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低溫空氣能為何能在寒冷環境下仍能高效運作

發布時間:2018-11-06

隨著煤改電政策的實施,北方寒冷地區越來越多客戶選用低溫空氣能熱泵,超低溫空氣能熱泵由于其節能環保、高效采暖的特性逐漸取代了燃煤在北方采暖的“領軍地位”。而面對北方冬天低溫的環境下,為什么超低溫空氣能仍然可以表現出不俗的采暖效果,高效運行呢?

在解答這個疑問之前,首先要分析超低溫環境對空氣能運行有哪些制約和挑戰。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從而蒸發成氣體),套管換熱器(制冷劑釋放熱量用于采暖),而壓縮機在其中扮演的是一個“熱量遷移”的角色,電子膨脹閥節流使得冷媒壓力降低再次進入蒸發器循環。

低溫空氣能為何能在寒冷環境下仍能高效運作

圖1-常溫空氣能系統

一旦將這個系統置于氣溫-15℃以下的環境中,超低溫的空氣無法釋放足夠的熱量來滿足蒸發器中液態制冷劑的蒸發過程,蒸發不足使得進入壓縮機的低溫低壓的氣態制冷劑的量不足,導致壓縮機的排氣溫度偏高,極易報排氣高溫故障;另一方面壓縮機內部的潤滑油工作溫度是有一定限制的,長期處于高溫環境,會使得潤滑油變質從而失去潤滑作用,限制壓縮機的壽命。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夠的,因此在冷凝器側根本無法釋放足夠的熱量用于供暖,從而導致用戶采暖效果是極差的。

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

低溫空氣能為何能在寒冷環境下仍能高效運作

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些許變化,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,節流降壓后回到蒸發器中,雖然超低溫下吸收的熱量不足,但是由于僅僅是系統中的一部分制冷劑進行換熱,因此蒸發效果可以保證;而另外一部分制冷劑節流降壓后進入增焓板換中,吸收一部分熱量后回到壓縮機。這種方式的運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;而且一部分的制冷劑從增焓板換中獲取熱量,從而保證了使用側的采暖效果。因此,噴氣增焓技術的運用才能保證機組在超低溫環境下高效采暖。

低溫空氣能為何能在寒冷環境下仍能高效運作

圖2-超低溫空氣能系統

目前,噴氣增焓技術在我司已日趨成熟,早已生產出“北極星”系列產品針對北方嚴寒地區,目前能夠做到在-30℃環境下運行。在北京,甘肅,東北等嚴寒地域有眾多工程案例。當然研究的步伐是不會停止的,后續會給更寒冷的區域帶來溫暖,讓北方的冬天不再寒冷。

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