空調(diào)超低溫下如何保證正常高效運行?這時候我們一定想到的是空調(diào)噴氣增焓技術(shù)。沒錯,就是噴氣增焓技術(shù)。
噴氣增焓技術(shù)的目的
了解噴氣增焓技術(shù),我們必須明確這項技術(shù)的目的:就是為了解決低溫制熱問題。
空調(diào)冬季向室外的空氣抽取熱量,并把熱量送至房間,這是空調(diào)制熱原理!而噴氣增焓技術(shù)就是強化這個抽熱過程,讓更多的室外熱量送到室內(nèi)。
噴氣增焓技術(shù)原理
噴氣增焓技術(shù)設(shè)計理念,有點類似于汽車的“渦輪增壓”。它是以噴氣增焓壓縮機為基礎(chǔ),優(yōu)化了中壓段冷媒噴射技術(shù),通過中間壓力吸氣孔吸入一部分中間壓力的氣體,與經(jīng)過部分壓縮的冷媒混合再壓縮,實現(xiàn)以單臺壓縮機實現(xiàn)兩級壓縮,增加冷凝器中的制冷劑流量,加大了主循環(huán)回路的焓差,從而提高壓縮機的效率。
大家都知道汽車渦輪增壓以后它的功率能提升,“噴氣增焓”系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán),壓縮機經(jīng)過室內(nèi)機、毛細管、到室外機再循環(huán)回來,噴氣增焓除了系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)以外,多了一個循環(huán)就是相當(dāng)于廢氣渦輪增壓一樣,壓縮機出來經(jīng)過四通閥之后到室內(nèi),經(jīng)過毛細管、散蒸器到室外循環(huán),這個循環(huán)跟常規(guī)的是一樣的。
另外,噴氣增焓系統(tǒng)是低溫強熱斡旋壓縮機,而且增加了散蒸器、制熱低溫單向電磁閥,制熱單向電磁閥、高制熱量散蒸器這幾個關(guān)鍵零部件,一部分冷媒直接經(jīng)過壓縮機增焓,相當(dāng)于增壓,這樣來提高制熱量。
噴氣增焓“三大項”
它其實由三大項組合而成:噴氣增焓壓縮機、噴氣增焓技術(shù)、高效過冷卻器。這三大項組成的新型系統(tǒng),他們是一個有機的整體,可提供高效的性能,滿足空調(diào)低溫下正常高效運行,讓空調(diào)在低溫下也能快速穩(wěn)定制熱。
1、噴氣增焓壓縮機
噴氣增焓壓縮機采用兩級節(jié)流中間噴氣技術(shù),采用閃蒸器進行氣液分離,實現(xiàn)增焓效果。它通過中低壓時邊壓縮邊噴氣混合冷卻,然后高壓時正常壓縮,提高壓縮機排氣量,達到低溫環(huán)境下提升制熱能力的目的。
2、高效過冷卻器
高效過冷卻器在整個系統(tǒng)中也起到了關(guān)鍵性的作用,一方面對主循環(huán)回路冷媒進行節(jié)流前過冷,增大焓差;另一方面,對輔助回路(這路冷媒將由壓縮機中部導(dǎo)入直接參與壓縮)中經(jīng)過電子膨脹閥降壓后的低壓低溫冷媒進行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱,以達到合適的中壓,提供給壓縮機進行二次壓縮。
3、噴氣增焓技術(shù)
噴氣增焓技術(shù)的壓縮機多了一個吸氣口,通過產(chǎn)生蒸汽來冷卻主循環(huán)的制冷劑,蒸汽就是從第二個吸口進入壓縮機的,其壓縮過程被補氣過程分割成兩段,變?yōu)闇?zhǔn)二級壓縮過程。噴氣降低排氣溫度,同時降低其排氣過熱度,減少冷凝器的氣相換熱區(qū)的長度,增加兩相換熱面積,提高冷凝器的換熱效率,當(dāng)蒸發(fā)溫度和冷凝溫度相差越大會產(chǎn)生越好的效果,所以在低溫環(huán)境下效果更明顯。
視頻詳解噴氣增焓
我們用視頻來形象說明:
噴氣增焓技術(shù)優(yōu)勢
關(guān)于噴氣增焓,有研究者曾做過實驗。實驗對比發(fā)現(xiàn):
1、標(biāo)況制冷的時候能效相當(dāng),普通空調(diào)和某噴氣增焓空調(diào)制熱量、能效比也是相當(dāng)?shù)模?/p>
