喷气增焓(EVI) 空调、热泵系统应用设计概要(20 150623)
喷气增焓技术在高温制冷中的应用
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喷气增焓技术知识讲解
喷气增焓技术知识讲解喷气增焓技术(EnhancedVaporInjection,简称EVI),相对传统方式增加了喷气回路,应用于压缩机空调、热泵系统等领域,因为其提高压缩机能力、能效和拓展运行范围的诸多优点而具有广阔的应用前景。
喷气增焓技术介绍喷气增焓系统,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。
原理是过中间压力吸气孔(VapourInjection)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。
特点1节能高效所有型号制冷平均能效比为3.58,所有型号制热平均能效比为4.32,所有型号冷热平均能效比为3.95,是业界最高水平。
这是因为采用了先进的技术——喷气增焓系统、高效换热器技术、高效的风扇电机、优化的风罩设计等技术。
在制冷和制热时的运行费用大大降低。
2严寒下性能跃升安全可靠喷气增焓系列产品实现了-25℃~29℃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%,引领多联机进入“强冷热”时代。
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。
喷气增焓(EVI)空调热泵系统应用设计概要(20240623)
喷气增焓(EVI)空调热泵系统应用设计概要(20240623)EVI技术的工作原理是在传统的热泵循环基础上增加了一个喷气增焓器件。
喷气增焓器件通过喷射高温气体与蒸发器中的低温制冷剂进行热交换,从而提高了制冷剂的温度和压力,使其能够更高效地吸收室外的热量。
同时,喷气增焓器件还可以回收蒸发器中的低温余热和冷凝器中的高温废热,再次增加了系统的热效率。
在设计EVI空调和热泵系统时,需要考虑以下几个关键因素:1.系统容量:根据实际需求,确定系统的制冷和供暖容量。
这取决于所需的室内温度、室外温度和建筑的热负荷。
2.制冷剂选择:根据系统容量和环境条件,选择合适的制冷剂。
常用的制冷剂有R410A、R407C等。
制冷剂的选择应考虑其热传导性能、环保性能和经济性能。
3.设备选择:选择适合的喷气增焓器件、蒸发器、冷凝器、压缩机和控制器等设备。
这些设备应具有高效、可靠和稳定的性能,以确保系统的正常运行。
4.系统布局:根据建筑的结构和空间限制,设计合理的系统布局。
蒸发器和冷凝器应放置在合适的位置,以便于热量的传输和回收。
同时,应考虑管道和电缆的布置,以简化安装和维护。
5.控制策略:设计合理的系统控制策略,以确保系统的高效运行。
控制策略可以包括温度控制、压力控制、流量控制和时间控制等。
总之,EVI空调和热泵系统是一种高效节能的空调和供暖解决方案。
在应用设计中,需要考虑系统容量、制冷剂选择、设备选择、系统布局和控制策略等因素。
通过合理的设计和布局,可以实现系统的高效运行,极大地提高能源利用效率。
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
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。
喷气增焓空调热泵系统应用设计概要
喷气增焓空调热泵系统应用设计概要喷气增焓(EVI)技术是一种通过使用附加喷气来增加制冷剂压缩循环中的提前过热过程的热泵技术。
该技术可以提高热泵系统的性能,特别是在低温环境下。
本文将介绍喷气增焓空调热泵系统的应用设计概要。
喷气增焓空调热泵系统的应用设计包括以下几个方面:系统循环设计、喷气增焓设计、控制系统设计和系统性能评估。
首先是系统循环设计。
喷气增焓空调热泵系统的循环设计应该考虑到制冷剂的选择、系统压力和温度范围,并且需要满足系统的制冷需求。
可以选择适当的制冷剂来满足不同的工况要求,并采用适当的换热器和压缩机来达到制冷效果。
此外,系统循环应该具备高效能、稳定性和可靠性。
其次是喷气增焓设计。
喷气增焓技术通过增加附加喷气来提前过热制冷剂,从而提高系统的性能。
在设计中,需要确定喷气参数,包括喷气流量、喷气压力和喷气位置。
喷气增焓器的位置应选择在压缩机进气处,以提高压缩机的入口进气温度。
同时,需要进行热力学分析和实验验证,以确定最佳的喷气增焓设计方案。
第三是控制系统设计。
喷气增焓空调热泵系统的控制系统应确保系统的运行安全和性能稳定。
在控制系统中,应合理调整压缩机的运行状态、喷气增焓器的工作状态和制冷剂的流量控制。
