二氧化碳热泵热水器装置的结构与循环特性(上)
据悉，二氧化碳热泵热水器在刚推出时，引起行业一片哗然，并成为年度最热门话题。昨天小编为大家介绍过“二氧化碳热泵热水器装置的设计及性能指标”。今天，太阳能热水器厂家-上海镁双莲太阳能小编为您讲解二氧化碳热泵热水器装置的结构与循环特性，让大家对其有更系统全面的了解。
1、二氧化碳热泵热水器装置的基本结构及其循环：
二氧化碳热泵热水器装置的基本构成部件有压缩机、气体冷却器（对应于常规蒸气压缩式热泵热水器装置中的冷凝器，但由于在二氧化碳跨临界循环中无明显的由气到液的冷凝相变，故称为气体冷却器）、节流膨胀部件、蒸发器、贮液器（贮液器用于分离蒸发器出口处工质中可能携带的液滴，防止液滴进入压缩机造成液击）。
其理论循环为：压力为3-4MPa的二氧化碳低温饱和蒸气，经压缩机升压变为压力为8-11MPa的高压高温状态，进入气体冷却器，在压力基本不变的情况下温度下降，放热来加热冷水，变为高压中温的状态，进入膨胀闪，经节流后，变为低温的饱和液与饱和气的混合物，吸收低温热源的热量，并蒸发汽化，至蒸发器出口处又全部变为低温饱和气，再进入压缩机开始下一个循环。
为进一步提高二氧化碳热泵热水器装置的能源效率和运行的可靠性，可采用膨胀机代替膨胀阀、加装回热器、热水双级加热、多级压缩等措施。
（1）采用膨胀机及回热器的改进结构及其循环：采用膨胀机可有效提高装置的能源效率；回热器也称为内部热交换器或内部换热器，用于出气体冷却器的高压工质与回压缩机的低温工质间的换热（通常为逆流），可降低节流膨胀后工质湿蒸气的干度，避免压缩机的液击，并有利于工质更好地把润滑油带回压缩机。
其理论循环为：出气体冷却器的高压工质进入回热器中被来自贮液器的低温工质蒸气进一步冷却，进入膨胀机，膨胀机将高压工质降低的同时，回收工质的膨胀功（实际应用中膨胀机可和压缩机同轴，压缩机的耗功与膨胀机做功的差值为装置净消耗的功），工质变为低温的饱和液与饱和气的混合物（当进节流膨胀部件的工质状态相同时，采用膨胀机比采用膨胀阀时，工质膨胀后的干度小，单位质量工质从低温热源的吸热量大），在蒸发器中低温饱和液吸收低温热源的热量而蒸发，并经贮液器将可能携带的液滴分离后变为饱和气，进入回热器适当过热后，进入压缩机并被压缩为高压高温气体，进入气体冷却器降温并加热冷水。
（2）采用热水两级加热的改进结构及其循环：冷水先进入预热器，适当升温后进入气体冷却器，之后再进入气体冷却器被加热到要求温度后进入热水箱。出压缩机的工质分为并联的两路，一路经气体冷却器、膨胀阀进入蒸发器；另一路经气体冷却器、预热器、回热器和膨胀阀进入蒸发器。两路合并进入蒸发器中吸热低温热源的热量后，再经贮液器、回热器返回压缩机。
热水两级加热系统可有效降低高压侧运行压力，适于需要较高温度热水场合，且有进水预热器时装置的能源效率可高于单级加热装置，但由于受两个气体冷却器的影响，其运行工况的最佳值（如高压侧压力等）不同于单级加热二氧化碳热泵热水器装置。
（3）采用两级压缩的改进结构及其循环：二氧化碳热泵热水器装置采用两级压缩一般有两个目的，一是提高热水器装置的能源效率；二是控制压缩机的排气温度在合理的范围内。 以上就是“二氧化碳热泵热水器装置的结构与循环特性（上）”的相关介绍。在此，太阳能热水器厂家-上海镁双莲太阳能小编认为：虽然目前二氧化碳热泵热水器还未在国内普及，但它跨临界系统的温度与变温热源能较好的匹配，具有空气能热泵热水器等供热方式无法比拟的优势，因此发展前景极为广阔。 |
