淺談噴氣增熱焓泵系統在煤改電上的應用

肖軍

（天津渤化工程有限公司,天津3001937)

1 淺談低溫熱泵為何能應用在煤改電上

空氣源熱泵以其獨特優點成為熱泵諸多形式中應用最為廣泛的一種，但是它的應用受到氣候條件的限制。隨著室外氣溫的不斷下降，室內采暖熱負荷會不斷增加，同時傳統的空氣源熱泵會產生下:①隨著室外氣溫的降低，制冷劑吸氣比容增大，機組吸氣量迅速下降，從而減少熱泵系統的制熱量，不能滿足室內最大采暖熱負荷；②由于壓縮機壓縮比的不斷增加，壓縮機的排氣溫度迅速升高，在很低的室外溫度下，壓縮機會因防止過熱而自動停機保護，這使得熱泵只能在不太低的室外氣溫下運行；③由于壓縮機壓縮比的增大，系統的性能系數（COP）急劇下降；④如果系統只為低溫情況下設計，那么它的制熱量會遠遠大于較高室外溫度下室的內熱負荷。當熱泵在較高室外溫度情況下運行時，需要循環的啟閉來減少制熱量，這樣會降低系統性能，這就是大馬拉小車，造成浪費。

針對傳統空氣源熱泵的以上局限性，國內外專家提出了不少解決方案。其中包括：帶中間冷卻器或經濟器的二級壓縮熱泵系統，帶經濟器的準二級壓縮熱泵系統（噴氣增焓熱泵系統），采用變頻技術，輔助電加熱器，復疊式蒸汽壓縮的熱泵系統等。

2 噴氣增熱焓泵系統

噴氣增焓是由噴氣增焓壓縮機、噴氣增焓技術、高效冷卻器組成的新型系統，這三個技術的組合可提供高效的性能。這是一個有機的整體，即高效的噴氣增焓壓縮機、高效過冷卻器及電子膨脹閥形成的經濟器、高效換熱器共同構成了高效節能的噴氣系統。

噴氣增焓壓縮機是采用兩級節流中間噴氣技術，采用閃蒸器進行氣液分離，實現增焓效果。它通過中低壓時邊壓縮邊噴氣混合冷卻，然后高壓時正常壓縮，提高壓縮機排氣量，達到低溫環境下提升制熱能力的目的。噴氣增焓壓縮機是谷輪提出，廣泛用在渦旋式壓縮機上，2013年應美芝突破了結構的限制，噴氣增焓也應用在旋轉式壓縮機上。

高效過冷卻器在整個系統中也起到了關鍵性的作用，一方面對主循環回路冷媒進行節流前過冷，增大焓差；另一方面，對輔助回路(這路冷媒將由壓縮機中部導入直接參與壓縮)中經過電子膨脹閥降壓后的低壓低溫冷媒進行適當的預熱，以達到合適的中壓，提供給壓縮機進行二次壓縮。

3 噴氣增焓的特點

3.1 節能高效,所有型號制冷平均能效比為3.58，所有型號制熱平均能效比為4.32，所有型號冷熱平均能效比為3.95，是業界最高水平。這是因為采用了先進的技術--噴氣增焓系統、高效換熱器技術、高效的風扇電機、優化的風罩設計等技術。在制冷和制熱時的運行費用大大降低。

3.2 嚴寒下性能躍升,安全可靠,噴氣增焓系列產品實現了-25～29℃內制熱運轉，通過噴氣增焓增大了壓縮機在寒冷環境下的制熱能力，-15℃下制熱能力提高近20%～50%。當室外溫度很低時，室外機熱交換能力下降，壓縮機正常回氣口的回氣量減少，壓縮機功率降低，不能發揮最好效果。但通過中間壓力回氣噴射口補充制冷氣體，從而增加壓縮機排氣量，室外機熱交換器制熱的循環制冷劑量增加，實現制熱量增加。因此更加適用于寒冷地區。

在-25℃時的正常工作，這就保證了寒冷地區冬季的供熱需求。與集中供熱系統一樣，能夠24h持續供熱，能保證室內溫暖如春。先進的控制系統確保室內溫度控制在+/-0.5℃。基于數碼渦旋壓縮機技術的可靠平臺，使得壓縮機的故障率小于0.005%，確保低溫熱泵全年運行安全可靠。

3.3 控制簡捷,功能強大,多臺主機組合成多種模塊，通過計算機實現參數設定、空調狀態查詢等功能，達到降低行費用，實現空調自動管理，讓控制更加簡單。

3.4 健康環保,系統運行時不需要對電源頻率進行改變，壓縮機只是簡單的負載和卸載的機械運動，不會產生干擾性電磁波造成電源污染及輻射污染而影響其他設備正常運作，不會對人體產生電磁輻射，而變頻空調在頻率轉換過程中產生的高次諧波，無論對人體還是對精密儀器都是非常有害的。并且使用環保冷媒R407c或R410a，R407c和R410a是替代R22的較為合適的環保制冷劑，不會破壞臭氧層，符合國際公約《蒙特利爾議定書》。

3.5 靈活美觀,按需供暖，不受采暖季節的限制。按照實際的供暖情況產生費用，計費合理。與采用輔助電加熱器的空調系統相比,無需增加電氣容量，而且運行起來更加安全可靠；安裝便捷，與裝飾渾然一體，營造舒適美觀的家居及辦公環境。無需專業的日常維護，省心省力。

低溫熱泵具備以上特點，尤其是在低溫環境下較高的制熱能力，使得它可以滿足天津地區冬季采暖的要求。天津一月份最冷，平均最低氣溫可達-10.2～-6.0℃，極端最低氣溫可達-27.4℃。在此條件下，低溫熱泵完全能夠達到冬季采暖的要求。低溫熱泵根據制熱量的不同，可以滿足從幾十平米到幾百平米不同居住面積的使用，如果制熱面積太大，低溫熱泵還可以多臺機組并聯在一起使用，從而達到良好的制熱效果。

我們2005年在紹興道一座別墅安裝了一臺風冷熱泵機組，當時，為了冬季制熱效果好，我們在風冷熱泵機組水管道上加上了輔助電加熱，到了冬天，制熱效果不錯，室內風機盤管出風口溫度能保證45℃，室內溫度能達到26℃，但美中不足的是運行費用較高，耗電量大。隨著低溫熱泵的出現，2016年，我們在空港一座底商安裝了一臺低溫熱泵機組，不用在水管道上再加裝輔助電加熱，結果冬天制熱效果也不錯，室內溫度能達到24℃左右，但是相比較加了輔助電加熱的空調，大大節省了運行費用。