热泵压缩机规格书运行范围解释

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#热泵 #制冷原理

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topic: 热泵；空调；压缩机

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1、空调系统原理图

以制热为例，冷媒从压缩机→冷凝器→膨胀阀（节流阀）→蒸发器 →压缩机，这样循环工作。

冷凝器用来加热水。高温高压的冷媒在冷凝器中冷凝放热，用于加热水。在商用水机中，这部分通常在板式换热器或壳管中进行。换热后的冷媒会变成较低温较低压的液体。

储液器主要存储冷媒液体。冷媒换热后是气液混合状态，主要是气态冷媒，少部分是液态冷媒。储液器下层是液态冷媒，上层是气态冷媒。其中液态冷媒会被传送到膨胀阀。

膨胀阀将液态冷媒转换成气态冷媒。膨胀阀又被称为节流阀，原理是急剧减少冷媒流经的截面积，提高冷媒的流速，根据伯努利方程:，

p1、p2 ：分别为管路中第一个点和第二个点处流体的压强，单位为帕斯卡（Pa）。
ρ ：流体的密度，单位为千克每立方米（kg/m³）。
g ：重力加速度，约为 9.81 米每二次方秒（m/s²）。
v1、v2 ：分别表示管路中第一个点和第二个点处流体的流速，单位为米每秒（m/s）。
z1、z2 ：分别为管路中第一个点和第二个点处流体所在位置的高度，单位为米（m）。

高流速的冷媒在同一水平高度后，进行遽尔膨胀，压力会降低，冷媒由液态变成气液混合态，其中主要是液态。

蒸发器吸收空气中的热量。冷媒蒸发吸热，吸收空气中的热量后，将液态冷媒转变成气态冷媒，进入压缩机循环。

2、压缩机运行范围图

资料来源：https://media.copeland.com/4c95b410-f720-4aee-b778-b16d0037c665/Air-Conditioning%20Compressor%20Catalogue.pdfhttps://media.copeland.com/4c95b410-f720-4aee-b778-b16d0037c665/Air-Conditioning%20Compressor%20Catalogue.pdf

压缩机运行范围图说明了压缩机的能力范围。

红色部分主要描述了制热的能力。此时横坐标，蒸发温度，可以理解为环境温度；纵坐标，冷凝温度，可以理解为能将水加热的温度。理想状况下，冷媒与水和空气的换热温差为5℃。

A：蒸发温度-30℃，此时环温最低为-25℃，冷媒从-25℃的空气中吸热。冷凝温度为45℃，冷媒放热将40℃的水加热到45℃。此时，环温为-25℃时，最高能将水温加热到45℃。

B：蒸发温度-25℃，此时环温最低为-20℃，冷媒从-20℃的空气中吸热。冷凝温度为50℃，冷媒放热将45℃的水加热到50℃。此时，环温为-20℃时，最高能将水温加热到50℃。

绿色部分主要描述了制冷的能力。此时横坐标，蒸发温度，可以理解为将水制冷的温度；纵坐标，冷凝温度，可以理解为环境的温度。理想状况下，冷媒与水和空气的换热温差为5℃。

E：蒸发温度20℃，冷媒蒸发吸热，将25℃的水冷却到20℃。冷凝温度为60℃，冷媒冷凝放热，环境温度最高为55℃。此时，环温为55℃时，最低能将水温降温到20℃。

F：蒸发温度-30℃，冷媒蒸发吸热，将-25℃的载冷剂冷却到-30℃。冷凝温度为10℃，冷媒冷凝放热，环境温度最高为5℃。此时，环温为5℃时，最低能将水温降温到-30℃。

3、热泵性能测试

事实上，压缩机最初性能测试只测试4个工况。根据国标《机组式制冷设备能效限定值及能效等级 GB/T 40742-2022 》规定：

测试名称	环境温度（干球温度）	出水温度
名义制冷①	35	7
名义制热②	7	45
大冷③	43	7
大热④	-15	50

名义制冷对应点①，名义制热对应点②，大冷对应点③，大热对应点④。

事实上，这四个点的工况满足绝大多数的应用，这四个点的测试主要用于最初选型的测试，满足这四测试后，才进行后续的测试。

确定元器件选型后，会对整机进行性能测试。以制热为例，会测试极限性能，A：环温-25℃时，测试最高出水温度能否达到45℃；

B：环温-20℃时，测试最高出水温度能否发达到50℃；

C：环温13℃时，测试最高出水温度能否发达到65℃；

D：环温18℃时，测试最高出水温度能否发达到65℃；

E：环温25℃时，测试最高出水温度能否发达到60℃；

4、第二制冷剂法测量压缩机性能

根据国标GB/T 5773-2016《容积式制冷剂压缩机性能试验方法》，流程示意图如下：

原理：构造一个以被测压缩机作为制冷系统压缩机，以第二制冷剂（常选用与被测压缩机使用制冷剂不同且符合一定要求的制冷剂，如 R123、R134a 等）为工质的制冷循环。使该制冷循环的蒸发器处于真空隔热环境中，其热负荷由可精确调节的电加热器提供。当系统稳定运行时，输入电加热器的电功率即等于被测压缩机在该工况点的制冷量。同时测量被测压缩机的功率消耗，从而可计算出压缩机的性能系数（COP）或能效比（EER）等性能指标。