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低溫空氣能在寒冷的環境下是否還可以運作
- 2019-01-26 -

  隨著煤改電方針的實施,超低溫空氣能熱泵因為其節能環保、高效采暖的特性逐漸替代了燃煤在北方采暖的“領軍位置”。而面臨北方冬天低溫的環境下,為什么超低溫空氣能依然可以表現出不俗的采暖作用,持續高效運轉呢?

  在回答這個疑問之前,首先要分析超低溫環境對空氣能運轉有哪些約束和挑戰。如下圖1所示,這是一個典型的熱泵系統圖,兩大換熱部件——翅片換熱器(液態制冷劑從空氣中吸收熱量然后蒸發成氣體),套管換熱器(制冷劑開釋熱量用于采暖),而緊縮機在其間扮演的是一個“熱量遷移”的角色,電子膨脹閥節省使得冷媒壓力下降再次進入蒸發器循環。

  一旦將這個系統置于氣溫-15℃以下的環境中,超低溫的空氣無法開釋滿足的熱量來滿足蒸發器中液態制冷劑的蒸發過程,蒸發不足使得進入緊縮機的低溫低壓的氣態制冷劑的量不足,導致緊縮機的排氣溫度偏高,極易報排氣高溫毛病;另一方面緊縮機內部的光滑油工作溫度是有一定約束的,長期處于高溫環境,會使得光滑油蛻變然后失掉光滑作用,約束緊縮機的壽命。即使拋開這些問題不談,蒸發器從空氣中吸收到的熱量是不行的,因此在冷凝器側根本無法開釋滿足的熱量用于供暖,然后導致用戶采暖作用是極差的。

  而對于“噴氣增焓”這個詞大家并不陌生,基本知道使用這種技術使得超低溫空氣能在-15℃以下能夠高效運轉,滿足用戶的供暖需求。加載了“噴氣增焓”緊縮機的熱泵,可以對空氣中的低溫熱量進行“準二次緊縮”,這樣一來空氣能熱泵緊縮機的排氣量就會添加,在低溫工況系統就會安穩,同時制熱效率也會提高。

  但對于它的原理相信大部分人都沒有深入了解過,接下來就剖析下它在氟路系統中是如何工作的。如下圖2所示,在套管后面增加了一個增焓板換和增焓電子膨脹閥,氟路系統的循環就發生了少許變化,在經過冷凝器(套管)換熱后,一部分中溫高壓的液態制冷劑和常規空氣能一樣,節省降壓后回到蒸發器中,雖然超低溫下吸收的熱量不足,可是由于僅僅是系統中的一部分制冷劑進行換熱,因而蒸發作用可以確保;而別的一部分制冷劑節省降壓后進入增焓板換中,吸收一部分熱量后回到壓縮機。這種方式的使用增加了壓縮機的回氣量(低溫低壓氣態制冷劑的量),避免了壓縮機報排氣高溫的隱患;并且一部分的制冷劑從增焓板換中獲取熱量,從而確保了使用側的采暖作用。因而,噴氣增焓技術的使用才能確保機組在超低溫環境下高效采暖。


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