风冷螺杆机组-全热回收-麦克维尔

中图分类号：ＴＵ８３

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００６－８４４９（２００８）０１－００５６－０３

０引言

随着社会经济发展，越来越多的风冷热泵机组被

客户采用。夏季，风冷热泵机组在运行的同时，会通过风侧热交换器向环境中散发出大量的冷凝热，冷凝热的排放不但使城市气温不断升高，而且在城市中心形成“热岛”效应。冷凝热的排放已经被环保人士广泛关注。如果把这部分能量回收回来加以利用，不但可以节约能源、减少二氧化碳排放，而且可以保护环境。从这个思路出发，麦克维尔开发了风冷螺杆式热泵全热回收机组。这种机组可在夏季运行时全部回收空调产生的冷凝热，在过渡季节可运行热泵热水器模式产生热水，在冬季则可运行热泵模式或热泵热水器模式。本文探讨了这几种模式实现方式及试验结果。

１热泵全热回收机组实现方式

在原机组上增加热回收换热器，热回收换热器同

空调水侧热交换器采取并联方式。

当夏季运行时，通过热回收换热器、水侧热交换器、风侧热交换器三者之间通过控制实现相互切换，可实现制冷加上热回收、热泵热水器、制冷三种模式。

当过渡季节运行时，通过风侧热交换器和热回收侧换热器实现热泵热水器运行模式。

当冬季运行时，通过风侧热交换器和空调水侧热交换器实现空调制热模式，通过热回收侧换热器和风侧热交换器实现热泵热水器模式，这种模式可通过设定分时启动。

２热回收机组原理

４种运行模式如下：

（１）制冷模式。制冷剂通过电磁阀３、

四通换向阀４、

风侧热交换器５，经过单向阀７、过滤器１３、电子膨胀阀１０、

电磁阀１１、单向阀１２、水侧热交换器６及四通换向阀４，最后流回压缩机１，完成整个制冷循环。这

风冷螺杆热泵全热回收机组分析

段理华，

周玲

（深圳麦克维尔空调有限公司，广东深圳５１８１１１）

摘要：对热泵全热回收空调机组系统原理进行了介绍；对风冷热回收机组试验结果作了分析，可供该类型机组设计及应用参考。

关键词：风冷螺杆；

热泵；全热回收；设计；试验

图１热泵全热回收机组原理

１－压缩机２，３，９，１１－电磁阀４－四通阀５－风侧热交换器

６－热回收换热器７，８，１２，１４，１７，１８－单向阀１０－电子膨胀阀

１３－过滤器１５－储液器１６－水侧热交换器

表１电磁阀、四通阀开关情况汇总

开序号

１２３４

○

关●

模式制冷

制冷＋热回收热泵热水器

制热

２●○○●

３○●●○

９●●○○

１１○○●●

四通阀

不带电不带电带电带电

电磁阀出水口进水口

３

２１

４

５６

７８

９１０１１

１２１３１４１５

１６

１７

１８

出水口

进水口

ＣＯＰ

３．６３．２２．８２．４２．０

种运行模式同普通空调机相同，仅提供空调用冷水。（２）制冷加热回收模式。制冷剂经电磁阀２、

热回收换热器６、单向阀１８、储液器１５、单向阀１４、过滤器１３、

电子膨胀阀１０、电磁阀１１、单向阀１２、水侧热交换器６及四通换向阀４，最后流回压缩机１，完成整个循环。这种模式下机组在提供冷水的同时可提供生活及工业用热水。

（３）热泵热水器模式。制冷剂经电磁阀２、热回收换热器６、

单向阀１８、储液器１５、单向阀１４、过滤器１３、

电子膨胀阀１０、电磁阀９、单向阀８、风侧热交换器５及四通换向阀４，最后流回压缩机１，完成整个循环。

这种模式下机组仅仅提供生活或工业用热水，对于不开空调的过渡季节可通过这种模式来产生热水。

（４）制热模式。制冷剂经过电磁阀３、四通换向阀４、

水侧热交换器１６、单向阀１７、储液器１５、单向阀１４、过滤器１３、电子膨胀阀１０、电磁阀９、单向阀８、风侧热交换器５及四通换向阀４，最后流回压缩机１，完成整个循环。这种运行模式同普通空调相同，仅提供空调用热水。

夏季可采用自动模式，微电脑控制器会根据设定的空调和热水需求自动转换运行模式，以实现最省电和智能调节。

冬季可采用分时启动模式，来满足空调和热水的需求。

３实验分析

３．１热回收运行模式分析

从图２～图５可以看出：

（１）随着热回收出水温度升高，热回收量呈下降趋势，机组能效呈下降趋势。此时机组冷凝温度升高，蒸发温度变化不大，制冷剂流量变小，压缩比变大，单位制冷剂功耗增大导致能效呈下降趋势。

（２）随着冷水出水温度升高，热回收量同制冷量之比呈下降趋势，制冷量、热回收量和功率均呈上升趋势，制冷量增长趋势大于热回收量增长趋势，而热回收量增长趋势又大于功率增长趋势，故机组能效比呈上升趋势。

（３）热回收出水温度越高，冷水出水温度越低时：机组压缩机压缩比高，功耗大，机组整机效率低。热回收出水温度越低，冷水出水温度越高时，机组处于高效率运行。

（４）全热回收的热回收量为标准工况制冷量的

１．１￣１．３倍。

图５机组ＣＯＰ在不同冷水及热回收出水温度下的数值

图２制冷量和热回收量随热回收出水温度变化图

图３热回收量、

制冷量以及功率与冷水７℃出水温度时相应参数比值

图４热回收量同制冷量在不同冷水及

热回收出水温度下比值

（冷水出水温度７℃）

热回收侧出水温度／℃

冷水出水温度／℃

冷水出水温度／℃

冷水出水温度／℃

制冷量

热回收量

热回收量／冷水出水温度７℃时热回收量

制冷量／冷水出水温度７℃时制冷量功率／冷水出水温度７℃时功率

热回收出水温度４０℃

热回收出水温度４５℃热回收出水温度５０℃

热回收出水温度４０℃热回收出水温度４５℃热回收出水温度５０℃

４

５

６

７

８

９

１０

热回收量／制冷量

１．３０１．２６１．２２１．１８１．１４１．１０

４

５

６７８

９１０

制冷量和热回收量／ｋＷ

４２０４００３８０３６０３４０３２０３００２８０

４５６７８９１０

１．０９１．０４０．９９０．９４０．８９

４０４５

５０

相应参数比值