探究热泵型空调器低温制热与低温制冷 叶炳祥

发表时间:2021/2/19   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:叶炳祥
[导读] 摘要:随着现代生活的不断进步,人们对生活质量以及生活的舒适度都有了一定的要求,因此对空调在低温下的使用度不断增加,以及对空调低温制热与低温制冷就显得非常重要。
        广州市永昊电器有限公司
        摘要:随着现代生活的不断进步,人们对生活质量以及生活的舒适度都有了一定的要求,因此对空调在低温下的使用度不断增加,以及对空调低温制热与低温制冷就显得非常重要。本文就热泵型空调低温制热与低温制冷进行了简单的分析和探讨,希望能为相关工作者有所帮助。
        关键词:热泵型;空调器;低温制冷;低温制热
        一、热泵型空调器
        热泵型空调器具备夏季制冷及冬季制热的双重功能,目前已受到越来越多的用户欢迎。但这种空调也有一定局限性,例如在某些地区冬季运转时,由于室外温度较低,蒸发器的表面非常容易结霜,就会影响正常供热;同时,室外空气温度的持续降低使室内热负荷随之增大,但空调机组的供热能力却逐渐较弱,根本无法满足基本使用要求。因此,如何提高热泵型空调器在低温环境下的制热与制冷 能力越来越受到关注。分体式热泵型空调机组在低温条件下可提高室外机组周边空气温度及机组蒸发温度,有力提高制冷力,从而满足制冷与 制热需求。它主要采取了以下方法:将分体式热泵型空调机组的室外换热器布置在建筑房顶专用的室内,并在其中设置另外的空气换热器,让部分可能流经蒸发器的低温空气和部分回风实现热交换,进而提高蒸发器进风的温度及机组的蒸发温度。
        二、热泵型空调器低温制热相关问题分析
        当热泵型空调器在制热模式下运转时,其制热能力主要受环境温度的影响,环境温度越低则制热能力越弱。当外部环境温度低于-7℃时,空调器的制热能力和标称能力相比就会极大降低,制热效果往往不佳。这主要是由于:当外部环境温度过低时,机组与室外环境的换热量就会减少,而随着系统中蒸发温度与 冷凝压力的降低,压缩机的运行功率也会下降,并减少消耗功能,其直接结果就是造成空调器制热能力下降。
        目前,我国销售的热泵型空调器大多为定速空调器。在正常工作情况下,定速空调器所用压缩机的压缩比波动范围约为3%~4%。如果单纯为了一段时间内的低温制热量而提高压缩比,就会偏离压缩机的设计初衷,影响热泵空调器的正常运行,且提升制造与运行成本,从而使生产厂家与消费者难以接受。所以,为了解决目前低温环境下热泵型空调器制热量不足的问题,必须采取其它有效措施。
        1.对低温制热问题的解决方法
        热泵型空调器能优于传统的单一型空调最主要的原因就是其夏天可以制冷而冬天又可以制热的两用性,而传统单一型空调却只能制冷。然而在热泵型空调器的实用性优于传统的单一型空调的同时,必须切实可靠解决其低温制热量的问题,从而使得热泵型空调器有更好的发展的前提。低温制热是目前热泵型空调器的发展趋势,并且它也将广泛的应用在未来的生产生活中。只有解决好低温制热中存在的问题,才能使得热泵型空调器更好的发展下去。
        1.1优化除霜模式
        当室外环境温度较低时,热泵型空调器的部分制热量用于除霜工作,而且在除霜过程中无热量产生,从而大大降低了制热效果,且室内侧出风温度普遍不高,因此减少结霜时间,提高除霜速度,是后期改善的方向大大提高了制热效果,并且还可以降低成本。因此,为了解决这一难题,为此需要优化制冷系统整体性能匹配,尽量 提升室外换热系统的整体工作效率,同时对除霜程序的进入和退出判定要求进行调整,如有条件,可采取压力传感器进行压力采集来进行除霜判定,目的就是尽量做到不结霜或者不停压缩机除霜,减少除霜时间提高送风量,从而减少室外传送温差并且提高制热量。还有就是选择亲水预涂铝箔翅片,在保证制热量的情况下尽量并且 加大翅片的间距,从而使得水珠快速脱离翅片,避免霜的行成。
        1.2蓄热循环模式
        蓄热循环模式是目前热泵型空调器低温制热的主要方式,它有效的解决了热泵型空调器的低温制热量不足的问题。蓄热循环模式主要是其材料在低温的环境下释放热量补充了热泵型空调器在低温环境下的制热缓慢,制热量不足等问题。因此,蓄热循环模式的应用最主要的是其材料的选择,良好的材料才能更好的达到释放与吸收热量的作用,更好的解决低温制热量低的这一问题。
        1.3采用喷气增焓方式
        目前小型热泵型空调器多采用带喷气增焓设计的旋转式或涡旋压缩机。

