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总工必读:深度解剖ZW热泵专用压缩机
发布日期:2017-5-25 9:36:20


  艾默生ZW热泵专用压缩机是空气能领域应用得最广泛的压缩机,但由于各整机企业研发能力以及对ZW压缩机性能的理解有偏差,都未能充分发挥ZW热泵专用压缩机的性能。4月中国制冷展上,本刊对艾默生做了深度的采访,就ZW热泵专用压缩机的取液点、节流装置、逻辑控制、增焓回路、经济器选型等方面进行了交流,从压缩机厂角度方向,给整机厂家的机组系统设计提供另外一个方向。

 

  问:增焓辅助回路节流前的取液点的位置,主路冷凝后进经济器之前分三通取液定义为上游取液;主路冷凝后先进经济器,从经济器出来后再分三通取液定义为下游取液;请问以上两种不同的取液方式各有什么优势和弊端?如果可以,请结合压焓图详细说明。

 

  答:两图为上游取液和下游取液的压焓图。

 

 

  上游取液点处的过冷度为冷凝器过冷,下游取液点处的过冷度为冷凝器加上经济器总过冷,理论上讲下游取液点的过冷度更大,能更好保证取液。但是下游取液的流体会两次流过经济器板换,压降损失会较大。看经济器的蒸发段,下游取液时换热量更大,需要搭配更大的经济器。同时,从系统蒸发器的蒸发段来看,不管用哪种取液方式,系统整体能力并没有额外获得增加或损耗。

 

  一般应用而言,两种取液方式都可行。上游取液即可兼顾大多数应用场合,对于排气温度敏感或者对排气有特别控制要求的,大过冷度的下游取液方式更优。

 

  问:辅助增焓回路究竟使用哪种节流装置更为合理,电子膨胀阀?热力膨胀阀?毛细管?

 

  答:不同的节流方式对系统配置有不同的要求,使用起来也各有优劣,以下是这几种节流方式对比:

 

  电子膨胀阀:调节方式比较灵活方便,可以根据实际需求调节流量大小来提高运行性能或控制排气温度,前提是要有相应的电控支持。

 

  热力膨胀阀:调节方式固定,不可人为操控,控制排气温度时要借助辅助喷液支路,但安装使用不需要电控程序支持。

 

  毛细管:开度固定,不能根据工况调节流量,通常不推荐作为辅路主要节流,可用于辅助降温的喷液支路。

 

  如果有系统电控支持,我们首荐使用电子膨胀阀,其次是热力膨胀阀。

 

  问:如果辅助增焓回路使用电子膨胀阀做为节流装置,此电子膨胀阀可以根据以下两种逻辑进行开度控制:监测辅助增焓回路在经济器进口与经济器出口温差,用来控制喷入压缩机中间腔的制冷剂始终具有相对恒定的过热度;监测压缩机排气温度,排气温度高于某值开大膨胀阀,排气温度低于某值关小膨胀阀。

 

  以上两种控制逻辑哪种更为合理,具体原因是什么?

 

  答:对于一些高冷凝低蒸发温度的制热工况,需要一定的湿喷射来控制排气温度过高,上面第一种控制模式就不能实现降低喷射过热度来很好的降低排气温度;第二种控制模式的主要问题是单独控制排气温度不能实现喷射回路的性能最优化,有时会造成排气温度剧烈波动,或者喷射过量而影响压缩机性能及可靠性。

 

  因此我们推荐控制逻辑如下:系统正常运行时,增焓回路按照恒定过热度控制,此时能力能效容易达到最优;当系统排气温度高于警戒线时,切换成优先开大膨胀阀开度模式以控制排气温度,等排气温度恢复正常稳定状态后再切换回过热度控制模式。

 

  问:压缩机增焓口是否推荐加装电磁阀,在不需要增焓时关闭此阀用来减小压缩机的余隙容积(涡旋式压缩机的余隙容积小到可以忽略),还是根本不存在余隙容积?

 

 

  答:增焓口推荐加装电磁阀目的不是减小压缩机余隙容积,而是在不需要使用增焓功能时候确保增焓回路能关闭。比如高环温运行避免输入功率过高、除霜运行期间、或制冷运行期间等。

 

  问:如果系统在制冷工况或高环境温度制热工况下开启增焓回路,是否会对压缩机或系统产生负面影响,如果有,具体体现在哪些方面的影响,甚至会导致怎样的结果?

 

  答:制冷工况或高环温制热工况下,系统内冷媒流量比较大。这种情况开启增焓回路,系统能力还是会获得一定的提升,但输入功率升高会更加明显,综合下来能效不仅得不到提升,有时还会变差。除非有特别需求,一般推荐在这种情况关闭增焓回路。

 

  问:经济器如何进行选型,偏大或偏小分别会导致怎样的后果或影响?

 

  答:经济器作为换热器的一种,其选型也是根据换热能力来确定。具体不同型号压缩机的增焓能力的计算方法以及经济器推荐型号可联系艾默生的应用工程师获得。如果选型偏大,会带来成本上的浪费,同时太大的换热器流路较长,会影响到增焓回路的压降。如果选型偏小,会导致增焓回路换热不足,影响性能发挥。

 

  问:通常情况下系统增焓辅助回路制冷剂经节流、经济器换热后喷入压缩机的喷气增焓专用入口,而此种喷射方式为喷入涡旋盘中间腔进行边混合边压缩,虽然可以有效的降低排气温度,但无法对压缩机电机进行冷却。如果使用ZW系列普通压缩机,同样在系统中设置经济器,使辅助回路换热后喷入压缩机回气口,此种方法表面看起来也可以起到在低蒸发温度下对压缩机进行补气提高冷媒循环量,同时喷入回气口的冷媒还可以冷却压缩机电机。但是实际上艾默生公司没有这样做,请问是为什么,如果这样做的话会有什么影响和后果?

 

  答:目前ZW系列压缩机是低压腔压缩机,电机所处的环境与低压侧相连,通过压缩机回气所带来的低压冷媒就能进行冷却,上面所说的喷入回气口冷却电机是没有任何意义。

 

  喷气增焓对于制热能力的提升在于两个方面:一是蒸发器入口和出口之间的焓差增加;二是压缩机在第二段的压缩中多压缩了从中间补气进来的流量。如果不通过第二吸气口而仅仅排进吸气口通常不能增加在蒸发器内所带走的热量,也不能提高压缩机所压缩的制冷剂流量。有一些系统这样做的主要目的是为了增加主回路节流前的过冷度,而不是提高制热能力和能效比。

 

(戎马传媒·《热泵市场》杂志社 订阅热线:0755-26781737)
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