通过采用先进的控制算法和传感器系统,可以实现系统的智能控制和自适应控制,以提高系统的稳定性和效率。
最后是系统性能评估。
通过实验测试和数值模拟,可以评估喷气增焓空调热泵系统的性能。
性能评估应包括系统的制冷效率、制热效率、能耗和制冷剂排放等指标。
通过对系统不同工况下的性能进行评估,可以优化系统设计和运行参数。
总之,喷气增焓空调热泵系统的应用设计包括系统循环设计、喷气增焓设计、控制系统设计和系统性能评估等方面。
通过合理设计和优化,可以提高系统的性能和效率,实现节能环保的制冷和制热应用。
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
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喷气增焓涡旋压缩机
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• 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
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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。
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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。
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喷气增焓系统优势
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。
制冷系统喷气增焓技术简介
制冷系统喷气增焓技术简介喷气增焓技术:通过中间压力吸气孔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,以单台压缩机实现两级压缩,支路制冷剂对主循环回路冷却,增加过冷度,从而增大焓差值,大大提高压缩机的效率。
“喷气增焓”实际只是制冷系统运行过程中的一个环节,能效是否提高,要看整个制冷系统循环的能效,它与制冷剂的热力特性、制冷系统的运行工况等都有关系。
增焓(焓差增大)不等于能效就会提高。
我国大中院校教科书上讲解的“一次节流不完全冷却循环”的制冷运行过程中,喷气增焓只是其制冷运行过程之一。
“一次节流不完全冷却循环”才是最正确的叙述。
喷气增焓功能的启动条件是决定制冷系统能效高低的关键。
正确的控制系统是通过模糊控制原理,根据环境(季节)温度的变化,自动调节喷气量,使制冷系统始终处于高效运行状态。
喷气增焓技术最适于高环境温度(30°C以上)时,制取低温(-18°C 以下)的工况,即最适于夏季低温冷库的运行工况,秋冬季节应该关闭该功能。
以使用R404A为例,在上述工况运行时,喷气增焓压缩机的制冷量是活塞式压缩机制冷量的一倍以上,如果冷库温度更低,将会比活塞式压缩机的制冷量大得更多。
市场上艾默生、日立、丹佛斯、海立等相继都推出了冷冻用喷气增焓式涡旋压缩机,对于提高我国制冷设备的能效水平、减少雾霾的产生、应对全球气候变暖将会有积极的意义。
喷气增焓冷冻系统图将喷气增焓技术用于热泵取暖,只是在极寒天气下才会提高能效。
因为当启动喷气功能时,压缩机的排气温度将会明显降低,即使热量增加,但相对单级压缩而言,其输出的仍是低品位热能。
毫无争议,将喷气增焓压缩机用于冷冻系统,才能够最大程度的提高系统制冷量。
有经验得知,夏季工况时,5HP喷气增焓压缩机制冷量,相当于6-8HP单级活塞式压缩机的制冷量。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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R1 2015年6月喷气增焓(EVI)空调、热泵系统应用设计概要目录内容页内容页简介 (2)喷气增焓(EVI)工作原理 (2)运行范围 (3)系统布置方式 (3)下游取液 (3)上游取液 (4)经济器热交换器的回路设计 (4)系统设计指导 (4)经济器热交换器的选型 (5)管路设计 (6)经济器膨胀阀的选型 (6)蒸发器膨胀阀的选型 (6)喷射回路的关闭 (7)排气温度的控制 (7)化霜 (7)低压保护设置 (7)EVI系统推荐的选型 (7)简介喷气增焓(EVI)技术有助于提升系统的能力和能效,并且能有效改善高压缩比工况下排气温度过高的情况,拓展低温制热的运行范围。
与同排量的普通压缩机系统相比,具有经济器的EVI压缩机系统带来的好处如下:•能力的提升 – 能力的提升来自于系统蒸发器进、出口焓差的增加,而不是靠制冷剂质量流量的提高。
