熱泵型空調低溫制熱與高溫制冷分析

黃紅斌

摘 要：近幾年我國經濟高速發展，人民群眾對于生活質量提出了越來越高的要求，對于熱泵型空調的應用頻率也就越來越高。由此，為了保障人民群眾的生活需求得到滿足，需要針對熱泵型空調進行深入研究，本文對熱泵型空調的低溫制熱以及高溫制冷進行分析，以供參考。

關鍵詞：熱泵型空調;低溫制熱;高溫制冷

熱泵也就是應用逆向熱力循環促使熱量從低溫度的介質開始逐漸轉向高溫度介質。且“熱泵”這一術語來自于“水泵”。在自然環境之中，水能夠由高處向低處進行流動，水泵可以將水由低處運輸至高處，所以“熱泵”一詞也就表示由低溫熱源向高溫熱源傳輸能量。熱泵型空調在人們的日常生活中已經能夠對生活質量產生影響，所以需要對其進行深入探究。

1 熱泵型空調

熱泵型空調屬于當代較為常見的一種家用電器，既可在高溫環境下制冷，又可在低溫環境下制熱，實用性較強，所以受到了廣泛歡迎，但與此同時，熱泵型空調也存在局限性，例如在部分地區，冬季室外溫度低，導致蒸發器表面結霜程度較為嚴重，其正常的供熱即會受到影響。另外，在室外溫度不斷降低的情況下，室內對于供熱的需求越來越大，而空調機組進行供熱的能力已經逐漸衰弱，難以滿足人們的供熱要求。由此，應如何提升熱泵型空調的低溫制熱能力和高溫制冷能力，已經受到了廣泛關注。對分體式的熱泵型空調進行應用，可以于低溫環境下促使室外機組的周圍環境溫度得到提升，同時機組蒸發溫度得到提升，也就可以滿足熱泵型空調的制熱需求。

2 低溫制熱

當前我國所應用的熱泵型空調以定速空調為主，在通常情況下，其壓縮比在3%～4%之間，若僅為一段時間之內的低溫制熱效果良好，而促使壓縮比提升，則易導致壓縮機的運轉偏離設計初衷，也就導致熱泵型空調的正常使用受到影響，同時生產制造的成本以及空調運行成本更高。所以，為了對低溫環境中的空調制熱不足問題進行有效解決，還需采用以下幾項措施：

2.1應用變頻式渦旋壓縮機

熱泵型空調的核心即在于壓縮機，壓縮機的可靠性和熱力性能可以大幅度影響機組的總體性能。當前在熱泵型空調中，應用較為廣泛的壓縮機分別為旋轉式、渦旋式和活塞式，而根據壓縮機原理，渦旋式壓縮機在過熱損失、壓縮平穩度、運行效率以及余隙容積損失、振動、噪音等各個方面均呈現出了獨特優勢，活塞式壓縮機以及渦旋式壓縮機在8℃之上的環境中進行制熱，能夠產生相似的熱量，而渦旋式壓縮機相對于活塞式壓縮機能夠產生更多的COP，但是在-8℃之下的環境中，渦旋式壓縮機與活塞式壓縮機能夠產生的COP則相似，但渦旋式壓縮機產生的熱量更高[1]。

變頻式壓縮機的運行效率、能力調節及適用范圍等多個方面，相對于定速壓縮機均具有顯著優勢，其可以采用改變頻率的方式促使適用范圍擴大，也就能夠更加有效的針對溫度變化所引起的負荷量變化，特別是對于室外環境較低的情況來說，變頻壓縮機可以實現高效工作，同時提升熱泵型空調能夠產生的熱量，也就可以對室內的供暖需求進行有效滿足。

2.2應用蓄熱循環方式

蓄熱技術也就是在低溫環境之中促使空調供熱能力得到提升的一種手段，其具有良好的發展前景，因為熱泵型空調的低溫制熱能力較為薄弱，導致熱泵型空調的發展受到限制，而應用蓄熱循環的模式，該問題可得到有效解決。一般情況下，材料的選擇可對蓄熱效果產生重要影響，合適的蓄熱材料能夠在狀態變化時，將潛在熱量是釋放，并與冷凍循環進行結合，使儲蓄壓縮機中的熱量得到釋放，也就能夠實現放熱與蓄熱的同步落實，可以有效避免低溫環境中出現加熱速度過慢或供熱能力不足等不良情況。

