相比传统的采暖方式,空气源热泵采暖更加清洁、安全、可靠、便捷,值得把这项技术大力推广到北方更寒冷的地区,造福更广大地区的居民。
近年来,随着搭载了喷气(或喷液)增焓技术、变频技术、二级压缩技术的热泵专用压缩机开始普及,﹣25℃甚至更低温度(部分企业宣称达到﹣35℃),都不再是问题了。早已不能再用过去的老眼光来看待空气能热泵了。那消费者在选购空气源热泵的时候,是不是只要认准低温压缩机就够了?就能够保证机组在低温下稳定、高效的制热吗?我们今天来看一下这个话题。不可否认,低温压缩机是基础。低温热泵之所以能在更低环温下正常运行,就是相应地解决了常规热泵遇到的几个问题——由于蒸发温度低、吸气流量少、压缩比大、排气温度高导致的制热量不足、COP低及运行不稳定。[1]首先是低温压缩机的内部结构设计上。蒸发温度越低,压缩比越大,而如果要在更低蒸发温度下工作,低温压缩机的压缩比就要做的更大。其次就是采用喷气增焓技术。喷气增焓就相当于在蒸发温度特别低的时候,通过外界冷媒引入进来,同时冷凝器的支路分成两路——一路用来过冷主回路的制冷剂,增加过冷度,扩大与环境温度的换热温差,提升制热量;另外一路用来冷却主回路的冷媒,减少涡旋盘的压缩比。这样就可以通过喷射进来的新压力降低压缩腔的实际吸气压力,压缩比也减少了,所以功耗、排气温度及功率都会有显著下降。同时,制热量也会提升,因为制热量的提升就来源于主回路过冷度的增加。这样一来,由于有更低蒸发温度工作范围,并且在低蒸发温度时还保持着较高的制热量,所以低温热泵在温度较低的北方地区也能够稳定、可靠运行,COP也比较高。很多时候,只要你随便问个热泵品牌,对方都会说:“我们用了低温压缩机,﹣25℃低温制热怎么好、效率怎么高、产品怎么可靠……”真的吗?是不是只要装备上喷焓压缩机,就是低温采暖热泵?变频的热泵就一定低温效果好?配多级压缩机的系统就能超低温运行?[2]有了低温压缩机还不算,还要配合智能化的变频驱动器和主机控制方案。另外,热泵系统的“四大件”选型不当、试验匹配不注意细节、试验手段不完善、控制方案不稳定或没跟制冷系统结合好,都会导致热泵在某些气候条件下、某些使用场合下不好用!甚至直接“趴下”!大部分的热泵在准备除霜前,制热量一定会衰减,一般在20%~25%之间。估计很多人看到这里会说:我们的热泵没这个问题,肯定化霜彻底、化霜很快、不会结冰的!我也很相信国内热泵行业经过大家这几年的努力,建厂时间长的热泵生产厂,能很好的保证热泵化霜干净!但是据笔者在甘肃地区,﹣22℃气温下蹲点、持续观察半天后,发现这样的化霜模式还是不够的:最短运行45分钟就要化霜一次、最长的运行85分钟化霜一次,化霜时间1~5分钟不等。最最关键的是,因为当地气候实在是太干燥了,蒸发器上根本没结多少霜!强制不让机器进入除霜状态,累计运行120分钟,结霜厚度也没有在实验室里按2/1的国标除霜工况下运行45分钟结霜厚!所以有效制热这个概念就出来了。若120分钟化霜3分钟,机器实际制热120/123=97.56%,而之前观察的平均60分钟除霜3分钟算,机器实际制热60/63=95.23%,相差2.32%,大家可能觉得这是个很小的比率,但是要明白:每个除霜周期少2.32%,一天多少个除霜周期?一个采暖季节共有多少个除霜周期?累计起来可不是个小数值!要能做到除霜周期内制热能力衰减少,首先是换热器的配置、选型要充分,然后电子膨胀调整要稳、准,最后就是喷焓部分控制算法要合适,还有迎风面大小、风量大小等等,很多方面需要细细考究的。
而从机组具体的性能来说,应该“小机看细节、大机看皮实!”
“皮实”就是不容易坏,故障少!以现在市场上需求量较大的50P空气源热泵供暖机为例,都是针对好几千平方、上万平方的项目的,往往都是多台模块组合,整个工程方案往往取的设计余量比较充足,且用户可能某些区域不开、项目内的发热体多(如灯、电脑等),就算机器本身的低温制热量少一些,可能都不影响“大局”,再加上大的建筑体散热没有小的快,所以大机器只要做“皮实”了,不容易坏、不经常出故障,供暖是没问题的。
而小的机器看细节,就是看能效比,低温制热性能,静音,操控等。这是因为小机一般都是为小面积如60平方米、100平方米、200平方米设计的,上述的“有利”因素几乎不存在了,低温制热量少那么500、1000瓦,客户感觉就会有差别,往往表现出来的就是温度上不去、电费高。
低温性能,耐用性,化霜,静音,操控,安装的便利性等等,这些指标都要实现,就不是单纯的采用一个低温喷气增焓压缩机,再加上蒸发器、冷凝器、膨胀阀这几大部件组合起来那么简单啦!
[1].《热泵市场》杂志2017年3月刊。苏州英华特涡旋技术有限公司副总经理蒋华接受采访并提供宝贵意见;[2].《热泵制热与“有效制热”的区别》,公共号“微制冷”,作者为广州熵利节能技术有限公司唐福辉;[3].系统图来自于纽恩泰官网,头图由伽帝芙提供,在此一并致谢。