喷气增焓涡旋低温空气源热泵制热性能的分析
喷气增焓空气源热泵热性能评价及预测
喷气增焓空气源热泵热性能评价及预测张东;李金平;刘伟;南军虎;王林军【摘要】喷气增焓空气源热泵系统可显著提高系统低温性能，应用在寒冷地区时冬季环境温度普遍在−5℃以下，而且全年温度波动范围非常大，仅以名义工况（干球温度为7℃）评价系统性能，难以准确有效反映系统真实节能效果。
为此在兰州地区建立了喷气增焓空气源热泵实验系统，实测不同环境温湿度条件下系统性能，结果表明系统COP在喷气电磁阀关闭时基本呈线性变化关系，瞬时COP可达6.5，在喷气电磁阀开启时COP衰减更为缓慢，瞬时COP在2.0左右；据此分段拟合出热泵COP的经验关联式，确定其适用范围，并进行实验验证，与本实验系统相比其平均相对误差在3%以内。
%The enhanced vapor injection air source heat pump (EVI-ASHP) has better thermal performance at a low temperature, which has received much attention to supply hot water in cold region in recent years due to the growing space heating load and concern for environmental degradation. Environmental temperature is often below−5℃ in winter in cold region of China, and changes greatly throughout the year. Thus coefficient of performance (COP) under nominal working conditions (dry-bulb temperature of 7℃) i s difficult to accurately reflect the actual energy-saving effect of the system. So, a set-up of EVI-ASHP system was built in Lanzhou, and thermal performance at different environmental temperatures and humidities was determined. COP of the EVI-ASHP system could reach above 6.5 when electromagnetic valve for vapor injection was off, and linear change of COP was observed. At a low temperature, when electromagnetic valve was on, COP was about 2.0. Thefitting equations of the experimental data were obtained and verified, with average relative error below 3% compared with the experimental datafrom the set-up. An effective prediction method was established for thermal performance of the EVI-ASHP system at changeable environmental temperature and humidity, supplying a theoretical guidance for the application of the system in cold climate.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】6页(P5004-5009)【关键词】喷气增焓;空气源热泵;COP;预测;数学模拟;实验验证【作者】张东;李金平;刘伟;南军虎;王林军【作者单位】兰州理工大学西部能源与环境研究中心，甘肃兰州 730050;兰州理工大学西部能源与环境研究中心，甘肃兰州 730050;兰州理工大学西部能源与环境研究中心，甘肃兰州 730050;兰州理工大学西部能源与环境研究中心，甘肃兰州 730050;兰州理工大学西部能源与环境研究中心，甘肃兰州 730050【正文语种】中文【中图分类】TB61.5空气源热泵按照“逆卡诺循环”工作，以周围环境为低温热源，吸收空气中热能，具有节能、环保等优点。
喷气增焓空调系统原理及优势分析
喷气增焓空调系统原理及优势分析摘要：本文从理论与实验的角度，分析了喷气增焓循环相对于普通制冷循环的优势，得出喷气增焓循环在能力能效上均有所提升，尤其是低温制热下效果显著。
关键词：喷气增焓低温制热1 技术背景传统空气源热泵随着室外气温的不断下降，室内采暖热负荷会不断增加，会产生供热不足、压缩机压比增大、系统性能系数急剧下降等问题。
针对以上局限性，国内外专家学者纷纷提出了不同的解决方案。
其中包括：带中间冷却器或经济器的二级压缩热泵系统，采用变频技术、辅助加热器、复叠式蒸汽压缩的热泵系统，以及双级耦合热泵系统等。
从安全可靠，经济实用和便于推广等方面来看，喷气增焓技术越来越受到各空调厂家和用户的欢迎[1]。
2 喷气增焓原理介绍喷气增焓压缩机是喷气增焓热泵系统中的关键部件，其比普通压缩机多一个喷射口，使得来自经济器的冷媒直接进入中压级的压缩腔，提高压缩机总排量。
同时其压缩过程被补气过程分割成两段，变为准二级压缩过程。
喷气降低排气温度，同时也降低了排气过热度，减少冷凝器的气相换热区的长度，提高冷凝器的换热效率，当蒸发温度和冷凝温度相差越大会产生越好的效果，所以在低温环境下效果更明显[2]。
喷气增焓系统分为一次节流与二次节流系统，图1所示系统为目前比较常见的一次节流系统。
