什么是復(fù)疊式空氣能熱泵熱水器?和普通的熱泵熱水器有什么不同?
(1)基本數(shù)據(jù)
熱水溫度為85℃,熱水產(chǎn)率為200L/h,低溫?zé)嵩吹钠骄鶞囟葹?0℃,待加熱的回水溫度為45℃,熱水加熱負(fù)荷為
Qc=200×4.2×(85-45)/3600=9.33(kW)
復(fù)疊式熱泵熱水機(jī)組低溫級工質(zhì)采用R134a,其在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫度為10℃,在蒸發(fā)冷凝器中的冷凝溫度為55℃,在蒸發(fā)冷凝器出口處的過冷度為0℃,在蒸發(fā)器出口處的過熱度為0℃;高溫級熱泵工質(zhì)采用R124,其在冷凝器中的冷凝溫度為90℃,在蒸發(fā)冷凝器中的蒸發(fā)溫度為50℃,在冷凝器出口處的過冷度為0℃,在蒸發(fā)冷凝器出口處的過熱度為0℃;取高壓級壓縮機(jī)和低壓級壓縮機(jī)的效率均為wow=0.6。
(2)基本結(jié)構(gòu)
其結(jié)構(gòu)如圖16-6所示。
圖16-6中,低溫級熱泵工質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收低溫?zé)嵩吹臒崃亢蟪蔀楣べ|(zhì)蒸氣,進(jìn)入低溫級壓縮機(jī),被壓縮機(jī)升壓后進(jìn)人蒸發(fā)冷凝器,在其中放熱變?yōu)橐簯B(tài)工質(zhì),經(jīng)低溫級膨脹閥節(jié)流后又回到蒸發(fā)器開始下一個循環(huán)。
高溫級熱泵工質(zhì)液體在蒸發(fā)冷凝器中吸收低溫級熱泵工質(zhì)的冷凝熱而蒸發(fā)氣化,進(jìn)入高溫級壓縮機(jī),被升壓后進(jìn)入冷凝器放熱,將冷水加熱為滿足用戶要求的熱水,出口冷凝器的液態(tài)工質(zhì)經(jīng)高溫級膨脹閥節(jié)流后,又產(chǎn)生溫度較低的工質(zhì)液體,進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器開始下一個循環(huán)。
(3)高溫級設(shè)計(jì)
R22的溫度為10℃時,其飽和氣的焙為410kJ/kg,比體積為0.03488m3/kg,等篇壓縮至冷凝壓力(1948kPa)時,其培為436kJ/kg,實(shí)際壓縮時單位質(zhì)量工質(zhì)的能量消耗為(436-410)/0.6=43.3kJ/kg.假設(shè)壓縮機(jī)換用工質(zhì)及工況適當(dāng)變化時其體積輸氣量不變,則R22壓縮機(jī)的功率消耗應(yīng)為:
43.3×(1.956×10-3/0.03488)=2.428(kW)
由R22壓縮機(jī)性能參數(shù)表,可選C型壓縮機(jī)(實(shí)際應(yīng)用時需咨詢壓縮機(jī)生產(chǎn)商壓縮機(jī)內(nèi)部材料是否與R124相容,以及R124的實(shí)際工作參數(shù)是否在允許的工況范圍之內(nèi))。
(4)低溫級設(shè)計(jì)
R134a在蒸發(fā)溫度teD=10℃(其相應(yīng)的蒸發(fā)壓力pan=415kPa)下,其在低壓級壓縮機(jī)進(jìn)口處的焓為hpn=404kJ/kg;等嫡壓縮至冷凝壓力(冷凝溫度tcn=55℃對應(yīng)的飽和壓力為pco=1491kPa,飽和液的烙hun=279kJ/kg)時,壓縮機(jī)出口處工質(zhì)的常hd2s=431kJ/kg。
復(fù)疊式系統(tǒng)的中間溫度(蒸發(fā)冷凝器中高溫級熱泵工質(zhì)的蒸發(fā)溫度與低溫級熱泵工質(zhì)的冷凝溫度的平均值)對高溫級循環(huán)和低溫級循環(huán)各自的性能參數(shù)影響較大,對設(shè)備總體能源效率的影響相對較小,但在實(shí)際應(yīng)用時需進(jìn)行合理優(yōu)化。