二氧化碳熱泵熱水器裝置的結構與循環特性(上)
據悉，二氧化碳熱泵熱水器在剛推出時，引起行業一片嘩然，并成為年度最熱門話題。昨天小編為大家介紹過“二氧化碳熱泵熱水器裝置的設計及性能指標”。今天，太陽能熱水器廠家-上海鎂雙蓮太陽能小編為您講解二氧化碳熱泵熱水器裝置的結構與循環特性，讓大家對其有更系統全面的了解。
1、二氧化碳熱泵熱水器裝置的基本結構及其循環：
二氧化碳熱泵熱水器裝置的基本構成部件有壓縮機、氣體冷卻器（對應于常規蒸氣壓縮式熱泵熱水器裝置中的冷凝器，但由于在二氧化碳跨臨界循環中無明顯的由氣到液的冷凝相變，故稱為氣體冷卻器）、節流膨脹部件、蒸發器、貯液器（貯液器用于分離蒸發器出口處工質中可能攜帶的液滴，防止液滴進入壓縮機造成液擊）。
其理論循環為：壓力為3-4MPa的二氧化碳低溫飽和蒸氣，經壓縮機升壓變為壓力為8-11MPa的高壓高溫狀態，進入氣體冷卻器，在壓力基本不變的情況下溫度下降，放熱來加熱冷水，變為高壓中溫的狀態，進入膨脹閃，經節流后，變為低溫的飽和液與飽和氣的混合物，吸收低溫熱源的熱量，并蒸發汽化，至蒸發器出口處又全部變為低溫飽和氣，再進入壓縮機開始下一個循環。
為進一步提高二氧化碳熱泵熱水器裝置的能源效率和運行的可靠性，可采用膨脹機代替膨脹閥、加裝回熱器、熱水雙級加熱、多級壓縮等措施。
（1）采用膨脹機及回熱器的改進結構及其循環：采用膨脹機可有效提高裝置的能源效率；回熱器也稱為內部熱交換器或內部換熱器，用于出氣體冷卻器的高壓工質與回壓縮機的低溫工質間的換熱（通常為逆流），可降低節流膨脹后工質濕蒸氣的干度，避免壓縮機的液擊，并有利于工質更好地把潤滑油帶回壓縮機。
其理論循環為：出氣體冷卻器的高壓工質進入回熱器中被來自貯液器的低溫工質蒸氣進一步冷卻，進入膨脹機，膨脹機將高壓工質降低的同時，回收工質的膨脹功（實際應用中膨脹機可和壓縮機同軸，壓縮機的耗功與膨脹機做功的差值為裝置凈消耗的功），工質變為低溫的飽和液與飽和氣的混合物（當進節流膨脹部件的工質狀態相同時，采用膨脹機比采用膨脹閥時，工質膨脹后的干度小，單位質量工質從低溫熱源的吸熱量大），在蒸發器中低溫飽和液吸收低溫熱源的熱量而蒸發，并經貯液器將可能攜帶的液滴分離后變為飽和氣，進入回熱器適當過熱后，進入壓縮機并被壓縮為高壓高溫氣體，進入氣體冷卻器降溫并加熱冷水。
（2）采用熱水兩級加熱的改進結構及其循環：冷水先進入預熱器，適當升溫后進入氣體冷卻器，之后再進入氣體冷卻器被加熱到要求溫度后進入熱水箱。出壓縮機的工質分為并聯的兩路，一路經氣體冷卻器、膨脹閥進入蒸發器；另一路經氣體冷卻器、預熱器、回熱器和膨脹閥進入蒸發器。兩路合并進入蒸發器中吸熱低溫熱源的熱量后，再經貯液器、回熱器返回壓縮機。
熱水兩級加熱系統可有效降低高壓側運行壓力，適于需要較高溫度熱水場合，且有進水預熱器時裝置的能源效率可高于單級加熱裝置，但由于受兩個氣體冷卻器的影響，其運行工況的最佳值（如高壓側壓力等）不同于單級加熱二氧化碳熱泵熱水器裝置。
（3）采用兩級壓縮的改進結構及其循環：二氧化碳熱泵熱水器裝置采用兩級壓縮一般有兩個目的，一是提高熱水器裝置的能源效率；二是控制壓縮機的排氣溫度在合理的范圍內。 以上就是“二氧化碳熱泵熱水器裝置的結構與循環特性（上）”的相關介紹。在此，太陽能熱水器廠家-上海鎂雙蓮太陽能小編認為：雖然目前二氧化碳熱泵熱水器還未在國內普及，但它跨臨界系統的溫度與變溫熱源能較好的匹配，具有空氣能熱泵熱水器等供熱方式無法比擬的優勢，因此發展前景極為廣闊。 |
