浅谈喷气增热焓泵系统在煤改电上的应用

肖军

（天津渤化工程有限公司,天津3001937)

1 浅谈低温热泵为何能应用在煤改电上

空气源热泵以其独特优点成为热泵诸多形式中应用最为广泛的一种，但是它的应用受到气候条件的限制。随着室外气温的不断下降，室内采暖热负荷会不断增加，同时传统的空气源热泵会产生下:①随着室外气温的降低，制冷剂吸气比容增大，机组吸气量迅速下降，从而减少热泵系统的制热量，不能满足室内最大采暖热负荷；②由于压缩机压缩比的不断增加，压缩机的排气温度迅速升高，在很低的室外温度下，压缩机会因防止过热而自动停机保护，这使得热泵只能在不太低的室外气温下运行；③由于压缩机压缩比的增大，系统的性能系数（COP）急剧下降；④如果系统只为低温情况下设计，那么它的制热量会远远大于较高室外温度下室的内热负荷。当热泵在较高室外温度情况下运行时，需要循环的启闭来减少制热量，这样会降低系统性能，这就是大马拉小车，造成浪费。

针对传统空气源热泵的以上局限性，国内外专家提出了不少解决方案。其中包括：带中间冷却器或经济器的二级压缩热泵系统，带经济器的准二级压缩热泵系统（喷气增焓热泵系统），采用变频技术，辅助电加热器，复叠式蒸汽压缩的热泵系统等。

2 喷气增热焓泵系统

喷气增焓是由喷气增焓压缩机、喷气增焓技术、高效冷却器组成的新型系统，这三个技术的组合可提供高效的性能。这是一个有机的整体，即高效的喷气增焓压缩机、高效过冷却器及电子膨胀阀形成的经济器、高效换热器共同构成了高效节能的喷气系统。

喷气增焓压缩机是采用两级节流中间喷气技术，采用闪蒸器进行气液分离，实现增焓效果。它通过中低压时边压缩边喷气混合冷却，然后高压时正常压缩，提高压缩机排气量，达到低温环境下提升制热能力的目的。喷气增焓压缩机是谷轮提出，广泛用在涡旋式压缩机上，2013年应美芝突破了结构的限制，喷气增焓也应用在旋转式压缩机上。

高效过冷却器在整个系统中也起到了关键性的作用，一方面对主循环回路冷媒进行节流前过冷，增大焓差；另一方面，对辅助回路(这路冷媒将由压缩机中部导入直接参与压缩)中经过电子膨胀阀降压后的低压低温冷媒进行适当的预热，以达到合适的中压，提供给压缩机进行二次压缩。

3 喷气增焓的特点

3.1 节能高效,所有型号制冷平均能效比为3.58，所有型号制热平均能效比为4.32，所有型号冷热平均能效比为3.95，是业界最高水平。这是因为采用了先进的技术--喷气增焓系统、高效换热器技术、高效的风扇电机、优化的风罩设计等技术。在制冷和制热时的运行费用大大降低。

3.2 严寒下性能跃升,安全可靠,喷气增焓系列产品实现了-25～29℃内制热运转，通过喷气增焓增大了压缩机在寒冷环境下的制热能力，-15℃下制热能力提高近20%～50%。当室外温度很低时，室外机热交换能力下降，压缩机正常回气口的回气量减少，压缩机功率降低，不能发挥最好效果。但通过中间压力回气喷射口补充制冷气体，从而增加压缩机排气量，室外机热交换器制热的循环制冷剂量增加，实现制热量增加。因此更加适用于寒冷地区。

在-25℃时的正常工作，这就保证了寒冷地区冬季的供热需求。与集中供热系统一样，能够24h持续供热，能保证室内温暖如春。先进的控制系统确保室内温度控制在+/-0.5℃。基于数码涡旋压缩机技术的可靠平台，使得压缩机的故障率小于0.005%，确保低温热泵全年运行安全可靠。

3.3 控制简捷,功能强大,多台主机组合成多种模块，通过计算机实现参数设定、空调状态查询等功能，达到降低行费用，实现空调自动管理，让控制更加简单。

3.4 健康环保,系统运行时不需要对电源频率进行改变，压缩机只是简单的负载和卸载的机械运动，不会产生干扰性电磁波造成电源污染及辐射污染而影响其他设备正常运作，不会对人体产生电磁辐射，而变频空调在频率转换过程中产生的高次谐波，无论对人体还是对精密仪器都是非常有害的。并且使用环保冷媒R407c或R410a，R407c和R410a是替代R22的较为合适的环保制冷剂，不会破坏臭氧层，符合国际公约《蒙特利尔议定书》。

3.5 灵活美观,按需供暖，不受采暖季节的限制。按照实际的供暖情况产生费用，计费合理。与采用辅助电加热器的空调系统相比,无需增加电气容量，而且运行起来更加安全可靠；安装便捷，与装饰浑然一体，营造舒适美观的家居及办公环境。无需专业的日常维护，省心省力。

低温热泵具备以上特点，尤其是在低温环境下较高的制热能力，使得它可以满足天津地区冬季采暖的要求。天津一月份最冷，平均最低气温可达-10.2～-6.0℃，极端最低气温可达-27.4℃。在此条件下，低温热泵完全能够达到冬季采暖的要求。低温热泵根据制热量的不同，可以满足从几十平米到几百平米不同居住面积的使用，如果制热面积太大，低温热泵还可以多台机组并联在一起使用，从而达到良好的制热效果。

我们2005年在绍兴道一座别墅安装了一台风冷热泵机组，当时，为了冬季制热效果好，我们在风冷热泵机组水管道上加上了辅助电加热，到了冬天，制热效果不错，室内风机盘管出风口温度能保证45℃，室内温度能达到26℃，但美中不足的是运行费用较高，耗电量大。随着低温热泵的出现，2016年，我们在空港一座底商安装了一台低温热泵机组，不用在水管道上再加装辅助电加热，结果冬天制热效果也不错，室内温度能达到24℃左右，但是相比较加了辅助电加热的空调，大大节省了运行费用。