参照图2，普通单级压缩制冷循环的工作过程为→→3→6→。
而喷气增焓系统增加了一路喷射以及经济器的共同作用，主路的工作过程为→→→2→→→，辅路的工作过程为→2→3→→→，其中为与的混合点。
3 系统热力学分析为了对该喷气增焓系统进行热力学分析[3]，并将之与普通单级压缩制冷循环（后简称普通循环）做比较，分析该系统的优势。
3.1 系统制热量对比可以得出，喷气增焓系统制热量的增量取决于冷凝器的换热量、喷射量以及排气过热减少的制热量。
而排气过热的制热量相对于整个冷凝器的冷凝换热量来说一般比较小，故喷气增焓系统制热量总体来说是增加的。
即在系统中间压力、蒸发冷凝温度不变的情况下，冷凝器换热效果越好，系统喷射量越大，喷气增焓系统相对于普通系统制热增量越明显。
喷气增焓与喷液冷却式空气源热泵在低温环境下实验数据对比及分析
喷气增焓与喷液冷却式空气源热泵在低温环境下实验数据对比及分析摘要：本文以喷气增焓技术和喷液冷却式空气源热泵为研究对象，对它们在低温环境下的性能进行了实验比较和数据分析。
通过对比实验数据，分析了两种技术在制冷效果、能耗和能效比方面的差异，并对其适用性和优劣势进行了评估。
实验结果表明，在低温环境下，喷气增焓技术和喷液冷却式空气源热泵均能有效提高制冷效果，但在能耗和能效比方面存在一定差异。
本研究为低温环境下热泵系统的选择和应用提供了实验数据支持和理论指导。
关键词：喷气增焓技术；喷液冷却式空气源热泵；低温环境；制冷效果；能耗一、引言空气源热泵作为一种高效、清洁的制冷供热设备，广泛应用于建筑和工业领域。
但是，在低温环境下，空气源热泵的制冷效果和能效比往往受到限制。
为了克服这一问题，喷气增焓技术和喷液冷却技术被引入空气源热泵系统中，以提高其性能。
二、喷气增焓技术的原理和方法喷气增焓技术作为一种提高制冷系统性能的方法，其原理和方法具有一定的技术要求和实施步骤。
喷气增焓技术利用喷气装置将周围空气引入制冷系统中，与制冷剂进行热交换，从而提高制冷剂的蒸发温度和压缩机排气温度，进而改善制冷循环的性能参数。
第一，选择适当的喷嘴和增焓介质是喷气增焓技术的关键。
喷嘴的设计应考虑到喷气速度、喷口形状和尺寸等因素，以实现均匀的气流喷射和较高的能量传递效率。
适当选择增焓介质也很重要，增焓介质的选择应考虑其热传导特性和稳定性，以保证喷气过程中的热量传递效果和系统的可靠性。
第二，控制喷气速度和位置也是喷气增焓技术的关键操作。
喷气速度的选择应根据制冷系统的要求和设计参数进行合理调整，以达到最佳的增焓效果。
喷气位置的选择应考虑到制冷剂流动的路径和热交换区域，以实现最大的增焓效果和性能改善。
第三，在实施喷气增焓技术时，需要注意系统的整体设计和操作。
合理的系统设计应考虑到喷气装置的布置和集成，以确保喷气能够均匀覆盖整个制冷系统的工作区域。
另外，操作过程中需要监测和控制喷气装置的运行状态，以保证喷气效果的稳定性和可靠性。
低温热泵用涡旋压缩机性能的试验研究
低温热泵用涡旋压缩机性能的试验研究由于空气源热泵一机两用的特点、环保高效的优势，因而长期以来许多企业、研究机构一直在致力于解决空气源热泵在低温工况下的制热问题。
国内外研究人员现已开发出多种在低温环境下使用的热泵,如开利公司研制出的使用非共沸工质的带精馏塔的空气源热泵;日本KatsujiYamagami在1999年提出利用燃油、燃气燃烧器辅助加热的热泵空调器;Sami S．M．提出利用中央空调系统的排风或者回风中的热量改变空气源热泵蒸发器表面流过的空气的温度，以此改进空气源热泵的低温制热性能等。
对于空气源热泵而言，衡量改进方案优劣的重要标准是：系统是否简单可靠、易于实施；系统能否兼顾正常工作情况以及极端工作情况下的系统性能.从这个角度出发，2000年马国远教授提出的利用带辅助进气口的涡旋压缩机实现带经济器的准二级压缩空气源热泵系统来提高空气源热泵在低温工况下的制热性能是一个最为经济合理的方案。
但是在这一技术具体工程实施时，还有一系列问题需要解决：如何确定在不同的外界工况条件下最优的涡旋压缩机辅助进气口位置，准二级压缩热泵用涡旋压缩机如何根据实际情况确定合理的运行模式等。
一试验研究1．1 试验目的测试准二级压缩热泵用涡旋压缩机在低温环境工况下的制热性能，并记录和分析机组在不同工况下运行的相关数据。
1．2 试验台说明图1所示为试验样机的系统原理图.所采用的压缩机是某厂家所生产的型号为C-SB373H8A 的中间补气涡旋压缩机改造而成的试验机，其主要技术参数为：吸气容积为83.4 cm3/r，额定制冷量为14.5 kW，额定输入功率为4。
54kW，转速为2880r/rain，额定工作电流为7。
9A，制冷剂为R22。
如图1所示，系统工作原理为：带辅助进气口的涡旋压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气,经水冷冷凝器将热量传递给冷却介质后变为高温、高压的液体，升温后的冷却介质可作采暖使用(在本试验中水作为冷凝器的冷却介质,通过调节置于恒温水箱内的电加热器的电压以及冷凝机组冷却水的流量来稳定冷凝温度）。
低温环境下空气源热泵的应用分析
低温环境下空气源热泵的应用分析一、低温环境下空气源热泵的原理及优势空气源热泵是利用空气中的低品位热能进行热能转换的一种设备。
其工作原理是通过压缩机将低温的空气中的热能转移到高温区域，从而达到取暖的目的。
在低温环境下，空气源热泵仍然能够提供稳定的热量，具有以下优势：1. 环保节能：空气源热泵不像传统的采暖方式需要燃烧化石燃料，不会产生废气和二氧化碳等有害物质，对环境没有污染。
空气源热泵采用新型压缩机和换热器，能够将外界的低品位热能充分利用，节约能源。
2. 适应性强：空气源热泵可以在-25℃以下的低温环境下正常工作，不受外界温度的限制。
在北方地区的寒冷冬季，空气源热泵仍然能够提供足够的热量，满足室内采暖的需求。
3. 运行成本低：与传统的采暖方式相比，空气源热泵的运行成本更低。
由于其利用空气中的低品位热能进行热能转换，只需支付少量的电能用于驱动压缩机，因此能够节约大量的能源费用。
在低温环境下，空气源热泵可以广泛应用于各种建筑物的采暖系统中，包括居民住宅、商业建筑、工业厂房等。
