了解熱泵的設(shè)計(jì)原理

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要充分理解熱泵設(shè)計(jì)和應(yīng)用中所包含的問(wèn)題，首先來(lái)了解一下與常規(guī)空調(diào)設(shè)計(jì)不同的一些不利因素。為了能讓谷輪壓縮機(jī)在低室外溫度條件下運(yùn)行，蒸發(fā)溫度必須很低以便能在室外空氣中吸取熱量，這樣就變成了一個(gè)低溫的制冷系統(tǒng)。典型的全封閉壓縮機(jī)因?yàn)樗�的基本結(jié)構(gòu)決定了它的內(nèi)在特性不適宜作為低溫使用。電機(jī)不直接與焊接殼體接觸，壓縮機(jī)的表面也不是設(shè)計(jì)成一種具有有效熱輻射表面。最后的結(jié)論就是如果按照常規(guī)低溫設(shè)計(jì)原則，用于熱泵范圍內(nèi)的全封閉壓縮機(jī)會(huì)因溫度過(guò)熱而遭損壞。因此我們面臨的第一個(gè)問(wèn)題就是為了能讓全封閉壓縮機(jī)運(yùn)行在低環(huán)境溫度中，我們必須拋開(kāi)大多數(shù)低溫制冷的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。我們必須故意讓壓縮機(jī)回液來(lái)保證壓縮機(jī)的冷卻，這樣做我們可能會(huì)置壓縮機(jī)于潤(rùn)滑和機(jī)械故障的潛在危險(xiǎn)中，我們必須從可靠性的角度來(lái)考慮加以避免。雖然它能可能做到，但是這意味著我們必須維持足夠回液以保證壓縮機(jī)冷卻，及過(guò)量回液導(dǎo)致潤(rùn)滑問(wèn)題這兩者之間的平衡。為什么我們不能設(shè)計(jì)一種壓縮機(jī)能夠更好地適應(yīng)熱泵的應(yīng)用答案很簡(jiǎn)單，因?yàn)槲覀円呀?jīng)有了標(biāo)準(zhǔn)的用于低溫制冷的半封閉壓縮機(jī)。電機(jī)的傳熱可以直接通過(guò)金屬表面散熱來(lái)實(shí)現(xiàn)，它有一個(gè)很好的熱傳導(dǎo)表面，并且作為熱泵的話可以在任何條件下毫無(wú)問(wèn)題地整日運(yùn)行。從工程和自然觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它是一種理想的設(shè)計(jì)，但是因?yàn)樗�的結(jié)構(gòu)，幾乎是全封閉壓縮機(jī)價(jià)格的兩倍。只要有可能避免過(guò)量回液帶來(lái)的問(wèn)題,特別是小功率系列，出于成本帥考慮，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)，全封閉壓縮機(jī)通常是人們的首選。我們面臨的第二個(gè)問(wèn)題是所有的逆循環(huán)熱泵都是一個(gè)折衷的系統(tǒng)。制冷和制熱循環(huán)中都使用相同的熱交換盤(pán)管，但是在制熱循環(huán)時(shí)隨著室外溫度的下降，壓縮機(jī)的能力會(huì)逐漸下降。結(jié)果制冷循環(huán)所需的制冷劑要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于制熱循環(huán)，并且在制熱循環(huán)中隨著室外環(huán)境溫度的下降，蒸發(fā)溫度也相應(yīng)下降，過(guò)剩的制冷劑就會(huì)更多。這些制冷劑就象是無(wú)業(yè)游民，四處閑逛尋找停留的地方，如果處理不好的話就會(huì)變成潛在的危險(xiǎn)。過(guò)去解決這種問(wèn)題的一個(gè)較好的辦法是在制熱循環(huán)中加一個(gè)小型的貯液器來(lái)暫時(shí)存多余的制冷劑。顯然成本的增加使得這種方法無(wú)法適應(yīng)市場(chǎng)的需求。多余的制冷劑究竟該去哪里它可能會(huì)進(jìn)入室內(nèi)盤(pán)管，進(jìn)入壓縮機(jī)曲軸箱，或進(jìn)入吸氣氣液分離器，這依賴于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制特性。在任何情況下，系統(tǒng)都是運(yùn)行在非常精密的平衡中，對(duì)制冷劑充注量的變化是很敏感的。www.ysj114.com
; g: E0 @1 y7 j, L" `5 z第三個(gè)工程上的事實(shí)是，熱泵應(yīng)用中的通用制冷劑R22是一種非常差的用于低溫的制冷劑，所以用于熱泵循環(huán)的話它不是一種好的制冷劑。相對(duì)于R12或R502來(lái)講，R22蒸汽的低密度和比熱特性導(dǎo)致了對(duì)熱量的溫度變化明顯要大。
但是為什么不使用另一種制冷劑如溫度特性很好的制冷劑，同時(shí)，熱泵是一個(gè)折衷的系統(tǒng)，對(duì)于制冷循環(huán)R22是理想的，比其他制冷劑有更好的能效比特性，而且價(jià)格也便宜。由于兩種情況都同樣重要,所以你無(wú)法僅靠更換制冷劑就可以解決所有低溫運(yùn)行的問(wèn)題，系統(tǒng)設(shè)計(jì)仍然繼續(xù)要多加考慮。對(duì)前面碰到的問(wèn)題，R22幾乎無(wú)法容忍任何的偏差。
7 i' u- |$ _2 o) [2 n& I雖然不斷優(yōu)化是每個(gè)空調(diào)和冷凍工程師的目標(biāo),但是第四個(gè)事實(shí)往往會(huì)被忽視。壓縮機(jī)不能容忍大量的制冷劑液體產(chǎn)生的持續(xù)的應(yīng)力, 這樣做一定會(huì)損壞壓縮機(jī)。在除霜逆循環(huán)的開(kāi)始和結(jié)束階段, 大量存在于盤(pán)管中的制冷劑液體突然處于吸氣壓力, 作為對(duì)系統(tǒng)壓力突變的反應(yīng), 咆嘯著沿著吸氣管涌向壓縮機(jī)。
在現(xiàn)有技術(shù)中, 使用某些類(lèi)型的吸氣管氣液分離器是最有效的防止大量制冷劑回流的保護(hù)手段, 為了迎接熱泵應(yīng)用帶來(lái)的挑戰(zhàn), 谷輪公司已經(jīng)著手兩項(xiàng)主要工作。一條專為熱泵應(yīng)用設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線已經(jīng)發(fā)展起來(lái), 其中壓縮機(jī)軸承表面得到加強(qiáng), 潤(rùn)滑系統(tǒng)得到改進(jìn), 為能在高壓比下運(yùn)行提供了更高的可靠性。由于這些新型的熱泵性壓縮機(jī)已經(jīng)批量生產(chǎn), 標(biāo)準(zhǔn)的全封閉壓縮機(jī)將退出熱泵應(yīng)用領(lǐng)域。作為熱泵發(fā)展計(jì)劃的第二步, 我們已經(jīng)制定了用于熱泵系統(tǒng)的谷輪全封閉壓縮機(jī)的一些基本規(guī)范。在熱泵應(yīng)用中, 只要滿足了這些規(guī)范, 保修期內(nèi)系統(tǒng)中由于壓縮機(jī)損壞而需要更換的事情是很少發(fā)生的。

我不是小寶

很實(shí)際的東西 謝謝樓主分享

lzf180027

樓主大才，值得學(xué)習(xí)，是個(gè)很好的知識(shí)面。

YSCLZH

好文章，學(xué)習(xí)了。