地源熱泵冰蓄冷中央空調(diào)淺析

4、地源熱泵戶型蓄冰中央空調(diào)機(jī)組結(jié)構(gòu)形式探討

對(duì)于地源熱泵戶型蓄冰中央空調(diào)，由于近年來(lái)國(guó)內(nèi)研究地源熱泵的成果較多，技術(shù)也趨于成熟，因此開(kāi)發(fā)此類產(chǎn)品主要應(yīng)集中在小型蓄冰上。作者認(rèn)為地源熱泵戶型蓄冰中央空調(diào)應(yīng)考慮如下問(wèn)題：

1)雙熱力膨脹閥

熱力膨脹閥是z*常用的節(jié)流元件，它是依靠蒸發(fā)器出口制冷劑的過(guò)熱度大小來(lái)調(diào)整閥的開(kāi)度，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組的制冷量以滿足外界熱負(fù)荷變化的需要。

熱力膨脹閥的容量與制冷劑的質(zhì)量流量、閥前后壓差等制冷工況有關(guān)。由于空調(diào)工況與蓄冰工況的制冷劑流量、閥前后壓差及運(yùn)行特性等差別很大，2種工況采用同一膨脹閥顯然是不合理的。特別是由于熱力膨脹閥本身構(gòu)造所限，其適用的溫度及調(diào)節(jié)范圍均小;另外，充液式熱力膨脹閥在蓄冰工況下運(yùn)行，其蒸發(fā)器出口過(guò)熱度常比空調(diào)工況下大的多。膨脹閥容量過(guò)小，會(huì)造成蒸發(fā)器傳熱面積得不到充分利用，制冷量下降;若膨脹閥容量過(guò)大，則又會(huì)影響其調(diào)節(jié)性能，加大蒸發(fā)器出口溫度的波動(dòng)及過(guò)熱度，制冷系統(tǒng)效率下降，嚴(yán)重會(huì)出現(xiàn)液擊現(xiàn)象。

由于制冷主機(jī)在空調(diào)工況或在蓄冰工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，一般均在額定負(fù)荷下工作，因此其運(yùn)行條件都相對(duì)比較穩(wěn)定，更適合采用雙膨脹閥，即按空調(diào)工況和蓄冰工況分別選擇熱力膨脹閥，機(jī)組在空調(diào)工況下運(yùn)行，使用空調(diào)用膨脹閥;在蓄冰工況下運(yùn)行，使用蓄冰用膨脹閥。

為適應(yīng)現(xiàn)代控制水平要求，采用電子膨脹閥更好，其制冷劑流量調(diào)節(jié)范圍大，允許系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)大。據(jù)介紹和工程實(shí)踐證明，在低負(fù)荷下，采用電子膨脹閥的冷水機(jī)組較用熱力膨脹閥的機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)效率高28%，且冷水溫度可控制在±0.1℃范圍。

2)雙蒸發(fā)器

空調(diào)工況和蓄冰工況的蒸發(fā)溫度差別較大，對(duì)同一臺(tái)制冷壓縮機(jī)，制冷量也有較大差別。為了提高蒸發(fā)器的傳熱效率和保證制冷壓縮機(jī)的良好回油，機(jī)組應(yīng)配置兩臺(tái)蒸發(fā)器，一臺(tái)用于電力低谷段蓄冰，一臺(tái)用于電力高峰段釋冷量不足時(shí)，制取冷凍水供空調(diào)使用。

采用雙蒸發(fā)器，如匹配合理，稍加改進(jìn)還可以同時(shí)蓄冰和制取冷凍水，滿足電力低谷段空調(diào)所需冷量。

3)盤(pán)管外融冰

作為戶用蓄冰中央空調(diào)系統(tǒng)，流程應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，機(jī)組尺寸也不能太大。采用盤(pán)管外融冰方式蓄冷，盤(pán)管成為直接蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器，蓄冷箱內(nèi)的水在盤(pán)管外表面結(jié)成一定厚度的冰，這不僅可以減小蓄冷箱體積，減少乙二醇水溶液的復(fù)雜流程和冷損失，還可以提高制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度，增大機(jī)組的制冷量，降低機(jī)組成本。

外融冰方式可讓空調(diào)回水與蓄冷箱內(nèi)的冰直接換熱，融冰速度快，釋冷溫度可大于等于1～2℃，與空調(diào)回水混合后，可直接提供7℃的冷凍水。

5、結(jié)論及建議

綜上所述，目前生產(chǎn)和使用的空氣源熱泵戶型中央空調(diào)存在有一些急待解決的問(wèn)題，研究開(kāi)發(fā)地源熱泵戶型蓄冰中央空調(diào)，對(duì)節(jié)能、降低用戶運(yùn)行費(fèi)用和電網(wǎng)調(diào)峰有著十分重要的意義和發(fā)展前景。為了加快地源熱泵戶型蓄冰中央空調(diào)的發(fā)展和應(yīng)用，建議電力部門(mén)盡快建立完善鼓勵(lì)低谷用電的優(yōu)惠政策，如盡可能拉大峰谷電價(jià)比，給予蓄冰空調(diào)設(shè)備的開(kāi)發(fā)和使用補(bǔ)貼等。同時(shí)也建議有關(guān)廠家加強(qiáng)地源熱泵戶型蓄冰中央空調(diào)的開(kāi)發(fā)研究，降低造價(jià)，提高綜合效益，為戶型蓄冰中央空調(diào)開(kāi)辟更廣闊的市場(chǎng)。