具体包括以下几个方面：1. 居民住宅采暖：在北方地区，采暖是居民生活的重要问题。
传统的采暖方式需要大量的燃料支持，而空气源热泵采用电能作为驱动能源，不受气源的限制，能够为居民提供舒适的采暖环境。
2. 商业建筑采暖：商业建筑通常对于室内温度的要求更高，而且需要长时间稳定供热。
空气源热泵具有稳定的供热能力，能够满足商业建筑的采暖需求。
3. 工业厂房采暖：工业厂房内部通常有大量的机器设备和工作人员，需要提供稳定的室内温度，以确保生产和作业的顺利进行。
空气源热泵在低温环境下能够提供足够的热量，适合用于工业厂房的采暖系统。
尽管空气源热泵在低温环境下具有诸多优势，但是也存在一些不足之处，主要体现在以下几个方面：1. 制热效率受限：在低温环境下，空气中的低品位热能较少，空气源热泵的制热效率会受到一定的影响，导致供热能力下降。
2. 除霜能力不足：在低温环境下，空气中的水分容易结冰，对空气源热泵的换热器和风道会造成影响，影响其正常运行。
喷气增焓介绍
VR61K Baseline VRI61K-TFD
Outdoor Ambient C
5匹系统案例 —仅优化制热 5匹系统案例
在低温环境下的稳态制热性能
室外环 温度 (C) -4 -7 -10 -15 制热能力 (W)
12485 11529 10687 9314
耗功 (W)
4928 4670 4508 4272
40000
20000
用户回报
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
运行年数
10匹系统案例 — 三种优化方案 10匹系统案例
方案1: 优化系统制热
– – – – 北方热泵 提高低环境温度应用时制热量和制热效率 保持原系统的制冷能力和制冷效率 更高的冷热比
方案2: 同时优化系统制冷和制热
– – – 同时提高制冷和制热能力 更高的制冷能力并减少制冷效率的损失 同”方案一”一样优秀的制热效果
强热型涡旋 12739 16277
增加 + 4.1%
增加来自性能优化
+ 10.6% 增加来自强热型涡旋
5匹系统案例 —仅优化制热 5匹系统案例
低温强热涡旋制热能力
18000 16000
Heating Capacity W
14000 12000 10000 8000 6000 4000 -17 -15 -13 -11 -9 -7 -5 -3 -1 1 3 5 7 9
5匹系统案例 — 仅优化制热 5匹系统案例
系统设计目标和系统构成
– 更好的热冷比 – 更好的低温制热能力
Байду номын сангаас
尽可能地增加制热能力而不影响制冷能力和EER
目前系统在制冷和制热都进行蒸气喷射需要在技术上权衡
空气能喷气增焓过冷度
空气能喷气增焓过冷度
空气能喷气增焓过冷度是指在空气能热泵系统中，通过喷气增焓技术实现的过冷过程。
喷气增焓技术主要应用于解决低温制热问题，而在空气能热泵系统中，过冷度是一个重要的技术参数。
以下是关于空气能喷气增焓过冷度的详细解释：
1. 喷气增焓技术：喷气增焓技术是一种在压缩机排气管道中加入喷射器，将高温高压的气体与室外空气混合，从而提高系统制热能力的技术。
在喷气增焓过程中，通过喷射器将部分冷媒气体与压缩机排出的高温高压气体混合，形成温度更高的混合气体，从而提高热泵系统的低温制热性能。
2. 过冷度：在空气能热泵系统中，过冷度是指液态冷媒在冷凝器中冷却后的温度。
过冷度的提高可以增加冷媒的制冷量，从而提高热泵系统的能效比。
在喷气增焓技术中，通过增加喷射器的喷射比例，可以降低冷凝器的出口温度，从而实现过冷度的提高。
3. 空气能喷气增焓过冷度：结合喷气增焓技术和过冷度概念，空气能喷气增焓过冷度指的是在空气能热泵系统运行过程中，通过喷气增焓技术实现的液态冷媒在冷凝器中的冷却程度。
较高的喷气增焓过冷度可以带来更好的制热性能和能效比。
总之，空气能喷气增焓过冷度是衡量空气能热泵系统性能的一个重要指标。
通过优化喷气增焓技术和调整系统运行参数，可以实现更高的喷气增焓过冷度，从而提高热泵系统的低温制热能力和能效。
论述喷气增焓技术对房间空调器低温制热性能的影响
论述喷气增焓技术对房间空调器低温制热性能的影响[摘要]对于房间内部空调器而言，制冷系统总体设计当中蒸气喷射的制热循环科学技术，对空调器自身低温制热方面性能而言属于重要的改善手段。
故本文主要探讨喷气增焓技术对于房间内的空调器总体低温制热方面性能的影响，仅供业内相关人士参考。
[关键词]空调器；房间；喷气增焓；制热性能；低温；技术；影响前言：热泵制热，其属于目前经济环保性优势比较突出的一种取暖方式。
低温环境下，空气焓值往往较低，为能够获取制热量，则空调热泵整个系统实际蒸发温度需要降低，会致使压缩比明显增大，而压缩机的排气温度明显升高，压缩机出现过热保护后诱发停机问题。
因而，对喷气增焓技术之下房间内的空调器总体低温制热方面性能变化开展综合分析较为必要。
1、关于喷气增焓基本原理的概述对房间内空调器引入喷气增焓技术，如果实行蒸气循环喷射方式，压缩机处吸气口应设2个，首个吸气口等同于是普通类型压缩机内部气液分离装置，而另外一个吸气管主要是用于闪蒸汽的吸入。
系统当中设高压储液装置，制热运行期间，经由高压储液装置当中产生蒸汽，有效冷却处理主循环部分制冷剂[1]。
待蒸发完成，且变为气体之后，逐渐进入至压缩机首个吸气口，二级节流当中可实现不完全性冷却制热循环作业。
2、影响分析2.1在同等频率之下方案比选分析方面同等频率条件，针对于喷气增焓技术方案和常规方案之下额定能力开展测试及其对比分析，结果详见表1。
经分析了解到，喷气增焓技术方案之下，对制冷及制热能力可起到提升作用，因频率逐渐提升，能力随之呈较大幅度提升趋势；相比较于常规方案，喷气虽然能够促使能力得到提升，但COP明显下降，频率升高后，COP存在着一定的恶化趋势。
