我們先說(shuō)普通熱泵在低溫工況下運(yùn)行主要有哪些問(wèn)題。
首先是制熱能力。壓縮機(jī)的吸氣流量和蒸發(fā)溫度是成正比的，環(huán)境溫度越低吸氣流量越低，制熱能力越差。另外，當(dāng)蒸發(fā)溫度降低的時(shí)候，電機(jī)的發(fā)熱是不變的，還是那么多，而系統(tǒng)質(zhì)量流量卻在下降。
假如蒸發(fā)溫度在-5℃時(shí)，質(zhì)量流量是50KG/S，當(dāng)蒸發(fā)溫度降到-30℃時(shí)，質(zhì)量流量有可能只剩下20KG/S了。這個(gè)時(shí)候電機(jī)的發(fā)熱量是幾乎沒(méi)什么變化的，但用來(lái)冷卻電機(jī)的制冷劑的流量卻減少了，對(duì)應(yīng)的每一公斤制冷劑的加熱量會(huì)增加，因此排氣溫度也會(huì)升高。吸氣受熱后密度會(huì)下降，相當(dāng)于實(shí)際上制冷劑的流量下降的更多，這也是為什么溫度越低制熱能力會(huì)越來(lái)越差的原因。
其次是可靠性。剛說(shuō)了蒸發(fā)溫度越低的時(shí)候壓縮機(jī)的吸氣流量是減少的，這時(shí)候排氣溫度會(huì)升高，壓縮比變大，這時(shí)候壓縮機(jī)內(nèi)的潤(rùn)滑油容易膨化，然后黏性下降，這樣也就導(dǎo)致渦旋盤(pán)的磨損會(huì)變得嚴(yán)重，從而影響主機(jī)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。
還有就是運(yùn)行寬度。任何產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)都有一個(gè)安全區(qū)間，就是說(shuō)在這個(gè)區(qū)間內(nèi)運(yùn)行是安全的，而一旦超出了這個(gè)區(qū)間范圍，則可能出現(xiàn)意外。常規(guī)熱泵的壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)也有一個(gè)安全的運(yùn)行范圍，如果在蒸發(fā)溫度較低的環(huán)境中運(yùn)行，可能一降溫馬上就不能工作了。這就不僅僅是可靠性的問(wèn)題了，而是能不能用的問(wèn)題。
低溫?zé)岜萌绾谓鉀Q這些問(wèn)題？
低溫?zé)岜弥阅茉诟铜h(huán)溫下正常運(yùn)行，就是相應(yīng)地解決了常規(guī)熱泵遇到的幾個(gè)問(wèn)題——由于蒸發(fā)溫度低、吸氣流量少、壓縮比大、排氣溫度高導(dǎo)致的制熱量不足、COP低及運(yùn)行不穩(wěn)定。
首先是內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上。蒸發(fā)溫度越低，壓縮比越大，而如果要在更低蒸發(fā)溫度下工作，壓縮比就要做的更大。所以，低溫?zé)岜脡嚎s機(jī)的渦旋盤(pán)型線(xiàn)會(huì)設(shè)計(jì)的更大一些。可能普通熱泵壓縮比只做到2.3左右，但低溫?zé)岜脮?huì)做的更高一些。這樣就意味著在蒸發(fā)溫度更低的情況下，低溫?zé)岜媚軌虻玫礁叩墓ぷ餍剩材軌蛴懈驼舭l(fā)溫度的工作范圍，適應(yīng)溫差較大的工作環(huán)境。
其次就是采用噴氣增焓技術(shù)。噴氣增焓就相當(dāng)于在蒸發(fā)溫度特別低的時(shí)候，通過(guò)外界冷媒引入進(jìn)來(lái)，同時(shí)冷凝器的支路分成兩路——一路用來(lái)過(guò)冷主回路的制冷劑，增加過(guò)冷度，擴(kuò)大與環(huán)境溫度的換熱溫差，提升制熱量；另外一路用來(lái)冷卻主回路的冷媒，減少渦旋盤(pán)的壓縮比。這樣就可以通過(guò)噴射進(jìn)來(lái)的新壓力降低壓縮腔的實(shí)際吸氣壓力，壓縮比也減少了，所以功耗、排氣溫度及功率都會(huì)有顯著下降。同時(shí)，制熱量也會(huì)提升，因?yàn)橹茻崃康奶嵘蛠?lái)源于主回路過(guò)冷度的增加。
這樣一來(lái)，由于有更低蒸發(fā)溫度工作范圍，并且在低蒸發(fā)溫度時(shí)還保持著較高的制熱量，所以低溫?zé)岜迷跍囟容^低的北方地區(qū)也能夠穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，COP也比較高。
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