热泵补气增焓技术探讨

1、冬季外部环境气温较低，而空气源热泵的制热效率与环境气温关系很大，同时热泵压缩机在低温工况下，压缩比加大，冷冻润滑油变稠，回油困难，造成压缩机运动部件润滑状态恶化，不能正常运行。如果环境温度过低，除霜不彻底热泵机组蒸发器里的制冷剂得不到充分的蒸发，被吸入压缩机，产生液击事故，会导致机件磨损和老化造成压机损坏。

2、补气增焓技术(准二级压缩)

技术交流

补气增焓技术介绍

空气源热泵采暖是一种新型的满足可持续发展的采暖方式。传统空气源热泵的应用范围受到环境因素的制约：当环境温度过低时，机组会出现制热量不足、性能系数下降、排气温度过高等现象，长期运行必然会损坏压缩机。

目前，国内国外的低温空气源热泵技术主要有采用非共沸工质、采用变频技术、采用辅助压缩机、采用双级压缩机、采用经济器系统5种。从技术成熟的程度和热泵机组经济性的角度出发，经济器系统是目前比较合适的选择。

经济器系统的核心是补气增焓技术，即在压缩机的压缩过程中创立第2个吸气口，使流入压缩机的制冷剂气体1被压缩到中间压力Pm(2点)后与Pm下的饱和制冷剂气体6混合，达到2’以后继续被压缩到排气状态3。从图中可以看出，增加了补气通道以后，压缩机的排气状态3比无补气时的排气状态3’靠左，这说明了补气可以使压缩机的排气温度降低。另一方面，补气增大了冷凝器内的制冷剂流量，也就相应增大了热泵机组的制热量。同时，理论计算与大量实验都证明了补气增焓可以提高系统的制热性能系数。

根据中间压力Pm下压缩机补气的来源不同，经济器系统主要有2种形式：过冷器系统和闪发器前节流系统。过冷器是一种表面式换热器，冷凝器出口的主路制冷剂与经过节流阀降温降压的补气回路制冷剂在过冷器内进行热交换，补气回路制冷剂吸热变成Pm下的饱和气之后进入压缩机补气通道;闪发器则相当于一个储液器，冷凝器出口的制冷剂节流降压到中间压力Pm后变成气液混合状态流入闪发器，上部的闪发蒸汽进入压缩机的补气通道。

大量的计算数据和实验数据表明：同常规的热泵循环相比，经济器系统在低温环境下能够增大制热量、提高制热性能系数、降低压缩机的排气温度，使系统的低温制热性能和可靠性都得到明显的提高。

套管式换热器的特点为：

结构简单，价格低，传热性能好，问题是阻力损失大，水垢不易清除，加工时特别注意不应使内管破裂或损伤，否则，水进入制冷系统，导致系统故障和压缩机损坏。

板式换热器特点：

传热效率高，一般为壳管式的3倍，所以体积小，结构紧凑，使用中要注意的问题是，板间间隙小，容易结垢，对水质要求高，若水阻塞，制冷时会造成蒸发器温度下降，板间结冰，冻裂，由于板壁薄，也容易产生机械损伤，在水质差的地方，板式换热器的问题较多，其价格也比较高。

.气液分离器：

在蒸发器中，由于液体在蒸发器中蒸发，由液体变为气体的过程，由于考虑负荷的变化，可能会有一部分的制冷剂未全部蒸发，而会直接进入到压缩机。由于液体的不可压缩性，所以在未进入压缩机之前，首先要通过气液分离器，以确保进入压缩机全部为汽体，保证压缩机能正常的运转。气液分离器安装与压缩机的进口端，主要是防止返回压缩机的低压低温蒸汽携带过多的液滴，防止液体制冷剂进入压缩机气缸，分离器同时具有过滤、回油、贮液等功能。气液分离器使用时应注意：①、尽可能靠近压缩机；②、在换向系统中，气液分离器应该安装在换向阀和压缩机之间；③、正确的安装进口（从蒸发器来）出口（去压缩机吸气口）；④、必须向上安装；⑤、合适大小的气液分离器的接口不一定和压缩机的吸气口一致。