针对喷气增焓系统来说，其比较适合-25℃～50℃宽温区气候特征，可配置变频喷气增焓的压缩机，系统同等配置条件之下，针对喷气增焓和常规方案之下房间内部的热泵系统来说，假设目标能力基础条件相同实施测试及对比分析后可了解到，喷气增焓技术方案和常规方案对比起来，目标能力相同条件之下，制冷EER约提升1.50%,而制热COP约下降1.70%；处于中间频率条件之下，制冷及制热能效基本相当；喷气增焓技术方案之下，对整机能效无改善作用，要确保空调整机达到较高能效，则需配置更为高能效的相应压缩机，实行喷气增焓技术方案，其对低温制热这一条件之下压缩机的实际排气温度可起到改善作用。
喷气增焓技术在空气能热泵采暖机的应用与可靠性设计
喷气增焓技术在空气能热泵采暖机的应用与可靠性设计摘要：热泵采暖机采用喷气增焓技术，能有效提升低温制热能力及压缩机运行可靠性，可以充分满足寒冷地区的低温采暖需求。
本文通过对喷气增焓技术进行理论研究和试验验证，在低温制热性能提升及控制稳定性方面取得一些进展，得出一套喷气增焓技术在热泵采暖机的应用方法，为后续同类产品的开发提供参考。
关键词：低温采暖；喷气增焓；性能提升；控制稳定性1 喷气增焓技术的原理分析当室外环境温度低于0℃，压缩机排气温度甚至高于130℃，压缩机排气压力过高将使润滑油变稀，润滑条件恶化，甚至引起润滑油的碳化和出现拉缸等现象。
因此，普通空气源热泵在低于0℃的环境无法正常运行。
方案一，一级节流循环系统，采用经济器循环设计，一级节流前取部分液体冷媒进入压缩机喷气增焓回路，通过电子膨胀阀节流后，进入压缩机中压腔进行补气压缩；主路经过经济器过冷后，通过电子膨胀阀节流可达更低蒸发温度，在蒸发器中与空气有更大的换热温差，从而吸取更多的热量。
方案一，中间换热器体积小，结构紧凑，增焓补气流路更容易控制，系统更可靠。
但是在经济器内会产生一定压力损失，降低了整个系统的制热量，而且经济器成本会比闪蒸器更贵，实际应用中设计者也会综合这因素。
方案二，二级节流循环系统，采用闪蒸器循环设计，一级节流后，冷媒进入闪蒸器进行气液分离，主路气液两相冷媒经过辅电子膨胀阀二次节流，产生更低的蒸发压力，进入蒸发器蒸发后回到压缩机；部分气态冷媒通过增焓回路进入压缩机中压腔进行补气压缩。
方案二由于仅在闪蒸器内进行气液分离，产生压损比较少，补气量比较大，更容易获取更多冷媒流量，从而获取更大的制热量、更高的水温。
但是由于增焓补气管路无法检测过热度等方式，会存在液体冷媒直接进入压缩腔风险，对控制要求更高。
2 热泵采暖机制热性能提升分析2.1试验验证方案本次试验旨在验证，在低温采暖中，喷气增焓对高水温采暖制热能力的影响情况。
以某厂家一款6匹热泵采暖机为测试对象，压缩机采用喷气增焓压缩机，系统采用上述二次节流冷媒循环系统，通过压缩机喷气增焓的开、关调节来分析对制热系统产生效果。
喷气增焓技术对多联机制热性能影响分析
喷气增焓技术对多联机制热性能影响分析易博;刘宵莉;杨兵【摘要】为解决空气源热泵低温制热能力衰减与制热除霜问题, 在多联机空调系统中采用喷气增焓技术, 具有喷气增焓技术的多联机系统与传统多联机空调系统相比, 制热能力提高15％以上, 室外环境温度低于-7℃时, 能力提升更加明显, 多联机系统在低负荷运行时, 25％负荷运行时, 能力提升20％以上.制热除霜时除霜时间缩短, 减小了使室内温度的波动, 从而提高制热稳定性与舒适性.%In order to solve the problem of attenuation of low-temperature heating capacity and defrosting of air-source heat pump, the multi-line air-conditioning system with jet enthalpy enhancement technology is adopted in the multi-line air-conditioning system. Compared with the traditional multi-line air-conditioning system, the heating capacity of the multi-line air-conditioning system with jet enthalpy enhancement technology is increased by more than 15％, and the capacity of the multi-line air-conditioning system is improved more clearly when the outdoor ambient temperature is below-7 ℃ Obviously, when the multi-line system runs at low load and 25％ load, its capacity is improved by more than 20％. The defrosting time during heating and defrosting is shortened, the fluctuation of indoor temperature is reduced, and the stability and comfort of heating are improved.【期刊名称】《建筑热能通风空调》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】4页(P60-62,80)【关键词】喷气增焓;低温制热;除霜【作者】易博;刘宵莉;杨兵【作者单位】南京天加环境科技有限公司;南京天加环境科技有限公司;南京天加环境科技有限公司【正文语种】中文近年来，我国北方冬季空气雾霾严重，燃煤供暖是元凶之一，尤其是北方寒冷地区，全行业正致力于寻找清洁供暖方式来提高环境质量[1]。
低环境温度工况下喷液和喷气增焓空气源热泵热水机排气温度控制分析
低环境温度工况下喷液和喷气增焓空气源热泵热水机排气温度控制分析喷液增焓空气源热泵热水机是通过喷液器将液体喷入蒸发器中，使得制冷剂蒸发时能够吸收更多的热量，从而提高热泵的热效率。
在低环境温度工况下，为了保证热水机的正常工作，需要对排气温度进行控制。
一方面，过高的排气温度会导致设备过热，降低热泵的效率；另一方面，过低的排气温度可能会导致蒸发器结霜或冻结，影响热泵的正常运行。
