目前市場上對生活熱水的制取主要有燃?xì)鉄?span style="line-height:1.5;">水器、電熱水器、太陽能熱水器及各種熱源的熱泵熱水器, 其性能比較?？諝庠礋岜脽?/span>水器由于具有安全、節(jié)能、環(huán)保、壽命長、不排放毒氣等諸多優(yōu)點(diǎn), 正受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注 。我國自20世紀(jì)90年代以來, 大力推廣空氣源熱泵熱水器在長江中下游等地區(qū)(中國氣候分區(qū)的四區(qū)和五區(qū))的應(yīng)用, 目前已取得顯著效果。對于我國寒冷地區(qū)、嚴(yán)寒地區(qū)B區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)A區(qū), 如黃河流域、華北等地, 現(xiàn)今仍采用燃煤、燃油進(jìn)行集中供熱, 計(jì)量收費(fèi), 這種加熱方式,污染環(huán)境, 且效率低下, 不符合我國目前的發(fā)展要求。

   政府正積極倡導(dǎo)更加節(jié)能環(huán)保的采暖方式, 但根據(jù)氣象資料, 空氣源熱泵必須在-15℃的大氣環(huán)境中高效、可靠地長期運(yùn)轉(zhuǎn), 才可以滿足我國寒冷地區(qū)的冬季采暖需求 。因此研制推廣適合于我國國情的低溫空氣源熱泵熱水機(jī)組是我國建筑暖通業(yè)需解決的迫切課題。本文主要在總結(jié)了噴氣增焓渦旋技術(shù)在我國南方熱泵市場成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上, 就噴氣增焓渦旋壓縮機(jī)在低溫空氣源熱泵領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行分析。空氣源熱泵熱水機(jī)組主要由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥四大部件組成。整個(gè)熱泵熱水器的工作過程如圖1所示, 工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸收低溫空氣中的熱量, 壓縮機(jī)將工質(zhì)壓縮, 使其溫度及壓力相應(yīng)提高, 高溫高壓工質(zhì)隨后進(jìn)入冷凝器, 放出熱量, 加熱熱水, 最后工質(zhì)通過節(jié)流膨脹閥, 溫度降到室外環(huán)境溫度以下進(jìn)入蒸發(fā)器繼續(xù)蒸發(fā)吸熱。通過這樣的循環(huán), 只需供給壓縮機(jī)的一小部分電能, 工質(zhì)便可以從低溫環(huán)境中吸取大量的熱量, 加熱熱水, 其能效比永遠(yuǎn)高于1。空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)示意，目前南方市場上的普通空氣源熱泵熱水機(jī)組無法在我國寒冷地區(qū)應(yīng)用的根源在于:環(huán)境溫度的降低, 制冷劑吸氣比容增大,制冷劑質(zhì)量流量下降, 制熱量也就相應(yīng)的按比例下降。相同匹數(shù)的系統(tǒng), 在低溫環(huán)境下工作, 表現(xiàn)出更小的制熱量。制冷劑質(zhì)量流量的下降, 導(dǎo)致馬達(dá)冷卻不充分, 壓縮機(jī)頻繁出現(xiàn)過熱保護(hù)?？?/span>氣源熱泵如果在零下15℃的環(huán)境溫度下加熱55℃的熱水, 選用R407C制冷劑, 壓縮比達(dá)到15左右, 壓縮比的增大, 渦旋體內(nèi)氣體泄漏量增大,一方面使輸氣系數(shù)降低, 系統(tǒng)COP降低;另外一方面, 由于重復(fù)壓縮, 使低溫運(yùn)行下本身已經(jīng)很高的壓縮機(jī)排氣溫度急劇升高, 對壓縮機(jī)的可靠性提出挑戰(zhàn)。水最終加熱溫度的提高, 2008 年5月1日我國正式實(shí)施GB/T21362 -2008 《商業(yè)或工業(yè)及類似用途的熱泵熱水機(jī)》國家標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定熱水最終加熱溫度為55℃。然而在歐洲、日本等地區(qū), 考慮到軍團(tuán)病菌等影響, 要求其熱泵熱水器的出水溫度為65℃。因此, 隨著人們對健康意識的不斷提升, 熱水最終加熱溫度有可能還會(huì)進(jìn)一步提高。熱泵熱水器出水溫度的提高直接影響到機(jī)組的冷凝溫度、冷凝壓力及排氣溫度, 致使壓縮機(jī)負(fù)荷增大, 壓縮機(jī)可靠性受到影響。基于上述分析, 國內(nèi)外學(xué)者多年研究發(fā)現(xiàn), 噴氣增焓渦旋壓縮機(jī)技術(shù)可以成功地應(yīng)用在低溫?zé)?/span>泵熱水機(jī)組中, 是低溫?zé)岜脽崴鳈C(jī)組開發(fā)的首選方案 。噴氣增焓渦旋壓縮機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)，噴氣增焓壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu), 整個(gè)壓縮機(jī)有兩個(gè)進(jìn)氣口, 吸氣口與蒸發(fā)器相連, 中間噴氣口與閃發(fā)器或經(jīng)濟(jì)器氣側(cè)出口相連, 通過中間噴氣口, 增加壓縮機(jī)排氣量(吸氣量與中間噴氣量之和), 從而增加冷凝器內(nèi)制冷劑流量;通過中間器(經(jīng)濟(jì)器或閃發(fā)器)對工質(zhì)深度過冷, 增強(qiáng)從低溫取熱的能力?；谶@兩點(diǎn), 可以看出:噴氣增焓技術(shù)能大大增強(qiáng)熱泵機(jī)組的低溫制熱能力，對渦旋壓縮腔噴入蒸汽, 冷卻渦旋內(nèi)的壓縮氣體, 降低排氣溫度, 改善壓縮機(jī)的可靠性;在低蒸發(fā)溫度時(shí), 增強(qiáng)渦旋內(nèi)氣體的質(zhì)量流量, 保證動(dòng)靜渦旋之間有足夠的油氣潤滑。

   結(jié)合環(huán)保和節(jié)能社會(huì)發(fā)展需求, 對噴氣增焓技術(shù)進(jìn)行介紹, 揭示了噴氣增焓渦旋壓縮機(jī)在低溫應(yīng)用的性能及可靠性, 得出噴氣增焓渦旋壓縮機(jī)是開發(fā)低溫空氣源熱泵熱水機(jī)組的首選方案。對常見的兩種帶噴氣增焓技術(shù)的熱泵熱水機(jī)組進(jìn)行比較分析, 總結(jié)各自優(yōu)缺點(diǎn), 為噴氣增焓渦旋壓縮機(jī)的機(jī)組設(shè)計(jì)提供一些建議。對帶閃發(fā)器的噴氣增焓熱泵熱水機(jī)組設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)所應(yīng)注意的一些特別問題列舉, 為工程實(shí)踐提供指導(dǎo)。