喷气增焓空调系统原理及优势分析
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喷气增焓空调系统原理及优势分析
作者:李洪生
来源:《科学与技术》2015年第01期
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
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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。
3.2 压缩机耗功对比
由此可见喷气增焓的压机耗功由于喷气的存在,要高于普通循环的压机耗功。且耗功差别
与压机排量、喷射量、冷凝压力、制冷剂的绝热指数以及中间压力有关,且因中间压力的不同
而存在一个极大值。对于一般的制冷剂来说,的数值一般在3左右。
4 实验结果及分析
依照GB/T 18837-2002多联式空调(热泵)机组规定的测试方法与要求,采用空气焓差法
对一套多联机系统的普通循环与喷气增焓循环进行了的能力能效对比测试[4]。
4.1 名义制热工况
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从表1中可以看出,对于制热来说,喷气增焓无论是在能力还是能效上均较普通循环有较
大的提升,这与第3节中的分析是相符合的。
4.2 低温制热工况
为了对比喷气增焓与普通循环在低温制热情况下的差别,选取蒸发侧-15℃干球温度,冷
凝侧20℃干球,15℃湿球进行测试。从表2中可以看出,对于低温制热来说,喷气增焓无论
是在能力还是能效上均较普通循环有较大的提升,这与第2节的理论分析相符合。
5 结论
本文介绍了喷气增焓系统的工作原理与过程,并从理论与实验的角度,分析了喷气增焓系
统相对于普通空调系统的优势,得出以下结论:
(1)喷气增焓系统相比于普通系统,制热能力与能效均有提高,且低温环境下更显著。
(2)在考虑制热量提升等方面来看,优选喷气增焓系统。
参考文献:
[1] 柴沁虎. 空气源热泵低温适应性研究的现状及进展[J]. 能源与环境, 2002,(5): 42-
44.
[2] 林创辉, 欧阳惕, 陈华低. 低温空气源热泵技术的应用[J]. 2014, (8): 119-122.
[3] 郑贤德. 制冷装置与原理[M]. 北京: 机械工业出版社, 2006
[4] 陈骏骥, 杨昌仪, 蔡佰明. 低温强热型空气源热泵热水器试验研究[J]. 流体机械,
2010, 38(1): 72-74.