为了控制排气温度，可以采取以下措施：1.调整喷液器喷量：通过增加或减少液体的喷入量，可以调节蒸发器中吸收的热量，并最终调节排气温度。
2.增加蒸发器面积：通过增大蒸发器的表面积，可以增加热交换的面积，提高热泵的热效率，从而降低排气温度。
3.控制制冷剂流量：通过控制制冷剂的流量，可以调节制冷剂在蒸发器中的停留时间，从而控制蒸发器的工作状态，进而控制排气温度。
4.增加换热器：在热泵系统中增加换热器，可以增加热交换的效果，提高热泵的热效率，从而降低排气温度。
喷气增焓空气源热泵热水机是通过喷气器将高压气体喷入蒸发器中，使得制冷剂在蒸发时能够吸收更多的热量，进而提高热泵的热效率。
在低环境温度工况下，同样需要对排气温度进行控制。
可以采取以下措施：1.调整喷气器喷量：通过增加或减少喷气器中高压气体的喷入量，可以调节蒸发器中吸收的热量，从而调节排气温度。
2.增加蒸发器面积：通过增大蒸发器的表面积，可以增加热交换的面积，提高热泵的热效率，从而降低排气温度。
3.控制制冷剂流量：通过控制制冷剂的流量，可以调节制冷剂在蒸发器中的停留时间，从而控制蒸发器的工作状态，进而控制排气温度。
4.增加换热器：在热泵系统中增加换热器，可以增加热交换的效果，提高热泵的热效率，从而降低排气温度。
综上所述，低环境温度工况下的喷液和喷气增焓空气源热泵热水机排气温度的控制可以通过调整喷量、增加蒸发器面积、控制制冷剂流量以及增加换热器等措施来实现。
这些措施将能够保证热泵的正常运行，并提高热泵的热效率，使其可以在低环境温度下高效供热。
制冷空调新技术 第13章 喷气增焓及其在低温热泵系统的应用
蒸发器流量不变 =吸气流量
蒸发器吸气
冷凝器流量增加 =排气流量 =吸气流量+喷射流量
蒸汽喷射
Emerson Confidential
2
喷气增焓涡旋压缩机
Emerson Confidential
• 通过中压腔喷气孔，吸入部分中间压力的冷媒气 体，与经过部分压缩机的冷媒气体相混合，再进行 压缩。
• 制热：室外温度很低时，室外机热交换能力下降， 压缩机回气口的回气量减少，不能发挥最好效果。 通过中间压力回气喷射口补充制冷气体，从而增加 压缩机排气量，室内机热交换器制热的循环制冷剂 量增加，实现制热量增加。
第13章 喷气增焓技术及其在低温热 泵系统的应用
Emerson Confidential
Emerson Confidential
1
喷气增焓技术
喷气增焓压缩机是采用中间级喷气技术，主流路冷凝后的液体一部分进入经济器， 蒸发后进入压缩机中压腔压缩，主路的制冷剂液体被经济器过冷后进入膨胀阀蒸 发。喷气增焓压缩机由谷轮提出，广泛用在涡旋式压缩机上。
Emerson Confidential
12
喷气增焓技术增加低环温制热的可靠性
图1 涡旋磨损
图2 主轴承磨损
针对低环境温度制热，普通空气源热泵系统可通过吸气回液方式降低排气温度，减缓因排气温 度高造成压缩机等核心零部件失效。然而，吸气回液湿压缩给系统控制提出更高要求。如果带 液量少，排气温度过高，压缩腔零部件磨损严重，如图1所示。如果带液量过多，压缩机内油 池润滑油被液态制冷剂稀释，润滑系统被破坏，造成压缩机关键运动部件磨损，如图2所示。
Emerson Confidential
h
5
喷气增焓系统优势
喷气增焓式低环温空气源热泵热风机系统的稳定性研究
喷气增焓式低环温空气源热泵热风机系统的稳定性研究张浩王庆仙杨晓东侯泽飞张森广东美的制冷设备有限公司广东佛山 528311摘要：采用喷气増焓技术的低环温空气源热泵热风机系统可在不低于-25℃环境温度下持续制热，研究发现其补气支路的制冷剂流量对系统稳定性影响较大，为防止压缩机补气带液，提升系统可靠性，本文对电子膨胀阀的流量曲线进行了近似线性关系改善，并对其控制逻辑进行相应优化设计。
实验结果表明：针对名义制热量为3 kW和4 kW两种机型，通过改善电子膨胀阀流量特性及控制逻辑，可有效解决压缩机补气带液问题，且系统在-12℃和-20℃环温工况下的COP波动均不大于2%，系统稳定性得到显著提升。
关键词：喷气增焓；系统稳定性；电子膨胀阀；控制逻辑Research on the stability of low ambient temperature air source heatpump air heaters with vapor-injectionZHANG Hao WANG Qingxian YANG Xiaodong HOU Zefei ZHANG SenGD Midea Air-Conditioning Equipment Co., Ltd. Foshan 528311Abstract: The low ambient temperature air source heat pump air heaters with vapor-injection technique can still provide thermal comfort even though under less than -25℃ ambient temperature condition. However, it is found that the control strategy of refrigerant mass flow rate at injection path significantly affects the system stability. Consequently, to prevent the compressor liquid hummer and improve system stability, refrigerant flow characteristic of the electronic expansion valve (EEV) was improved with an approximate linear relationship, meanwhile, the corresponding EEV control strategy was optimized. The