在低温环境下开启制热模式,尽管系统中的回气温度低,但是由于蒸发量的减少,导致回气量急剧减少,同时回油效果也会变差,因此会导致压缩机内部的电机、轴承和涡旋盘 等运动部件得不到充分冷却和润滑,排气温度急剧升高而发生保护动作,使设备不能正常运转并影响设备使用寿命。系统设计时直接从冷凝器冷凝过后抽取一部分制冷剂液体,通过膨胀阀节流后经过中间换热器和未过冷的液体进行热交换,直接蒸发后回到压缩机的喷气增焓口涡旋盘的中部,补充压缩机吸气量不足,同时冷却过热的涡旋盘和电机,保证系统正常运转,改善空调器低温环境温度下制热能力衰减的问题。
        三、热泵型空调器低温制冷相关问题分析
        随着生产的发展、生活水平的提高,人们对低温环境下空调器的制热功能提出了高要求,同时也还需要为大的建筑空间内小储藏室、设备间或其他空间保持低温,这就涉及到低温制冷问题。
        在低温的环境温度条件下,室外的换热环境变恶劣,极易造成室内机换热器温度过低,从而导致内机蒸发器结霜或结冰。为了更好地提高热泵型空调器的使用效率,可加强对元器件的监测,进而控制外机风扇的转速,减少换热。其中,元器件的定位监测是整个技术过程的重点,它包括了定位具体温度点,如冷凝器的中部位置、蒸发器的最低温度点、进管位置、室外温度检测点等。经过大量的实践研究,当室外温度低于0℃,且空调正常运转,可通过两方面来调整蒸发器的最低温度点:一是在检测到室内回风温度低于设计值时,自动调整外风机,降低运转速度,此时系统的换热量就会减少,进而提高室内蒸发器温度;二是在检测到室内回风温度高于设计值的情况下,自动调整外风机,提高运转速度,此时系统的换热量就会增加,进一步降低室内的蒸发器温度。经过自动程序的反复控制,最后可调整、控制蒸发器温度达到设计值,一般这就是蒸发器的最低温度点,蒸发器的最低温度点在设计值之上,可有效避免内机蒸发器的结霜或结冰现象。
        在空间小、系统大的情况下,室内蒸发器极易产生结霜或结冰现象,如果检测的设计值过大,则会加大系统压力,使空调无法正常工作。经过大量的实验表明,我们主要 得出了如下结论:一方面,当外风机持续降速时,系统的换热量减小,室内蒸发器的温度则升高,但是 此时系统内的压力加大;另一方面,当外风机持续升速时,系统的换热量加大,而室内蒸发器的温度降低,系统的压力有所下降。普通的检测元件由于反应慢、反馈慢,控制有效率较低,极易造成结霜或过压保护问题,导致空调不能正常运转。若想保证蒸发器的温度在短时间内达到设计值,就必须提高检测元件的精确度,应用高精度温度传感器、压力传感器可解决这一问题。
        1.对低温制冷问题的解决方法
        1.1加强低温制冷精度
        低温制冷技术发展的基础是制冷精度,所以在日常的生产生活中应该时刻控制制冷温度,把制冷精度保持在一定的水平上。还要让相关的检测部门对低温制冷设备进行实施监控和定期检测,才能及时地掌握制冷设备及制冷信息,方便了 我们及时发现设备所存在的问题,检修和更换低温制冷设备,在一定程度上保证其的精度。把低温制冷设备的精度提高,可以满足人们对于低温制冷越来越高的要求,还能够进一步推动我国的经济以及社会的发展,为我国的发展做出更大的贡献。
        1.2加强对零件精度的检测
        低温制冷要求零件的精度非常高,因为低温制冷设备的使用效果只有高精度的零件才可以达到。我们在进行零件精度检测的过程中,需要利用高精度的仪器进行检测,先进的仪器提高检测结果的精确度,相较旧设备可以把检测的时间缩短,从而提高检测的效率,还能把成本减少,使得企业的经济效益更高。零件的精度越高,制冷设备的制冷效果就越好,因此要加强对零件精度的检测工作,另外还要定期检测零件,保证其精度保持在一定水平,保证了热泵型空调器的低温制冷效果。只有对零件加强精度检测,才能够提高热泵型空调器的工作效率,能够在一定程度上防止在制冷空间减少的情况下,换热器结霜结冰等现象发生。
        结语
        随着科学技术的发展和社会的进步,热泵型空调器在社会生产生活中将会起到更加重要的作用,热泵型空调器的低温制热与低温制冷技术发展,在为经济社会带来巨大进步的同时还能 提高人们的生活质量,使人们的生产生活更加便利。
        参考文献:
        [1]钱付平,范树华,张吉光.空气源热泵空调系统节能分析[J].能源研究与信息,2015,(01).
        [2]张楠,翁丽芬,陈俊萍.不同热泵空调技术的对比[J].制冷空调与电力机械,2013,(05).
        [3]张楠,翁丽芬,陈俊萍.不同热泵空调技术的对比[J].制冷空调与电力机械,2010(5)
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