采用中間噴射的渦旋熱泵熱水器專用壓縮機及帶經(jīng)濟器的系統(tǒng)設(shè)計,構(gòu)成低溫噴氣增焓熱泵熱水器試驗系統(tǒng)。試驗結(jié)果表明:該系統(tǒng)能在- 20～43℃環(huán)境下正常運行,制取65℃較高溫度的熱水。系統(tǒng)在環(huán)境溫度高于20℃,且最高出水溫度達到65℃時,能效比(COP)在3. 4以上;在- 15℃環(huán)境溫度下COP依然能夠保持在2. 0以上;在- 7℃～7℃段制熱能力比目前常規(guī)熱泵系統(tǒng)提高21%～28.9%。有效地擴大了(非二氧化碳)熱泵系統(tǒng)的氣候適應(yīng)范圍。

1、前言

　　熱水設(shè)備是一個耗能產(chǎn)品(太陽能熱水器除外) ,其中空氣源熱泵熱水器與其它熱水設(shè)備相比,在高效節(jié)能等方面具有優(yōu)勢。由于目前常規(guī)空氣源熱泵熱水器受到出水溫度及使用環(huán)境的影響,適用性較差。國內(nèi)采用常規(guī)壓縮機的熱泵熱水器出水溫度設(shè)定為55℃^[1] ,這個溫度范圍的設(shè)定比國外同類型產(chǎn)品的設(shè)定有所不同。日本標準要求測試熱泵熱水器的出水溫度是65℃^[2] ,從健康角度有重要意義,文獻^[3]表明,在自然界士壤和水體中廣泛存在一種高致病細菌,即軍團病菌(Legionella) ,它可引起高死亡率的非典型肺炎,并經(jīng)常伴隨生活熱水系統(tǒng)等系統(tǒng)來傳播,應(yīng)引起人們的高度重視。同樣低溫條件下,常規(guī)空氣源熱泵熱水器運行性能受到很大影響,主要表現(xiàn)在幾個方面:

　　(1)制熱量隨著環(huán)境溫度的下降而逐步衰減。吸氣量的大小與其吸氣飽和溫度一一對應(yīng),吸氣飽和溫度越高,吸氣量越大,反之亦然。隨著環(huán)境溫度逐步下降,系統(tǒng)蒸發(fā)溫度降低,壓縮機吸氣比容增大,輸氣系數(shù)減小,導(dǎo)致制熱量減少,系統(tǒng)能效比(COP)相應(yīng)下降,經(jīng)濟性降低^[4] ;

　　(2)特別是壓縮機運行的可靠性問題。低溫環(huán)境下,蒸發(fā)溫度過低時,壓縮機壓縮比增大引起排氣溫度過高、系統(tǒng)會出現(xiàn)回液,嚴重時會導(dǎo)致壓縮機損壞等問題^[5] 。

　　目前最常見的一種解決方案是在熱泵熱水器系統(tǒng)中增加輔助電加熱器,以補償?shù)蜏丨h(huán)境制熱能力的不足,但是該方案既不經(jīng)濟也不節(jié)能,有時會造成安全隱患。為此,采用帶中間噴射的低溫強熱型渦旋熱泵熱水器專用壓縮機。基于帶經(jīng)器的系統(tǒng)設(shè)計原理,具有準兩級壓縮的特點,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、易于實施,在較低環(huán)境溫度時能夠安全、可靠的運行,并且使制熱能力、出水溫度得到明顯改善^[6] 。

2、試驗方案

　　研究低溫強熱型空氣源熱泵熱水器是要突破常規(guī)空氣源熱泵熱水器在出水溫度及在低溫環(huán)境下的應(yīng)用所受到的限制,擴大熱泵熱水器的應(yīng)用空間,實現(xiàn)制熱水的節(jié)能環(huán)保性能。所以,在進行試驗設(shè)計時,在分析綜合系統(tǒng)性能的同時,尤其要重點考慮噴氣增焓壓縮空氣源熱水器在低溫工況下的可靠性,以及與常規(guī)空氣源熱泵熱水器性能的對比。低溫強熱型熱泵熱水器系統(tǒng)原理如圖1所示。

圖1　低溫強熱型熱泵熱水器系統(tǒng)原理

4、結(jié)語

　　熱泵熱水器在節(jié)能、環(huán)保、安全等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)的燃氣熱水器、電加熱水器等,但是普通型熱泵熱水器的應(yīng)用受到環(huán)境溫度及出水溫度限制。提出了中間噴射的低溫強熱型渦旋熱泵熱水器專用壓縮機,基于帶經(jīng)濟器的系統(tǒng)設(shè)計原理,具有準兩級壓縮的特點,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、易于實施,在較低環(huán)境溫度時能夠安全、可靠地運行,并且使制熱能力、出水溫度得到明顯改善^[6] 。該系統(tǒng)在- 20～43℃環(huán)境下均可正常運行,且均能制取出65℃較高溫度的熱水。系統(tǒng)運行于環(huán)境溫度大20℃,且最高出水溫度達到65℃時COP在3. 4以上;在低溫環(huán)境下,噴氣增焓壓縮循環(huán)系統(tǒng),不依靠輔助電加熱或少量電加熱,就可取得很好的制熱效果,可使制熱能力比常規(guī)熱泵系統(tǒng)提高21%～28. 9%。系統(tǒng)COP在- 15℃環(huán)境溫度下依然能夠保持在2. 0以上。由此可見低溫強熱型熱泵熱水器在制取熱水方面具有獨特的優(yōu)勢。

參考文獻/p>

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