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

綜上所述，目前生產和使用的空氣源熱泵戶型中央空調存在有一些急待解決的問題，研究開發地源熱泵戶型蓄冰中央空調，對節能、降低用戶運行費用和電網調峰有著十分重要的意義和發展前景。為了加快地源熱泵戶型蓄冰中央空調的發展和應用，建議電力部門盡快建立完善鼓勵低谷用電的優惠政策，如盡可能拉大峰谷電價比，給予蓄冰空調設備的開發和使用補貼等。同時也建議有關廠家加強地源熱泵戶型蓄冰中央空調的開發研究，降低造價，提高綜合效益，為戶型蓄冰中央空調開辟更廣闊的市場。