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超低温热泵技术全面分析:压缩机喷气增焓技术有何优势?

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序言:

在我国长江以北地区冬季采暖时环境温度低,达到零度以下。在这样的低温环境中,会导致普通空气源热泵系统蒸发温度低、吸气比重小、系统流量小、过热度无法保证等,使得系统制热量低,系统运行不可靠,甚至导致压缩机液击等故障,难以满足寒冷地区冬季的采暖需求。因此,符合市场需求的低温热泵有广阔的市场,而符合低温热泵使用的压缩机开发是低温热泵开发的核心。

正文:

超低温空气能热泵(冷暖)机组按工作环境,是由喷气增焓压缩机、喷气增焓技术、高效过冷却经济器组成的新型系统,这三个技术的组合可提供高效的性能。这是一个有机的整体,即高效的喷气增焓压缩机、高效过冷却经济器、高效换热器共同构成了高效节能的喷气系统。

提高空气能在低温环境下的制热性能的方法有:高效喷气增焓压缩机技术、高效换热器技术准二级压缩技术、复叠式制冷循环技术、变频压缩机控制技术、Turbo技术等,采用对气液分离器和吸气管增设电加热来提高蒸发压力和蒸发温度,上述措施在低温制热技术上都是可行的。因为在寒冷地区的气候特点是温度特别低的持续时间相对较短且冬季需要供暖时间较长,处于这一原因,热泵系统应优先满足系统在最常运行时段所对应的经济性,同时也能够在温度特别低的工况下正常运行。因此,基于准二级压缩机带经济器的涡旋压缩式制冷系统是最佳的解决方案。

试验测试:喷气增焓系统-11℃COP约2.2,可以减小单机压缩机的压缩比以及降低排气温度,具有一定的优势性能。

普通空气能热泵的弊端:制热效率低、压缩机吸气压力降低、吸气比容增大、排气量低、循环量相对减少。回液困难、高排气温度,时间久了容易造成冷冻油炭化并引起压缩机磨损、卡缸、短路、爆炸等重大问题。此外,压缩机的容积得不到充分的利用,翅片侧结霜快,除霜时间长。

市面上“伪低温机”的弊端:所谓的“伪低温机”是指采用普通压缩机的常温机型,或在常温机型系统稍作改变(所谓的系统增焓),增加回气电辅或直接将高压排气经旁通管接至回气管,这样的做法表面上是可以降低排气温度和排气压力,但却不能增加回气量,压缩机虽然可以在极端天气(如-15℃)使用,但能效比极低;此外,高压排气直接与低压回气混合容易造成压缩机吸气压力不均,液击、回气过热、回油困难等问题。

综上所述,选择高效稳定的低温机,还是要选择真正的“喷气增焓压缩机系统”。

  喷气增焓压缩机是采用两级节流中间喷气技术,采用闪蒸器进行气液分离,实现增焓效果。它通过中低压时边压缩边喷气混合冷却,然后高压时正常压缩,提高压缩机排气量,达到低温环境下提升制热能力的目的。喷气增焓压缩机技术最先倡导的是日立,随后谷轮也提出相应的技术,广泛用在涡旋式压缩机上。同时,补气通道的开启和关闭可以做为一种容量卸载调节的辅助手段。

  高效过冷却器在整个系统中也起到了关键性的作用,一方面对主循环回路冷媒进行节流前过冷,增大焓差;另一方面,对辅助回路(这路冷媒将由压缩机中部导入直接参与压缩)中经过电子膨胀阀降压后的低压低温冷媒进行适当的预热,以达到合适的中压,提供给压缩机进行二次压缩。经过实践证明,可以选择高效螺纹逆流换热套管式换热器作为高效过冷经济器。


  1、节能高效

  所有型号制冷平均能效比为3.58,所有型号制热平均能效比为4.32,所有型号冷热平均能效比为3.95,是业界最高水平。这是因为采用了先进的技术——喷气增焓系统、高效换热器技术、高效的风扇电机、优化的风罩设计等技术。在制冷和制热时的运行费用大大降低。

  2、严寒下性能跃升安全可靠

  喷气增焓系列产品实现了-25℃~29℃内制热运转,通过喷气增焓增大了压缩机在严寒下的制热能力,-15℃下制热能力提高近20%-50%,引领热泵采暖进入“强冷热”时代。

  当室外温度很低时,室外机热交换能力下降,压缩机正常回气口的回气量减少,压缩机功率降低,不能发挥最好效果。但通过中间压力回气喷射口补充制冷气体,从而增加压缩机排气量,室内机热交换器制热的循环制冷剂量增加,实现制热量增加。因此更加适用于寒冷地区。

   在- 25℃ 时的正常工作,保证了严寒地区冬季的供暖需求。与集中供暖系统按时段供热不同,24小时持续供暖能保证室内温暖如春。先进的控制系统确保室内温度控制在+/- 0.5℃。基于数码涡旋压缩机技术的可靠平台,使得压缩机的故障率小于 0.005%,确保了全年的可靠运行。整个系统无需热水管道, 不会发生水损事故。



  3、控制简捷功能强大

  多台主机组合成多种模块,通过计算机实现参数设定、空调状态查询等功能,达到降低行费用,实现空调自动管理,让控制更加简单。

  4、健康环保

  系统运行时不需要对电源频率进行改变,压缩机只是简单的负载和卸载的机械运动,不会产生干扰性电磁波造成电源污染及辐射污染而影响其他设备正常运作,不会对人体产生电磁辐射,而变频空调在频率转换过程中产生的高次谐波,无论对人体还是对精密仪器都是非常有害的。并且可以使用环保冷媒R407c,R407c是替代 R22的较为合适的环保制冷剂,不会破坏臭氧层,符合国际公约《蒙特利尔议定书》。

  5、灵活美观

  按需供暖,不受采暖季节的限制。按照实际的供暖情况产生费用,计费合理。直接采用中央空调系统,无需接城市管网或设立锅炉房,节省了其他设备的投资。与采用辅助电加热器的空调系统相比, 无需增加电气容量。安装便捷,与家庭装饰浑然一体,营造舒适美观的家居及办公环境。无需专业的日常维护,省心省力。

喷气增焓压缩机是最新一代涡旋压缩机专利技术,喷气增焓技术是指以喷气增焓压缩机为基础,优化了中压段冷媒喷射技术。原理是过中间压力吸气孔(Vapour Injection)吸入一部分中间压力的气体,与经过部分压缩的冷媒混合再压缩,实现以单台压缩机实现两级压缩,增加了冷凝器中的制冷剂流量,加大了主循环回路的焓差,从而大大提高了压缩机的效率。


空气能机型分为:超低温空气能热泵及常温型空气能热泵。

常温机型一般在长江以南,冬季极端天气在-7℃以上的地区使用。

超低温机型一般在长江以北,冬季极端天气在-7℃~-25℃的地区使用。

常温型空气能热泵压缩机:谷轮、日立、松下(三洋)

超低温空气能热泵压缩机:谷轮、日立

谷轮的优点是抗压能力略强,中高负荷运行噪音大,常温机优势较大,低温机能效略低。

日立的优点是运行性能稳定,全负荷运行噪音小,常温机性能中等,低温机能效较高。


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