浅析空气源热泵技术的发展及应用
Value Engineering ·93·
浅析空气源热泵技术的发展及应用
Analysis of Source Heat Pump Technology Development and Application
何业龙He Yelong
（广东省海洋工程职业技术学校，广州510320）
Guangzhou 510320，China ）（Guangdong Marine Engineering Vocational and Technical School ，
摘要:随着双级压缩，复叠循环，变频压缩，Turbo ，高效换热等技术的发展和使用，空气源热泵技术的应用前景也越来越广阔。本文就空气源
热泵技术的发展及应用问题进行了浅析。
Abstract:With the development and using of compound compression, cascade cycle, frequency conversion compression, Turbo, efficient heat exchange technology, the prospect of air source heat pump technology is becoming wider and wider. This paper briefly analyzes development and application of air source heat pump technology.
关键词:空气源热泵；双级压缩；复叠循环；变频压缩
Key words:air source heat pump ；compound compression ；cascade cycle ；frequency conversion compression
中图分类号：TU831
文献标识码：A
文章编号：1006-4311（2010）19-0093-01
0引言
随着节能环保政策的推出，空气源热泵以这一显著的优点不断的被广大用户所接受。首先，其以空气作为低温位热源，取之不尽，用之不竭，处处都有，可以无偿地获取。其次，一机两用，冬季供热水，夏季供冷水，可节省一套冷却水系统和锅炉。第三，可布置在室外，不占用建筑物的有效面积，安装方便，便于运行管理。最后，设备的保护和控制系统齐备完善，设备的可靠性比较高。空气源热泵的工作原理就是应用逆卡诺原理从空气中吸收热量并输送到室内取暖场所。
1空气源热泵的技术展望
1.1双级压缩技术当蒸发温度低于-25度，压缩机的压缩比大应采用双级压缩技术。由蒸发器出来的低压蒸气先由压缩于8时，
机的低压级（一级）压缩机吸入压缩至中间压力的气态制冷剂，经中冷器冷却后的蒸气再由高压级（二级）压缩机吸入，压缩至冷凝压力排入冷凝器。其工作流程为：低压缸吸气———低压级压缩———低压缸排气———中压冷却（中冷器）———高压缸吸气———高压级压缩———高压缸排气（冷凝压力）。其在工作过程中，一是低温低压的气态制冷剂经由低压级压缩机压缩为较高温度的中间压力的气态制冷剂，然后经由高压级四通阀进入高压级压缩机的吸气管。二是经由高压储液器流出，然后经两路进入中间冷却器的高温高压制冷剂。其中一路经由电磁阀入中间节流热力膨胀阀，变成中温中压的气液混合制冷剂后流入中间冷却器的中温中压的的制冷剂通道，从而吸收通道内液态的制冷剂的热量蒸发，使得高温高压的液态制冷剂得以充分过冷，蒸发的中温中压制冷剂与四通阀流出的较高温度的制冷剂混合，然后进入高级压缩机，压缩为高温高压的气态制冷剂，经由高压四通阀进入制冷剂/水换热器，释放所携带的热量。冷却为高温液体之后，经单向阀进入高压储液器。另一路经由电磁阀，中间节流热力膨胀阀进入中间冷却器的中温中压制冷剂通道，经中间冷却器吸收中温中压的制冷剂通道内制冷剂的蒸发余热而进一
经由制热用热力膨步过冷。然后经过充分过冷的高压液态制冷剂，
胀阀降压为低温低压的气液混合制冷剂，然后进入制冷剂/空气换热器，吸收室外的空气的热量蒸发成低温低压的气态制冷剂，再经由四通阀，气液分离器返回压缩机，如此循环。
1.2复叠循环技术复叠循环系统由两个单独的制冷系统组成，分别称为高温级和低温级两个部分。其中高温部分使用中温制冷剂，低温部分使用低温制冷剂。高温部分的制冷剂的蒸发是用来使低温部分系统中制冷剂冷却的，两个部分通过一个冷凝蒸发器相连接，所以冷凝蒸发器既是高温部分的蒸发器，又是低温部分的冷凝器。低温部分的制冷剂在蒸发器内向被冷却的对象吸收热量，并把热量传递给高温部分的制冷剂，最后由高温制冷剂给冷却介质（水或空气）。
1.3变频压缩技术变频压缩技术是相对于转速恒定的压缩技术而言的，其通过一种控制方式或手段使其转速在一定范围内连续
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作者简介：何业龙（1973-
），男，广东阳江人，中级讲师，研究方向为制冷。
调节，能连续改变输出能量的压缩技术。其核心是变频器。变频器通
过改变压缩机供电频率，调节压缩机转速。依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少，其舒适度大大提高。而运用变频控制技术的变频空调，可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。
1.4Turbo 技术在空气源热泵中使用Turbo 技术。其通过启动压缩机时同时启动Turbo 功能，使压缩机的输出功率瞬间增加20%，从而实现快速升降温[1]。这样空气源热泵就可以快速达到设定的温度并进入保温阶段，大大缩短了耗能严重的启动阶段的时间，以达到节能的目的。与一般的压缩技术相比，其能够缩短启动时间40%左右，从而节约电能30%。效果比较见图1。
1.5高效换热技术高效节能空调是依靠蒸发吸收空气中的热量达到降温目的，根据自然物理现象“水蒸发效率”这一原理：当热空气经过实际换热面积100倍有水蒸发的湿帘时，其大量的热将被空气吸收，从而实现空气降温的过程。因此其与传统的压缩技术相比，其特点不体现在压缩机上，而是体现在增大换热面上。[4]
2空气源热泵技术的应用
空气源热泵技术目前主要应用在热水器和空调上。从功能利用来讲，其可用于制冷、地板采暖、中央热水。空气源热泵空调适合大于150平米的高档公寓，一套系统即可实现中央空调、地板采暖、中央生活热水三项功能，相比常规的中央空调，节能20%-30%以上。由于其运行使用电能，因此运行中没有任何污染，及废弃物。可以制地板采暖和供应生活热水一体，实现一机多用。其与其他的电热冷、
器相比，具有无与伦比的优势。首先，利用热回收技术，实现制冷的同时，免费享受生活用热水，热水温度可达到55-60℃的高温；其次，在空调和地板采暖不用的情况下，可单独生产生活用热水，热水温度可达到55-60℃的高温；第三，在提供地板采暖的同时也可生产生活用热水，热水温度可达到55-60℃的高温。第四，可以实现定时利用低谷电力加热生活热水，费用更省；第五，可以选装中央循环热水，热水即开即用；第六，在生活热水水箱里内置电加热装置，可使生活用水系统水温更稳定。
3结束语
空气源热泵技术只是热泵技术中一种，在现今这个以环保节能为生活理念的社会里，其将会得到更大发展。但这不仅仅是因为它具有节能和环保功能，最重要的是它在供暖过程中，能够使得部分热量得到循环使用，是一种实现能量闭路循环使用的热泵系统。其在维持人们生活环境的温度的同时，通过能源的循环使用，使其具有了生态层面的意义，属于生态供暖的范畴，必然会有广阔的应用前景。