二氧化碳熱泵熱水器裝置的結(jié)構(gòu)與循環(huán)特性(上)
據(jù)悉，二氧化碳熱泵熱水器在剛推出時，引起行業(yè)一片嘩然，并成為年度最熱門話題。昨天小編為大家介紹過“二氧化碳熱泵熱水器裝置的設(shè)計及性能指標”。今天，太陽能熱水器廠家-上海鎂雙蓮太陽能小編為您講解二氧化碳熱泵熱水器裝置的結(jié)構(gòu)與循環(huán)特性，讓大家對其有更系統(tǒng)全面的了解。
1、二氧化碳熱泵熱水器裝置的基本結(jié)構(gòu)及其循環(huán)：
二氧化碳熱泵熱水器裝置的基本構(gòu)成部件有壓縮機、氣體冷卻器（對應(yīng)于常規(guī)蒸氣壓縮式熱泵熱水器裝置中的冷凝器，但由于在二氧化碳跨臨界循環(huán)中無明顯的由氣到液的冷凝相變，故稱為氣體冷卻器）、節(jié)流膨脹部件、蒸發(fā)器、貯液器（貯液器用于分離蒸發(fā)器出口處工質(zhì)中可能攜帶的液滴，防止液滴進入壓縮機造成液擊）。
其理論循環(huán)為：壓力為3-4MPa的二氧化碳低溫飽和蒸氣，經(jīng)壓縮機升壓變?yōu)閴毫?-11MPa的高壓高溫狀態(tài)，進入氣體冷卻器，在壓力基本不變的情況下溫度下降，放熱來加熱冷水，變?yōu)楦邏褐袦氐臓顟B(tài)，進入膨脹閃，經(jīng)節(jié)流后，變?yōu)榈蜏氐娘柡鸵号c飽和氣的混合物，吸收低溫熱源的熱量，并蒸發(fā)汽化，至蒸發(fā)器出口處又全部變?yōu)榈蜏仫柡蜌�，再進入壓縮機開始下一個循環(huán)。
2、二氧化碳熱泵熱水器裝置的改進結(jié)構(gòu)及其循環(huán)
為進一步提高二氧化碳熱泵熱水器裝置的能源效率和運行的可靠性，可采用膨脹機代替膨脹閥、加裝回熱器、熱水雙級加熱、多級壓縮等措施。
（1）采用膨脹機及回熱器的改進結(jié)構(gòu)及其循環(huán)：采用膨脹機可有效提高裝置的能源效率；回熱器也稱為內(nèi)部熱交換器或內(nèi)部換熱器，用于出氣體冷卻器的高壓工質(zhì)與回壓縮機的低溫工質(zhì)間的換熱（通常為逆流），可降低節(jié)流膨脹后工質(zhì)濕蒸氣的干度，避免壓縮機的液擊，并有利于工質(zhì)更好地把潤滑油帶回壓縮機。
其理論循環(huán)為：出氣體冷卻器的高壓工質(zhì)進入回熱器中被來自貯液器的低溫工質(zhì)蒸氣進一步冷卻，進入膨脹機，膨脹機將高壓工質(zhì)降低的同時，回收工質(zhì)的膨脹功（實際應(yīng)用中膨脹機可和壓縮機同軸，壓縮機的耗功與膨脹機做功的差值為裝置凈消耗的功），工質(zhì)變?yōu)榈蜏氐娘柡鸵号c飽和氣的混合物（當進節(jié)流膨脹部件的工質(zhì)狀態(tài)相同時，采用膨脹機比采用膨脹閥時，工質(zhì)膨脹后的干度小，單位質(zhì)量工質(zhì)從低溫熱源的吸熱量大），在蒸發(fā)器中低溫飽和液吸收低溫熱源的熱量而蒸發(fā)，并經(jīng)貯液器將可能攜帶的液滴分離后變?yōu)轱柡蜌�，進入回熱器適當過熱后，進入壓縮機并被壓縮為高壓高溫氣體，進入氣體冷卻器降溫并加熱冷水。
（2）采用熱水兩級加熱的改進結(jié)構(gòu)及其循環(huán)：冷水先進入預(yù)熱器，適當升溫后進入氣體冷卻器，之后再進入氣體冷卻器被加熱到要求溫度后進入熱水箱。出壓縮機的工質(zhì)分為并聯(lián)的兩路，一路經(jīng)氣體冷卻器、膨脹閥進入蒸發(fā)器；另一路經(jīng)氣體冷卻器、預(yù)熱器、回熱器和膨脹閥進入蒸發(fā)器。兩路合并進入蒸發(fā)器中吸熱低溫熱源的熱量后，再經(jīng)貯液器、回熱器返回壓縮機。
熱水兩級加熱系統(tǒng)可有效降低高壓側(cè)運行壓力，適于需要較高溫度熱水場合，且有進水預(yù)熱器時裝置的能源效率可高于單級加熱裝置，但由于受兩個氣體冷卻器的影響，其運行工況的最佳值（如高壓側(cè)壓力等）不同于單級加熱二氧化碳熱泵熱水器裝置。
（3）采用兩級壓縮的改進結(jié)構(gòu)及其循環(huán)：二氧化碳熱泵熱水器裝置采用兩級壓縮一般有兩個目的，一是提高熱水器裝置的能源效率；二是控制壓縮機的排氣溫度在合理的范圍內(nèi)。 以上就是“二氧化碳熱泵熱水器裝置的結(jié)構(gòu)與循環(huán)特性（上）”的相關(guān)介紹。在此，太陽能熱水器廠家-上海鎂雙蓮太陽能小編認為：雖然目前二氧化碳熱泵熱水器還未在國內(nèi)普及，但它跨臨界系統(tǒng)的溫度與變溫熱源能較好的匹配，具有空氣能熱泵熱水器等供熱方式無法比擬的優(yōu)勢，因此發(fā)展前景極為廣闊。 |
