热泵系统准二级压缩热泵系统，并在螺杆机组螺杆机组中得到成功应用。经过研究，在-30工况下，该系统完全可以取代双级压缩系统。但是螺杆机组容量一般较大，同时其相对于双级压缩系统的优点随蒸发温度的上升而不明显，长期以来

4、它的研究仅仅局限于低温制热情况。1带辅助进气口的涡旋压缩机涡旋压缩机实现带经济器的准二级压缩空气源热泵于2000年被提出，用来提高空气源热泵在低温工况下的制热性能，现在应用较广。2023/5/19经济器系统经济器系统分为过冷器系统和闪发器系统 带过冷器过冷器的涡旋压缩机准二级压缩热泵系统流程见下图。该系统结构简单，无需对常规系统进行很大改造。在较低环境温度时能够稳定运行，且制热量能够满足冬季采暖热负荷。通过启闭补气回路的电磁阀来实现准二级压缩模式与单级压缩模式之间的转换，使系统在正常制热/制冷及低温制热工况下的经济性得到较好兼顾。2023/5/19带过冷器的涡漩压缩机喷气增焓系统带过冷器的涡漩

5、压缩机喷气增焓系统流程图流程图热力循环图热力循环图带闪发器闪发器的涡旋压缩机准二级压缩热泵系统流程见下图。通过理论与实验数据的分析比较得出：在低温工况下，闪发器前节流系统比过冷器系统更能有效地提高空气源热泵的低温制热性能，同时由于其结构简单，成为寒冷地区用小型空气源热泵的较佳选择。该系统又有两种不同的布置方式：前节流系统前节流系统以及后节流系统后节流系统。2023/5/19前节流系统的流程图以及热力循环图如下前节流系统的流程图以及热力循环图如下:2023/5/19后后节流系统的流程图以及热力循环图如下节流系统的流程图以及热力循环图如下:喷气增焓系统中制冷剂的中间补气压力及最佳补气量如何确定？喷

6、气补焓能增加制热量吗？为什么？喷气补焓能增加制热量吗？为什么？制热量增加原理制热量增加原理能效增加原理：能效增加原理：能效提高源于冷能效提高源于冷量增益超过耗功量增益超过耗功增益增益【7】2023/5/19喷气增焓喷气增焓VS变容技术变容技术2023/5/19常规系统常规系统VS变容系统变容系统常规系统常规系统VS喷气补焓喷气补焓为什么喷气增焓技术在制冷和制热工况下都能达到较高的能效？1.喷气增焓技术不影响制冷能力和能效2.喷气增焓技术能有效提高制热能力和能效能效2023/5/19超低温数超低温数码涡码涡旋旋热泵热泵与与直流直流变频热泵变频热泵满负满负荷荷时时制制热热COP比比较较超低温数超低

7、温数码涡码涡旋旋热泵热泵与直流与直流变频热泵变频热泵的的制制热热量量对对比比(15 kW 制制热热量系量系统统)【11】2023/5/19超低温数码涡旋热泵与变频热泵的技术对比【超低温数码涡旋热泵与变频热泵的技术对比【11】不同不同制冷剂对喷气增焓的作用【制冷剂对喷气增焓的作用【6 6】2023/5/191.热泵热水器【热泵热水器【5】.【12】2.家用及商用空调系统【家用及商用空调系统【14】3.家用及商用三联供机组【家用及商用三联供机组【15】4.轨道车辆空调【轨道车辆空调【10】5.其他领域其他领域喷气增焓技术的应用领域喷气增焓技术的应用领域喷气增焓技术在三联供机组中的应用喷气增焓技术在三联供机组中的应用2023/5/192023/5/192023/5/19Thank you!