experimental results shows that for the systems with related heating capacities of 3 kW and 4 kW, the compressor liquid hummer was prevented by optimizing the EEV flow characteristic and control strategy. Additionally, the COP deviation for various systems was within ±2% under both -12℃ and -20℃ ambient temperature conditions. Generally, applying the proposed optimization method is a promising way for enhancing the system stability.Keywords: Vapor injection; System’s stability; Electronic expansion valve (EEV); Control strategy中图分类号：TB652DOI:10.19784/ki.issn1672-0172.2020.99.0031 引言由于我国北方地区冬季普遍采用燃煤供暖，导致部分城市出现连续多发的雾霾天气。
第二节 喷气增焓低温采暖热泵特点
第二节喷气增焓低温采暖热泵特点喷气增焓系统，是由喷气增焓压缩机、喷气增焓技术、高效过冷却器组成的新型系统，这三个技术的组合可提供高效的性能。
这是一个有机的整体，即高效的喷气增焓压缩机、高效过冷却器及电子膨胀阀形成的经济器、高效换热器共同构成了高效节能的喷气系统。
喷气增焓压缩机是谷轮最新一代涡旋压缩机专利技术，喷气增焓技术是指以喷气增焓压缩机为基础，优化了中压段冷媒喷射技术。
原理是通过中间压力吸气孔(Vapour Injection)吸入一部分中间压力的气体，与经过部分压缩的冷媒混合再压缩，实现以单台压缩机实现两级压缩，增加了冷凝器中的制冷剂流量，加大了主循环回路的焓差，从而大大提高了压缩机的效率。
高效过冷却器在整个系统中也起到了关键性的作用，一方面对主循环回路冷媒进行节流前过冷，增大焓差；另一方面，对辅助回路（这路冷媒将由压缩机中部导入直接参与压缩）中经过电子膨胀阀降压后的低压低温冷媒进行适当的预热，以达到合适的中压，提供给压缩机进行二次压缩。
以下是本次投标产品特点说明：适应低温运行的制冷系统●更宽广的压缩机运行范围图标说明：澳信低温空气源热泵采用了美国谷轮喷气增焓系列低温热泵专用压缩机，从图标中我们可以看出这种低温专用压缩机在零下12以上的制热能力基本为一条直线，制热能力始终不衰减，从而保证了在寒冷的冬季有强劲的制热量，高的COP！喷气增焓系列产品实现了-25℃～43℃内制热运转，通过喷气增焓增大了压缩机在严寒下的制热能力，-10℃下制热能力提高近20%。
当室外温度很低时，室外机热交换能力下降，压缩机正常回气口的回气量减少，压缩机功率降低，不能发挥最好效果。
但通过中间压力回气喷射口补充制冷气体，从而增加压缩机排气量，室内机热交换器制热的循环制冷剂量增加，实现制热量增加。
因此更加适用于寒冷地区。
●澳信低温空气源热泵——高可靠性、高COP整体式空气源热泵机组集供暖和制冷功能于一体，具有高效、环保、节能等特点。
什么是空气能热泵喷气增焓技术
在前几年，普通空气源热泵应用于黄河流域、华北等寒冷地区时其性能非常低，甚至无法运行。
主要原因是空气源热泵应用于寒冷地区时，随着室外环境温度的降低，制冷剂质量流量下降，供热量急剧减少，压缩机排气温度随着压缩比的升高而急剧升高，使机组无法正常运行或运行可靠性降低，长期运行必然会严重损坏压缩机。
在前几年，普通空气源热泵应用于黄河流域、华北等寒冷地区时其性能非常低，甚至无法运行。
改善低温热泵性能的一个有效方法是实现压缩比的分解。
通过2级或者多级压缩或复叠，能够降低每级压缩机的压缩比，从而提高每级的内容积比效率，降低排气温度。
对于采用涡旋、螺杆或离心式压缩机的系统而言，可以比较方便地进行中间补气，有效改善低温下的制热性能。
现在，这种采用中间补气的“准双级压缩”技术已在寒冷地区的低温热泵系统中得到了比较广泛地应用。
如今，新研发的谷轮的EVI喷气增焓涡旋压缩机技术就是基于这个原理开发出来的，可以实现在-25℃环境温度下运行可靠，强劲制热。
喷气增焓（EVI）涡旋压缩机的工作原理在固定涡旋盘上设置第二个吸气口。
第二个吸气口将会帮助增加主循环的制冷剂流量。
借助于闪蒸罐，高压/高温的液体通过第一次节流（电子膨胀阀膨胀）变为中压气体喷入第二个吸气口。
同时，闪蒸罐里的液体焓值将会降低如下图所示。
压缩机有2个吸气口/1个排气口，辅助吸气口设置在定涡旋盘上。
类似于低温系统的2次压缩概念。
蒸气喷射有助于增加主循环中的制冷剂流量，增加流经室外换热器的液体制冷剂焓差，从而增加制热量。
低温热泵综合优势1.系统稳定可靠搭载EVI喷气增焓技术的空气源热泵供热系统，解决了低温制热衰减和压缩机排气温度过高的不足，即使在-20℃的严寒地区，低温空气能热泵系统依然运行可靠，制热强劲。
2.经济性能优越虽然南北方维护结构的差异、室外温度及相对湿度的差异、居住者习惯、化霜控制等对于机组运行经济性有很大影响，根据测试结果，空气能热泵比燃气壁挂炉和电供暖供热经济节能，比其他热源要节省15%—70%的运行费用，不论是从替代燃煤锅炉集中供暖还是独立用户供暖角度来讲，都是节能环保的优选方案。
低温热泵与喷气增焓技术解读
1.喷气增焓技术不影响制冷 能力和能效
2.喷气增焓技术能有效提高 制热能力和能效
常规系统VS喷气补焓
为什么喷气增焓 技术在制冷和制热工 况下都能达到较高的 能效？
2018/11/25
超低温数码涡旋热泵 与直流变频热泵的 制热量对比 (15 kW 制热量系统) 【11】
超低温数码涡旋热泵与 直流变频热泵 满负荷时制热COP比较
2018/11/25
2018/11/25
2018/11/25
Thank you!