•能效的提升 – 能效的提升得益于能力增加对能效的影响大于功率增加的影响。
•运行范围的拓展 – 准二级压缩过程,中间冷却,降低排气温度。
本指南主要介绍EVI系统的喷气增焓(EVI)谷轮涡旋压缩机空调、热泵系统设计指导。
除了运行范围不同,EVI涡旋压缩机和普通压缩机的特点、使用注意事项等均相同。
喷气增焓(EVI)工作原理谷轮EVI 涡旋压缩机除了吸气口和排气口以外,还具有一个喷射口,用于带经济器的系统。
图1 显示了一个经济器过冷设计的系统,在压焓图中解释了能力提升的原理,以及随之而来的能效提升。
并且能力、能效提升的幅度将随着压缩比的增加而增加。
在图1中的系统采用了一个换热器(H/X)作为经济器,用于提高制冷剂进蒸发器之前的过冷度。
如前所述,过冷度的提高带来系统能力的增加。
在实现制冷剂过冷的过程中,一小部分制冷剂在经济器换热器(H/X)中蒸发,再进入涡旋压缩机涡旋盘,与中压腔的制冷剂进行混合,然后共同压缩至排气压力。
这个类似于二级压缩,中压冷却循环,可以有效降低排气温度,确保了压缩机的可靠运行,特别是在高压缩比工况。
图 1 EVI系统简图和压焓图(上游取液)定义描述Tc 冷凝温度Te 蒸发温度LIT 经济器液路入口温度LOT 经济器液路出口温度Pi 中间喷射压力SIT 中间喷射压力对应的饱和温度VIT 经济器气路入口温度VOT 经济器气路出口温度Tsc 经济器液路出口的过冷度M 通过蒸发器的制冷剂质量流量i 喷射制冷剂的质量流量DT 经济器的换热温差(LOT – SIT)△T SC经济器实现的过冷度(LOT – LIT)运行范围和普通的压缩机的运行范围相比相比,谷轮EVI涡旋压缩机可以有效拓展左上角的运行区域。
图(2.1)R22 EVI运行范围(排气温度需小于120℃)图(2.2)R410A EVI运行范围(排气温度需小于120℃)*注:Z(V)PI182需按照左上角细实线缩减其运行范围系统布置方式根据喷射回路取液位置的不同,分别有两种系统布置方式 – 上游取液和下游取液。
下游取液图(4)是下游取液布置的一个例子,喷射回路采用的是热力膨胀阀(TXV),位于经济器液路出口和气路进口之间。
这种布置的优点在于更能确保TXV阀前有过冷度,从而降低TXV由于阀前无过冷而过热度失控的可能。
与后面介绍的上游取液设计相比,这种布置的缺点在于需要容量更大的经济器热交换器。
图(3)下游取液设计上游取液图(5)是上游取液布置的一个例子,喷射回路同样采用的是热力膨胀阀(TXV),位于冷凝器出口和经济器气路进口之间。
与下游取液设计相比,这种布置更需确保冷凝器出口需有过冷度,否则TXV将会过热度失控。
图(4)上游取液设计经济器热交换器的回路设计经济器液路和气路采用逆流换热设计将获得最佳的过冷效果。
请见图(6)以板换作为经济器热交的的示例,为传热效果最佳,板换须竖直安装且气路制冷剂的流向应下进上出。
图(5)经济器板换的回路设计系统设计指导经济器热交换器的选型热交换器的大小选型应有足够的裕度,使其适应整个系统的工作范围,但其优化则需对应常规的运行工况。
用于确定合适的换热器容量大小的参数如下所述。
•SIT = 热交气路出口处压力对应的饱和温度•LIT = 液路进口温度~冷凝器出口温度•LOT = 液路出口温度 = SIT + DT•VIT = 气路进口温度 ~ SIT + 阻力损失引起的温度降•VOT = 气路出口温度 ~ SIT + 过热•H = 焓•Subcooling = LIT – LOT•Superheat = VOT – SIT•DT = LOT –SIT最关键的参数是确定热交换器的饱和喷射温度(SIT)。
为了优化系统性能,请参照以下步骤进行设计。
根据实验结果整理,SIT可由以下经验公式计算:SIT = 0.8 × Te + 0.5 × Tc - 6.3 (单位:℃)确定SIT后,设定冷凝器的过冷度、DT和Superheat,根据经验,这三个参数均设定为5.6K。
这样做是为了优化系统性能,同时保持系统运行可靠和工作正常。
这些参数确定后,就能计算经济器热交的换热能力,从而确定其尺寸。
