【原】462 空气源热泵空调设计-经济器型补气增焓

462 空气源热泵空调设计-经济器型补气增焓

经济器型装置流程与循环

经济器型补气增焓制冷热泵装置的基本流程和循环如下。

图中来自冷凝器的高压液体分为两路，一路经节流部件节流后产生饱和气与饱和液的混合物进入经济器（补气回路），另一路直接进入经济器（主回路）；进入经济器内的中压气液混合物与进入经济器的高压工质液体换热，高压工质液体被冷却至较低温度后排出并经节流部件进入蒸发器吸热或制冷；经济器中的中压中温饱和液被温度较高的高压工质液体加热汽化为气体后排出并进入压缩机补气口。

经济器

经济器型补气增焓制冷热泵中的经济器是一个温度较高的液态工质与温度较低的气液混合物的换热器，具体型式很多，如板式、壳盘管式、套管式、壳管式、微通道式等均可，如下图所示。

经济器选用时需考虑工作压力、工质类型、传热量、传热温差、气液混合物侧润滑油回油等具体要求并咨询生产商确定具体型式和参数，安装时需要严格按不同回路进出口规定接管。

计算示例

以R410A工质、冷凝压力3000kPa、蒸发压力360kPa、中间补气压力1000kPa为例，确定两路（补气回路和主回路）工质中的流量。

两路流量的确定此处按理论参数计算，确定原则是主回路工质液体出经济器温度等于中间压力下工质的饱和温度，补气回路出经济器为中间压力下的饱和气，计算时冷凝器出口工质状态按饱和液考虑（实际运行时工质出冷凝器通常为过冷液，过冷度通常5℃左右；主回路出经济器温度通常高于中间压力下工质饱和温度3～5℃；补气回路出经济器工质通常为中间压力下的过热蒸气，过热度通常5℃左右；考虑上述因素后，实际主回路和补气回路流量与理论值会有一定差异，但相差通常在20%以内）。

取主回路工质流量139g/s（和458篇相同），设补气回路工质流量mg/s；参考458篇数据，补气回路进经济器时其中含液量为：

m(1-0.34)=0.66m g/s

中间压力下工质汽化潜热为：

423-211=212 J/g

因此补气回路工质饱和液在经济器中汽化热负荷：

Q₁=212*0.66m W

主回路中工质液体的比热为2.19J/(g.℃)，3000kPa时工质的饱和温度约为49℃，1000kPa时工质的饱和温度约为7℃，主回路工质在经济器中的放热量为：

Q₂=139*2.19*(49-7)

=12785 W

经济器向环境散热忽略不计时，有：

Q₁=Q₂

因此：

139*2.19*(49-7)= 212*0.66m

解上式得：

m=91 g/s

设经济器选用板式换热器，取传热系数约3000W/(m².℃)，工质液体与气液混合物平均传热温差约4℃，则所需的传热面积约为：

12785/(3000*4)=1.1 m²

中间补气进入压缩机后耗能量约为：

0.5*8340*(91/139)

=2730 W

压缩机理论耗能量约：

8340+2730=11070 W

比闪蒸器流程增加约：

(11070-10500)/10500=5%

出经济器主回路工质液体的焓约为：

283-2.19*(49-7)

=191 kJ/kg

理论制冷量约为：

139*(412-191)

=30719 W

比闪蒸器流程增加约：

(30719-27939)/27939=10%

理论制冷系数约为：

30719/11070=2.77

比闪蒸器流程增加：

(2.77-2.66)/2.66=4%

理论制热量约为：

30719+11070=41789 W

比闪蒸器流程增加：

(41789-38439)/38439=9%

理论制热系数约为：

41789/11070=3.77

比闪蒸器流程增加：

(3.77-3.66)/3.66=3%

特点

经济器型补气增焓制冷热泵中两个节流部件的相互影响较小，调控相对简单，但需要采用适宜的经济器，且补气回路出经济器的工质状态通常需要为适宜过热度的气态工质，较适于中大型制冷热泵装置。

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