2018/11/25
超低温数码涡旋热泵与变频热泵的技术对
2018/11/25
喷气增焓技术的应用领域
1.热泵热水器【5】.【12】 2.家用及商用空调系统【14】 3.家用及商用三联供机组【15】 4.轨道车辆空调【10】
5.其他领域
2018/11/25
喷气增焓技术在三联供机组中的应用
2018/11/25
3.由于压缩机压力比的增大，系统的性能系数(COP)急剧下降。 4.如果热泵只为低温情况下设计，那么它的制热量远远大于较 高室外温度下所需热负荷。当热泵在较高室外温度情况下运行 时，需要循环的启闭来减少其制热量，这样会降低系统性能。 针对传统空气源热泵的以上局限性，国内外专家学者纷纷提出 了不同的解决方案。其中包括：带中间冷却器或经济器的二级压缩 热泵系统，带经济器的准二级压缩热泵系统(喷气增焓热泵系统)， 以提高润滑油流量来冷却压缩机的热泵系统，采用变频技术、辅助 加热器、复叠式蒸汽压缩的热泵系统，以及双级耦合热泵系统等。 在80年代中期国内学者提出了带经济器的准二级压缩热泵系统， 并在螺杆机组中得到成功应用。经过研究，在-30℃工况下，该系 统完全可以取代双级压缩系统。但是螺杆机组容量一般较大，同时 其相对于双级压缩系统的优点随蒸发温度的上升而不明显，长期以 来它的研究仅仅局限于低温制热情况。[1]
《太阳能辅助的喷射补气空气源热泵系统性能研究》
《太阳能辅助的喷射补气空气源热泵系统性能研究》摘要：本文针对太阳能辅助的喷射补气空气源热泵系统进行了深入研究。
通过实验和模拟分析，探讨了该系统的运行性能、能效比及环境适应性。
研究结果表明，该系统在提高能源利用效率、减少环境污染方面具有显著优势。
一、引言随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，寻找高效、环保的供热和制冷技术成为当前研究的热点。
太阳能辅助的喷射补气空气源热泵系统作为一种新型的节能环保技术，受到了广泛关注。
该系统结合了太阳能与空气源热泵的优点，实现了能源的高效利用。
本文旨在深入研究该系统的性能，为实际应用提供理论依据。
二、太阳能辅助喷射补气空气源热泵系统概述太阳能辅助的喷射补气空气源热泵系统主要由太阳能集热器、喷射器、压缩机、冷凝器、膨胀阀等组成。
系统通过太阳能集热器收集太阳辐射能，将热量传递给工作介质，然后通过喷射器和压缩机的协同作用，实现热量的转移和利用。
在制冷模式下，系统能够从空气中吸收热量并排放到低温水源中，实现制冷效果。
三、系统性能研究方法本研究采用实验和模拟分析相结合的方法，对太阳能辅助的喷射补气空气源热泵系统的性能进行研究。
实验部分主要在实验室条件下进行，通过改变环境温度、太阳辐射强度等参数，观察系统的运行性能和能效比。
模拟分析部分则利用计算机软件对系统进行建模和仿真，分析系统的运行特性和能效优化策略。
四、实验结果与分析1. 运行性能：实验结果表明，太阳能辅助的喷射补气空气源热泵系统在环境温度较低时仍能保持良好的运行性能。
随着环境温度的升高，系统的制热能力和制冷能力均有所提高。
在太阳辐射强度较高的条件下，系统的制热能力可得到进一步增强。
2. 能效比：通过实验数据可以看出，太阳能辅助的喷射补气空气源热泵系统具有较高的能效比。
在环境温度较低时，通过利用太阳能作为辅助能源，系统能有效地提高能源利用效率。
在制冷模式下，该系统能够将空气中吸收的热量高效地转移到低温水源中，从而实现高效的制冷效果。
喷液冷却和喷气增焓低温热泵涡旋压缩机的对比分析
喷液冷却和喷气增焓低温热泵涡旋压缩机的对比分析
马麟;姚文虎;钱坤
【期刊名称】《制冷技术》
【年(卷),期】2018(038)001
【摘要】本文分析了目前低环境温度热泵用涡旋压缩机运行特性及技术要求,并对制冷剂喷液冷却和喷气增焓两种涡旋压缩机技术的特点进行了对比介绍.针对低环境温度热泵开发了两款R410A涡旋压缩机:PSH系列压缩机采用制冷剂喷液冷却技术控制压缩机排气温度,可以扩大低环境温度下的运行范围;PCH065压缩机采用制冷剂喷气增焓技术提高低环境温度工况制热量及制热性能,并通过中间排气技术提高部分负荷系统的制冷性能,内置温度保护器的应用提高了压缩机在高排气温度运行的可靠性.这些优点使得热泵系统可以在我国低环境温度区域推广使用.
【总页数】5页(P55-59)
【作者】马麟;姚文虎;钱坤
【作者单位】丹佛斯(天津)有限公司,天津 301700;丹佛斯(天津)有限公司,天津301700;丹佛斯(天津)有限公司,天津 301700
【正文语种】中文
【相关文献】
1.低环境温度工况下喷液和喷气增焓空气源热泵热水机排气温度控制分析 [J], 杨文军;邓志扬;李敬泉
2.喷气增焓涡旋低温空气源热泵制热性能的分析 [J], 董旭;田琦;商永;张永贵
3.喷气增焓涡旋压缩机在空气源热泵热水器中的应用 [J], 刘强;樊水冲;何珊
4.喷气增焓与喷液冷却式空气源热泵在低温环境下实验数据对比及分析 [J], 蔡志敏;赵密升;李建国;李凡;李春来;李韶锋
5.喷气增焓空气源热泵低温运行性能的实验研究 [J], 冉小鹏;邹臣堡;李芦剑;王林;翟晓强
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于喷气增焓空气源热泵的实验性能分析
作者： 蔡志敏[1];李建国[2];李春来[1]
作者机构： [1]河源职业技术学院,广东河源517000;[2]龙川纽恩泰新能源科技有限公司,广东河源517000
出版物刊名： 科技创新与应用
页码： 51-52页
年卷期： 2019年 第10期
主题词： 热泵;喷气增焓;性能分析
摘要：文章详细叙述了喷气增焓空气源热泵的工作原理及特点;并对一台喷气增焓空气源热泵在不同环境温度下的工作性能进行了数据分析,分析结果表明,随着外界环境温度的下降,喷气增焓空气源热泵机组的COP的下降较普通空气源热泵有明显的延缓趋势,室外温度为-5℃时,喷气增焓空气源热泵的COP还可以达到3.0以上,在-15℃时COP还可以达到2.46,喷气增焓空气源热泵机组在低温环境下能效更高。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
