在生产和日常生活中,经常需要温度较高的热水(如印染、屠宰、工业清洗等),但是由于结构等方面的限制,现有的市售热泵热水装置的出水温度一般不能超过60℃,在实验的基础上,对高温热泵的原理和工作状态逐一分析,提出了新的热泵结构和设计要点。
现有热泵热水器,采用现行空调体系所应用的相应部件及设计原则,这些结构限制了出水温度,以R22为冷媒工质的热泵热水器,理论上的出水温度不宜超过55℃,各个厂家出于市场竞争的需要,纷纷将最高出水温度标定到60℃,个别厂家甚至标注为65℃,客观上造成了压缩机经常超负荷工作状态,压缩机电机绕组、排汽温度和运行电流都处于超载状态,润滑油黏度系数大幅度降低,油膜不能很好地保护机械摩擦面,制冷剂和润滑油甚至可能发生分解,大大降低了产品的可靠性及使用寿命。
西莱克高温热泵技术理论上采用单程套管式逆流换热的冷凝换热器,只要充分加大冷凝器的长度,是可以使采用R22工质的热泵装置在它的临界温度(96℃)以下实现较高的高温出水的,尽管成本比较大,但有些公司仍做了可贵的尝试:他们使用5个串联的小换热器充当冷凝器,与水流方向相反运行,在最接近压缩机排汽口的换热器出口产生100℃的开水,这个装置可以在一个有限的时间内实现高温热水的生产,但是由于压缩机工作条件过于恶劣,冷凝器结垢后使系统难以稳定工作,因此最终未能在市场推行。
采用混合工质,在同样的出水温度下,可以降低工质的工作压力,并降低由于排气压力过高造成的破坏,对制造高温热泵有一定的作用,但是整体式压缩机的破坏很多是由于温度过高造成的,因此,采用混合工质对于幅度提高热泵装置的出水温度的作用还是有限的。关于出水温度提高导致热泵系统工作状态急剧恶化的原因,在后面的泡沫铜换热器介绍中有详细分析。 |