2、在制熱狀態(tài)下,噴氣增焓空調(diào)的能效標(biāo)況、制熱能力提升10%以上,能效比比普通空調(diào)3.06、3.38高很多。
3、全工況制熱,室外工況-15攝氏度到15度,室內(nèi)工況調(diào)到20度,在各種工況下,某噴氣增焓空調(diào)比常規(guī)機制熱量提高25%,而且室外溫度越低,其制熱能力愈加顯著。
4、在相同風(fēng)量的情況下,某噴氣增焓空調(diào)出風(fēng)溫度比常溫要高,低溫的時候能高5—7度,能感覺非常舒適,是熱風(fēng)。
5、同樣的房間,達到同樣溫度的時候,某噴氣增焓空調(diào)要比常規(guī)快1/10的時間。
可能這組實驗數(shù)據(jù)根據(jù)不同的空調(diào)有不同的表現(xiàn),但不可否認的是,增焓技術(shù)不影響制冷能力和能效,而且增焓還能有效提高制熱能力和能效,特別是在低溫的時候可以節(jié)省電。
現(xiàn)實中也證明,噴氣增焓產(chǎn)品可以實現(xiàn)了-25℃~29℃內(nèi)制熱運轉(zhuǎn),通過噴氣增焓增大了壓縮機在嚴(yán)寒下的制熱能力,-15℃下制熱能力提高近20%-50%,這讓多聯(lián)機“強冷熱”更具優(yōu)勢。
空氣能熱泵噴氣增焓技術(shù)
低環(huán)境溫度空氣源熱泵利用部分電能,采用制冷壓縮循環(huán),通過制冷劑將室外空氣中熱量轉(zhuǎn)移到室內(nèi),提高室內(nèi)溫度??諝庠礋岜脙H從環(huán)境中提取熱量。目前,韓國及歐洲等已廣泛采用低環(huán)境溫度空氣源熱泵進行冬季采暖。我國低環(huán)境溫度空氣源熱泵推廣相對較緩,其瓶頸是低環(huán)境溫度下,熱泵系統(tǒng)無法可靠運行,制熱量不足,與燃煤采暖相比,一次能源利用率低。
噴氣增焓空氣源熱泵系統(tǒng)原理如圖1、圖2、圖3所示。從冷凝器出來的制冷劑分為兩路:主回路為制冷回路,支路為噴氣回路。主回路制冷劑液體直接進入板換,支路制冷劑經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓后再進入板換。這兩部分制冷劑在板換中進行熱交換,主回路制冷劑放熱變?yōu)檫^冷液體,經(jīng)膨脹閥降壓后進入蒸發(fā)器;支路制冷劑吸熱變?yōu)闅怏w,從壓縮機噴射口噴入渦旋壓縮腔;主路和輔路制冷劑在壓縮腔內(nèi)混合,再進一步壓縮后排出壓縮機外,進入冷凝器,構(gòu)成封閉的噴氣增焓熱泵系統(tǒng)工作循環(huán)。
噴氣增焓空氣源熱泵系統(tǒng)與普通空氣源熱泵相比的應(yīng)用優(yōu)勢在于:
**,制冷循環(huán)中,利用一級節(jié)流中間冷卻的方式,通過板式換熱器換熱,使主回路制冷劑液體充分過冷從而獲得額外過冷度,制冷劑從室內(nèi)空氣中獲取更多熱量;
第二,制熱循環(huán)中,冷凝器內(nèi)質(zhì)量流為主流量與噴射流量總和,提高制熱能力;
第三,在低環(huán)境溫度下制熱時,噴氣增焓中間補氣顯著改善壓縮過程,降低排氣溫度,擴展空氣源熱泵應(yīng)用范圍。
在我國北方寒冷地區(qū)推廣熱泵熱水器制取生活熱水,要求熱泵熱水器壓縮機運行在高壓縮比,高壓差工況下。普通熱泵壓縮機因排氣溫度高,無法滿足此要求。采用噴氣增焓技術(shù)開發(fā)的熱泵熱水器用壓縮機,通過濕蒸汽噴射壓縮,控制排氣溫度,保證壓縮機可靠性運行。圖4為采用谷輪某型號ZWKS噴氣增焓渦旋壓縮機的熱泵熱水器在不同環(huán)境溫度下制取60 ℃生活熱水時的壓縮機運行工況。可以看出,在環(huán)境溫度–15 ℃下,制取60 ℃生活熱水,熱泵熱水器壓縮機仍運行在可靠范圍之內(nèi)。
圖4 ZWKS熱水器制60℃熱水(R22制冷劑)
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**堂課主題:高效換熱和小管徑換熱器
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