2.3除霜模式的優化

在環境溫度處于較低的狀態時，熱泵型空調的主要工作之一即為除霜，且在此過程中，未對制熱效果進行切實發揮，同時出風的溫度相對較低，所以需要盡量降低結霜量，提升除霜效率，以提升熱泵型空調的制熱效果，并盡量降低空調的運行成本。當前熱泵型空調多根據低溫運行時間以及室外盤管溫度等各項條件，對是否需要除霜進行判斷，一旦與除霜條件相符，即開始工作，嚴重忽略了實際上是否需要進行除霜。由此，雖然除霜效果較好，但制熱時間過短，導致熱量不足，而如果長時間不進行除霜，或是每一次除霜時間過短，則必然導致出現除霜不徹底的情況，進而換熱效果較差，制熱能量不足，所以既需要避免出現結霜現象，又需要快速進行除霜，也就可以選擇應用電子膨脹閥，以促使除霜過程的流量增加，從而可以實現除霜時間的縮短[2]。

3 高溫制冷

3.1制冷技術不完善

在夏季，熱泵型空調所具有的高溫制冷功能受到了廣泛的喜愛，且其屬于熱泵型空調的主要功能之一。但是夏季外部環境較為炎熱，實現高溫制冷的難度較大，必須使用應用相應的技術手段作為支持。根據當前我國的技術水平來看，高溫制冷技術尚處于不完善的狀態，并不能保障制冷工作持續正常。為了對這一情況進行改善，優化技術設備屬于重要的途徑，只有應用精準的技術設備，才可更加有效的保障熱泵型空調處于正常運行的狀態，并在高溫制冷的需求之下，更加有效的開展相關工作。與此同時還需要積極培養專業的人才，只有專業的人才深入開展研發工作，才能針對問題根源進行切實改進，使熱泵型空調在高溫制冷工作中存在的不足得到有效完善[3]。

3.2壓縮機跳停

高溫制冷也就是于室外溫度較高的環境中開展制冷工作，為了提升制冷工作的效率，其中易出現壓縮機跳停情況。總整體上來看，導致壓縮機跳停情況出現的原因主要可分為兩個方面，一是空調壓縮機對于高溫的工作環境不適應，另一則是室外側冷凝器換熱能力薄弱，特別是冷凝器的換熱能力，其能夠對空調壓縮機在高溫環境下的工作效果產生重要影響。為了對這一問題進行解決，首先，應選用可以適應高溫工作環境的空調壓縮機，同時，需要提升室外側的蒸發溫度，因為熱泵型空調在制熱時，其外側為蒸發器，促使其蒸發溫度提升，可以實現其換熱能力的提升，也就能夠對壓縮機跳停情況起到改善作用[4]。

3.3高溫制冷能力不足

在高溫環境下，熱泵型空調易出現高溫制冷能力不足的情況，導致空調應用效果不良，其原因主要在于高溫環境下，空調的能效水平相對較低，制冷速度較慢且效果不夠明顯，對于這一情況，則需要進一步強化空調部件的研發工作，促使其效能水平得到優化，也就可以提升其中的制冷能力，使空調的應用效果得到提升。

結束語：

根據上文，熱泵型空調所具有的低溫制熱功能和高溫制冷功能均體現出了較強的實用性，也因此被人們廣泛喜愛，其能夠有效滿足人們的生活需求，使人們的生活舒適度得到一定程度的提升，但是在實際上，應用熱泵型空調的過程中還存在諸多問題，導致空調使用體驗受到影響，所以必須積極改善技術培養人才，以促使熱泵型空調的應用效果更加良好。

參考文獻：

[1] 底玉芹. 熱泵型空調器低溫制熱和低溫制冷的研究[J]. 中國新技術新產品， 2019， No.390（008）：37-38.

[2] 王智興. 提高電動汽車熱泵空調系統低溫制熱性能的研究[D]. 北京理工大學， 2020.

[3] 張磊， 賀春輝， 張威，等. 應用R410A制冷劑的補氣增焓熱泵型電動汽車空調的制熱性能實驗研究[J]. 暖通空調， 2019， 049（006）：131-134.

[4] 劉恩海， 李薇， 張文蕓，等. 一種協同控制，同步多循環熱泵型冷暖空調復合系統：， CN111397240A[P]. 2020.

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