储液器：

制冷系统中的高压储液器（也称储液筒）是装在冷凝器和膨胀阀之间的，它的功能可归纳为以几个方面1、储存冷凝器的凝液避免凝液在冷凝器中积存过多而使传热面积变小，影响冷凝器的传热效果。2、适应蒸发器的负荷变动对供应量的需求在蒸发负荷增大时，供应量也增大，由储液器的存液补给；负荷变小时，需要液量也变小，多余的液体储存在储液罐里。3、作为系统中高低压侧之间的液封因为出液管是插在液面下，故可防止高压侧的蒸汽和不凝性的气体进入低压侧。同时，储液器也起到过滤和消音的作用。储液器的形式有多种，有单向和双向之分；有一出口和两出口之分；有立式和卧式之分。

油气分离器：

油气分离器安装在压缩机和冷凝器之间。它的工作原理为：压缩机的排气是氟里昂和润滑油的混合气体，通过油分离器的较大的腔体减速，雾状的油就会聚集在冲击的表面上，当聚集成较大的油滴后，流向油分离器的底部，并通过回油装置返回压缩机。

干燥过滤器

过滤器的作用是：为了防止制冷剂里含有水份或由于不可减少的元素等原因使系统里进入水份，当从冷凝器出来的高温液体进入膨胀阀后，液体的温度会大幅度的下降，一般都在零度以下，这时如果系统里含有水分的话，由于膨胀阀通过的截面很小，就会易出现冰堵的现象，影响系统的正常的运行。

目前市场上有三种类型的干燥过滤器●松散添充型干燥过滤器——珠状干燥剂填充在带有滤网的外壳内●块状干燥过滤器——由树脂固化在一起形成的块状干燥剂●压紧型珠状干燥过滤器——由分子筛材料及氧化铝构成的珠状混合物被压在由钢制弹簧压紧的两个玻璃纤维之间。

空气源热泵与太阳能热水器比较

太阳能热水器理论上是一次投资，使用不花钱。实际上不可能。

原因是无论任何地方，每年都有阴云雨雪天气以及冬季日照不足天气。在此气候下主要靠电加热制热水（也有一些产品是靠燃气加热），每年平均有25%~50%以上的热水需要完全靠电加热（地区之间不尽相同，阴天多的地区实际耗电量还要大。上海地区近三年的统计数据表明，平均每年阴雨天高达67%，满负荷利用太阳能热水器其70%的热能来自电或者燃气）。这样一来太阳能热水器实际耗电量比热泵热水器大。此外，敷设在太阳能热水器室外管路上的“电热防冻带（只在北方地区有）”，也要消耗大量电能。

太阳能热水器在结构上还存在多种难以解决的技术缺陷。

1、热水管路长达十几米，每次使用都要浪费很多水。以典型的Φ12毫米水管计算，每1米长度存水为0.113公斤。若太阳能热水管长度平均为15米，则每次使用都要浪费大约1.7公斤水。若平均每天使用6次，则每天浪费10.2公斤水；每月浪费300公斤水；每年浪费3600公斤水；十年浪费36000公斤水！以浪费水为代价节省一些电,恐怕无论是政府还是老百姓若知道这些都不会认可。中国的660多个城市中，一半以上城市不同程度缺水，其中严重缺水的有111个，每年因缺水影响工业产值就达到2000多亿元。

2、需要一整天的日照才能把水晒热，天气好的时候也只能保证晚上有热水，白天和夜间很少有热水可用。不能保证使用者24小时热水供应，舒适性差。

3、太阳能热水器的采光板必须安装在屋顶上，既庞大笨重，又影响建筑美观（越是高档住宅区越明显），还容易损坏屋顶防水层。

4、光电互补，实际上没法恰当的实现。目前市场９０％的太阳能热水器存在着难以克服的顽症：冬天水温达不到，或者只能产生少量热水；这些产品只能在夏秋季阳光充足的时候用，冬季日照弱时根本不能用，或者产生的热水太少，不好用，客户经常投诉；其实，真正的太阳能热水器必须是一年四季都能用的。热水使用量比较大的时间是集中在冬天，而冬天的集热效果又不能满足使用要求，基本上受气候条件的限制，摆脱不了普通太阳能热水器“靠天吃饭”的局限，很难保证冬天照样有充足的热水。很多现在太阳能经销商为弥补热水产量不足，