地源熱泵冰蓄冷中央空調淺析

4、地源熱泵戶型蓄冰中央空調機組結構形式探討

對于地源熱泵戶型蓄冰中央空調，由于近年來國內研究地源熱泵的成果較多，技術也趨于成熟，因此開發此類產品主要應集中在小型蓄冰上。作者認為地源熱泵戶型蓄冰中央空調應考慮如下問題：

1)雙熱力膨脹閥

熱力膨脹閥是z*常用的節流元件，它是依靠蒸發器出口制冷劑的過熱度大小來調整閥的開度，達到自動調節機組的制冷量以滿足外界熱負荷變化的需要。

熱力膨脹閥的容量與制冷劑的質量流量、閥前后壓差等制冷工況有關。由于空調工況與蓄冰工況的制冷劑流量、閥前后壓差及運行特性等差別很大，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造所限，其適用的溫度及調節范圍均小;另外，充液式熱力膨脹閥在蓄冰工況下運行，其蒸發器出口過熱度常比空調工況下大的多。膨脹閥容量過小，會造成蒸發器傳熱面積得不到充分利用，制冷量下降;若膨脹閥容量過大，則又會影響其調節性能，加大蒸發器出口溫度的波動及過熱度，制冷系統效率下降，嚴重會出現液擊現象。

由于制冷主機在空調工況或在蓄冰工況下運轉，一般均在額定負荷下工作，因此其運行條件都相對比較穩定，更適合采用雙膨脹閥，即按空調工況和蓄冰工況分別選擇熱力膨脹閥，機組在空調工況下運行，使用空調用膨脹閥;在蓄冰工況下運行，使用蓄冰用膨脹閥。

為適應現代控制水平要求，采用電子膨脹閥更好，其制冷劑流量調節范圍大，允許系統負荷波動大。據介紹和工程實踐證明，在低負荷下，采用電子膨脹閥的冷水機組較用熱力膨脹閥的機組運轉效率高28%，且冷水溫度可控制在±0.1℃范圍。

2)雙蒸發器

空調工況和蓄冰工況的蒸發溫度差別較大，對同一臺制冷壓縮機，制冷量也有較大差別。為了提高蒸發器的傳熱效率和保證制冷壓縮機的良好回油，機組應配置兩臺蒸發器，一臺用于電力低谷段蓄冰，一臺用于電力高峰段釋冷量不足時，制取冷凍水供空調使用。

采用雙蒸發器，如匹配合理，稍加改進還可以同時蓄冰和制取冷凍水，滿足電力低谷段空調所需冷量。

3)盤管外融冰

作為戶用蓄冰中央空調系統，流程應盡量簡單，機組尺寸也不能太大。采用盤管外融冰方式蓄冷，盤管成為直接蒸發制冷系統的蒸發器，蓄冷箱內的水在盤管外表面結成一定厚度的冰，這不僅可以減小蓄冷箱體積，減少乙二醇水溶液的復雜流程和冷損失，還可以提高制冷系統的蒸發溫度，增大機組的制冷量，降低機組成本。

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

5、結論及建議