为说明详细计算步骤,下面以VRI125KS R22为例设计计算如下:例1 上游取液步骤1:已知的工作点•Te(蒸发温度) = -1.5℃•Tc (冷凝温度) = 50℃•Cond SC (冷凝器过冷度) = 5.6K•Suc RG (吸气温度) = 4.1℃步骤2:计算•SIT = 0.8×(-1.5)+0.5×50-6.3 = 17.5℃•LIT = Tc-Cond SC = 50 -5.6=44.4℃•LOT = SIT + DT = 17.5+5.6=23.1℃•△T SC = LIT – LOT = 44.4-23.1=21.3℃步骤3:确定经济器热交液路质量流量M,其等于蒸发器质量流量,根据VRI125的数据•M = 0.152kg/s步骤4:计算经济器热交的换热量•HX kW = M ×(H LI-H LO)=0.152 ×(255-228)=4.1kW例2 下游取液步骤1:已知的工作点•Te(蒸发温度) = -1.5℃•Tc (冷凝温度) = 50℃•Cond SC (冷凝器过冷度) = 5.6K•Suc RG (吸气温度) = 4.1℃步骤2:计算•SIT = 0.8×(-1.5)+0.5×50-6.3 = 17.5℃•VOT = SIT + 5.6 =17.5+5.6=23.1℃•LIT = Tc-Cond SC = 50 -5.6=44.4℃•LOT = SIT + DT = 17.5+5.6=23.1℃•△T SC = LIT – LOT = 44.4-23.1=21.3℃步骤3:确定经济器热交液路质量流量M+i•M = 0.152kg/s•(M+i) ×(H LI-H LO) = i ×(H VO-H LO)i = M ×(H LI-H LO)/(H VO-H LI)i= 0.152×(255-228)/(415-225)=0.022kg/sM+i=0.152+0.022=0.174kg/s步骤4:计算经济器热交的换热量•HX kW = (M+i) ×(H LI-H LO)=0.174×(255-228)=4.7kW注意:本部分讨论的是EVI系统设计指导,可以参考艾默生提供的产品选型软件PSS(Production Selection Software),在网页的在线产品信息(Online Product Information)部分提供PSS 软件下载。
PSS软件针对每一种压缩机机型,提供EVI系统设计选型的详细信息,其SIT的计算基于基于该型号压缩机实验数据的10系数拟合公式计算得到,该公式与前文所描述的经验公式 SIT = 0.8 × Te + 0.5 × Tc - 6.3 (单位:℃) 不同,所得的SIT以及换热器容量计算结果可能会存在一些差异。
这两种计算方法没有孰优孰劣之分,因为一方面,这种差异对有关的选型的影响较小,另外一方面计算选型的结果最终都要通过实验来确定。
经济器热交换器容量的设计计算,以及本文后面部分所列出的有关经济器板换的选型推荐,都是基于若干假设,每个实际的系统和这些假设之间都会存在差异,必须通过实验来验证经济器的设计选型是否合适。
在设计工况下,实测的经济器的换热温差DT(=LOT – SIT)应该在5.6K以内。
管路设计从经济器到压缩机的喷射管路管径应不小于喷射口对应的管径尺寸,并且为了尽量减少阻力损失,其长度应尽可能短。
从经济器到蒸发器的液管需要作保温,其长度也要尽量短,以使蒸发器前的制冷剂过冷度最大。
经济器膨胀阀的选型经济器喷射回路的节流元件通常选用电子膨胀阀(EXV)或热力膨胀阀(TXV),不推荐采用毛细管。
EXV/TXV的大小选型应有足够的裕度,使其适应整个系统的工作范围,但其优化则需对应常规的运行工况。
根据前面计算所确定的经济器热交的换热量以及压力差和过冷度,选择合适的EXV或TXV。
对于TXV在经济器喷射回路的安装和应用同其在常规的空调制冷系统的类似,需要注意经济器喷射应用对应的蒸发温度相对较高,带MOP功能的TXV在某些情况可能不能有效工作。
蒸发器膨胀阀的选型EVI系统的过冷度比普通系统大很多,蒸发器膨胀阀的选择除了要考虑蒸发器的能力、压差,还应该重视过冷度对选型的影响。
喷射回路的关闭停机时,为防止液体制冷剂通过喷射回路进入压缩机,需要将喷射回路关闭。
系统运行时,有时会面临系统冷凝压力较高的情况,也需要关闭喷射回路来降低冷凝器的负荷,达到降低压缩机运行电流的目的。
为了关闭喷射回路,对于采用EXV的系统可以将EXV关闭来实现,对于采用TXV的系统则需加一个电磁阀,通常是加在TXV前。
另外,为了方便实验测试和现场维修,推荐系统在喷射回路中加一个机械球阀来实现喷射回路的关闭。
排气温度的控制经济器的膨胀阀通常采用过热度控制,在多数情况下就可以有效控制压缩机的排气温度不超过120℃。
排气温度传感器的位置必须尽量靠近压缩机的排气口,并且应该绝热保温。
在一些极限的高压缩机比工况时,压缩机的运行点处在运行范围图的左上角区域,则需要进行湿蒸汽喷射控制,通过喷射口进入压缩机涡旋的制冷剂会带有少量的液体来控制排气温度。
在进行湿蒸汽喷射时,需确保压缩机的排气过热度不低于25K,以避免喷射的液体过多,对涡旋的润滑带来不利的影响。
由于湿喷射控制时的过热度为0K,对于采用EXV的系统,通常将控制目标转为排气过热度控制;对于采用TXV的系统,需要另外设置从经济器液路出口到压缩机喷射口的旁通回路,回路中带有一个电磁阀和毛细管,二者的选型需确保电磁阀打开时,压缩机的排气过热度不低于25K。