南通空气源热泵机组在寒冷地区运行特性研究(一)

带闪发器的热泵系统可以有效地改善空气源热泵在低温环境下运行的制热性能和运行可靠性。以涡旋压缩机闪发器为基础，设计出一台适合寒冷地区使用的空气源热泵空调机组，通过选配毛细管等部件和适宜的控制方案，使热泵系统达到整体匹配。该样机安放在北京地区进行用户试验，试验结果表明，样机能够长期稳定运行，制热量和制热能效比得到明显的改善，能够满足寒冷地区冬季的采暖需求。
因此，带涡旋压缩机闪发器的南通空气源热泵机组是比较适合寒冷地区使用的高效、清洁采暖手段。

热泵供暖作为一种清洁、高效的采暖方式，在我国长江流域和华南已得到大范围的应用，但在向北推广的过程中却遇到了一些问题，使用受到限制。 低温环境下当气温下降时，蒸发压力随之降低，从而使压缩机吸气比容增大，制冷剂的流量减少，造成制热能力大幅度衰减，如果增加辅助电加热，将增加能耗，降低系统的能效比。而且，随着室外环境气温的降低，压缩机的压比增大，严重偏离值，致使压缩过程严重偏离正常压缩过程，导致机组排气温度急剧上升。

从热泵制热原理上分析出现这些问题是因为随着环境温度的降低，其理论循环的制热性能系数有所下降，所以人们只能设法提高热泵系统的热力完善度，减少影响实际循环的负面因素， 并尽可能多地降低这些因素的消极作用。改善空气源热泵低温适应的措施主要有：增加低温工况下系统的工质循环量；控制机组排气温度；优化压缩机内部的工作过程；选用适合于宽工况范围的制冷剂。在压缩机工作性能改进方面，一种可行的方案是采用变频压缩机，在制热时通过提高压缩机的转速来加大制冷剂的循环量；另一种是在压缩机上增加补气口，借以增加制冷剂的流量。

目前后一方案被广泛应用在涡旋压缩机热泵系统上，它在原有系统基础上增设一个经济器，既满足了补气的需要，同时还能增加制冷剂的过冷度，从而增加制冷量。国内学者详细分析了采用过冷器热泵系统的工作循环特性，实验研究表明：过冷器热泵系统能够在－15℃的低温环境中稳定可靠运行；补气可以增加制热量和压缩机功率，而制热量的增加速度较快，因而提高了系统的制热性能系数，而且还明显降低压缩机的排气温度 。对闪发器热泵系统的实验结果表明：闪发器热泵系统在低温工况下比过冷器系统可以更有效地提高空气源热泵的低温制热性能。