喷气增焓涡旋低温空气源热泵制热性能的分析
发表时间：2018-03-14T15:13:51.607Z 来源：《基层建设》2017年第34期作者：丁兆宣[导读] 摘要：随着科技的进步，各行各业得到了迅猛的发展，随之而来的节约能源和加强环境保护的主题也就被推到了时代需求的风口浪尖。
广东欧科空调制冷有限公司广东东莞 523766
摘要：随着科技的进步，各行各业得到了迅猛的发展，随之而来的节约能源和加强环境保护的主题也就被推到了时代需求的风口浪尖。
在暖通行业中，空气源热泵系统的应用越来越广泛，同时，也备受人们的关注。
但在寒冷地区，空气源热泵的推广却受到很大的限制。
若要使其具备较好的经济可行性，还需搭配其它经济性节能技术，以及政府财政补贴等扶持政策，才能进一步共同收回初投资。
关键词：喷气增焓涡旋低温空气源热泵制热
引言
空气源热泵是把丰富的空气作为系统的低温热能，利用逆卡诺原理，消耗少量的电能，将空气中大量的低温热能转变为高温热能的节能、高效、环保的热泵技术。
近些年来，空气源热泵技术凭借其来源广泛、机组的安装位置灵活、节省空间等优点，其应用范围得到不断的扩大。
但是在夜间或极端天气的情况下，空气源热泵系统不但无法满足负荷的需求，而且系统自身也无法保证安全稳定的运行。
1.喷气增焓涡旋压缩机的技术特点
图1为喷气增焓压缩机的典型结构，整个压缩机有两个进气口，吸气口与蒸发器相连，中间喷气口与闪发器或经济器气侧出口相连，通过中间喷气口，增加压缩机排气量（吸气量与中间喷气量之和），从而增加冷凝器内制冷剂流量；通过中间器（经济器或闪发器）对工质深度过冷，增强从低温取热的能力。
基于这两点，可以看出：（1）喷气增焓技术能大大增强热泵机组的低温制热能力；（2）对涡旋压缩腔喷入蒸汽，冷却涡旋内的压缩气体，降低排气温度，改善压缩机的可靠性；（3）在低蒸发温度时，增强涡旋内气体的质量流量，保证动静涡旋之间有足够的油气润滑。
图 1 喷气增焓压缩机结构
表 1描述了普通涡旋压缩机与喷气增焓涡旋压缩机实测性能数据对比，可以看出，在蒸发温度- 13℃，冷凝温度 49℃，吸气过热 11℃的运行状态下，应用喷气增焓技术，对于R22制冷剂，制热量提高 19%，C O P 提高 9%，排气温度降低 12%；对于 R134a 制冷剂，制热量提高约 24%，C O P提高约 16%，排气温度降低 8%
表 1 喷气增焓压缩机性能数据对比
由于低的环境温度及高的热水温度，压缩机压缩比急剧增大，因此，针对于空气源热泵市场的喷气增焓涡旋压缩机，在涡旋排气口处应安装有单向阀，传统的涡旋压缩机涡旋排出的气体直接进入排气缓冲室，但对于低温热泵热水机组，由于低的环境温度，高的热水温度，压缩比很大，泄漏或重复压缩导致排气温度升高，影响压缩机可靠性。
在低温热泵机组中，涡旋排气口增加单向阀能有效降低压缩机的排气温度和提高低温运行时的系统性能。
涡旋排气单向阀的应用，随着室外环境温度的降低，能显著提高系统的 C O P 及有效降低压缩机的排气温度（相对于无涡旋体排气单向阀），保证压缩机低温运行可靠性。
2.热泵制热的热力学分析
喷气增焓涡旋空气源热泵与常规空气源热泵在结构上的最大区别是搭载了涡旋压缩机和喷气增焓支路，如图 3所示。
其中，喷气增焓支路中的换热器是过冷器，也可以是闪发器。
闪发器适用于 3675 W（5 hp）以下的小型热泵，过冷器适用于3675 W（5 hp）以上的大型热泵。
因技术示范工程多为大型的商业项目，故在此选用过冷器作为喷气增焓支路的换热器。
图3热泵制热流程
复杂的结构致使热泵的换热过程和影响热泵制热性能的因素也更加复杂，如图 3 所示，涡旋压缩机的工作过程也不能理想地简化为单纯的多变压缩过程。
对应图 3 中的制冷剂状态点 1 至 2、2与 9 混合至 3、3 至 4，涡旋压缩机的运行过程依次为补气前压缩 W 1 －2、混合补气 W 2＆9 －3、补气后压缩 W 3 －4。
其中，混合补气 W 2＆9 －3 是电动机驱动小偏心距曲柄轴转动，进而驱动涡旋盘平动的耗电过程，虽不属于压缩机直接压缩制冷剂耗功，但是压缩机控制高低压制冷剂混合的耗能过程，其机械动作与直接压缩制冷剂的机械动作一致，故混合补气 W 2＆9 －3 被列入压缩机能耗计算项。
3.低环境温度空气源热泵的应用研究
空气源热泵由于其在初投资，运行费用及环保等方面具有很大的优势，因此，在不同的地域得到越来越广泛的应用，并取得了较好的节约效果。
但其在低温环境下（我国的寒冷地区）的应用却因为制热量衰减过多、需要带电辅助加热、制热 COP 降低、内机或热水机出风（水）温度过低、压缩机能力或热交换器的能力得不到充分利用等状况受到了很大的限制。
近年来，在国内外热泵研究人员的不懈努力下，用于低环境温度下的空气源热泵技术取得了突破性的进展，其产品在工程中的应用也愈来愈多。
日本是当前世界上特别注重发展空气源热泵技术与产品的国家。
应用之广泛，技术水平之高均居世界领先。
其技术路线主要为变频，双级压缩，多联等。
2007年度日本热泵展上三菱公司推出一款高效能机组，其EER 达到 4.3。
热力完善度高达 70 %。
大金公司也推出了一款 -20 ℃工况下，COP 高达 2.5 的新产品。
我国目前的研发思路主要有：采用闪蒸中间补气、变频压缩机、数码涡旋压缩机、双级压缩机、大压缩比的压缩机、高低温回路复叠循环、改换制冷工质、先进的除霜技术等办法。
在机组内部的部件组配中，充分利用出压缩机的高温高压的过焓热（冷却冷凝热）和液相工质的过冷热。
4.结束语
对喷气增焓技术进行介绍，揭示了喷气增焓涡旋压缩机在低温应用的性能及可靠性，得出喷气增焓涡旋压缩机是开发低温空气源热泵热水机组的首选方案。
参考文献：
[1].马国远，彦启森.涡旋压缩机经济器系统的性能分析[J].制冷学报，2003，（3）：20- 24.。