空气能供暖一学就会—空气能热泵（4）

六、翅片式换热器（蒸发器）的压力与作用

风冷式蒸发器也叫空冷器它是利用空气冷却热源体的原理来换热的，管内的热源体通过管壁和翅片与管外空气进行换热，通过的空气一般由通风机供给。冷却效果受气候变化影响非常大。

蒸发器（翅片管式换热器）是空气能直接完成从空气中吸取热量的器件。制冷剂在蒸发器铜管内流动时吸收空气中的潜热而沸腾，但由于空气侧的换热系数低，为了满足换热能力，在不增加传热温差的前提条件下，只有提高换热系数、增大换热面积和安装风扇来加大空气的流动速度，才能提高蒸发器的换热能力。

空气能蒸发器全部采用铜管+铝翅片结构方式组成，铝翅片上开窗或压制成波纹形是可以更好的加强气流的扰动，对铜管的外侧有“助化”作用，可以增加吸热面积，以促进提高蒸发器的吸热系数和换热能力。当冬季进入除霜工况四通阀开启时，蒸发器起到冷凝器的作用。空气能蒸发器制造工艺成熟，生产快捷，成本合理。现有蒸发器因翅片间片钜小（仅为1.8-2.2mm之间），因此抗污垢能力和抗结霜能力比较差。

空气能蒸发器与空调室外机的翅片管式冷凝换热器不同的是，空气能蒸发器的铝翅片采用“亲水铝箔”制造，为了防止水桥现象和防腐，铝箔表面涂装了亲水膜（亲水铝箔是对普通铝箔，脱脂，水洗，干燥处理后，在其表面浸涂布专用涂料，经烘干冷却后，使其成为一种具有亲水性和耐腐蚀性的材料，一般呈淡蓝色。为配合不同的机型，有直列和弯曲排管等结构形式）。此工艺有利于适应空气能经常在湿润状态的工况，有利于冷凝水的淌动，消除了翅片间的“水桥“现象，有利于提高蒸发器管翅外表面的换热系数。

空气能管翅片蒸发器，铜管排数可以布置为单排，双排和多排。蒸发器的片钜，管间钜，翅片表面形状，通道数皆有不同。而蒸发器吸热面积的设计主要要求是保证要有足够的换热能力。工作时的蒸发器内部，不断发生着汽化过程，而气体流动会因为铜管的长度使阻力增加，在减少蒸发器内制冷剂的流动阻力，减少流动损失时，要求采用细铜管分多路通过分路体并联进入蒸发器，所以，为保证各路制冷剂的流量尽量相同，蒸发器都会采用并联若干分路来解决气流的阻力，分路体之后的铜管要等长，等距，等径，等程，分路的路数多少与管径有关。而每支单路管路的长度应该在8m以下，同时须确保各路制冷剂的流量尽量相等。

由于空气能的工作的温度范围、使用环境不同于普通空调，所以空气能蒸发器的选择也和的空调器截然不同。

1、风冷空调器设计上都选择温差10度为标准设计温差（大气温度一般很少超过43度），即使加上10度的传热温差，空调冷凝温度也超不过53度，同R22的临界温度还相差很远，此时蒸发器管内为凝结换热状态，因此换热系数较高。但是作为空气能蒸发器，尤其是在冬季低温状态时，10度的换热温差就太大了，这样会使管内的蒸发温度更低，蒸发器翅片结霜会发生得更快，更早，反而降低了机组的工作能力。

2、空气能蒸发器是“非满液“式蒸发器，制冷剂经过节流装置进入蒸发器处于气液状态时，有一部分换热面积同“气态”制冷剂接触换热，换热系数因此很低，蒸发器换热面积如果过大，就会使蒸发器的换热能力降低。

制冷剂在蒸发器理想工况中，经历了过冷液一饱和液一气液一过热蒸汽的升华过程。静态的气体由于沸腾部分的换热系数比较高，所以，限制蒸发器换热能力更多的是管外流动的空气，由于空气侧的换热系数仅为20-50W（㎡/℃），一般用管外翅片的面积作为计算蒸发器总换热面积的依据，来核对蒸发器的选用是否合理。如果要想空气能在更低的环温下工作，就要把换热温差值选得更小一些，5度的温差最理想（40-50W/㎡/℃），比如：

已知：蒸发器换热量：10000W，K值：50W（㎡/℃），∆t值：5度，代入下式中：

F－－换热面积

Q－－换热量

K－－换热系数

∆t－－换热温差

解：F=10000/（50×5）=40㎡

答：10000W蒸发器外表换热面积应该不小于40㎡。

因为铝翅片的两侧都与空气发生亲密接触，在实践工程应用中，一般经验估算蒸发器的外表面积是以铝翅片的总面积乘以2倍来确定的，对铜管和翅片穿孔传热部分可以忽略不计。

蒸发器铝片片钜的间隔过窄是不利于空气能低温工作的，但限于成本考虑，目前还没有迹象表明有厂家愿意将片钜扩大，其主要原因是因为片钜的增加，蒸发器的外形也会相因增加，从电机、钣金、铜管、制冷剂等方面空气能制造成本也会增加不少。

七、喷气增焓的工作原理

空气能喷气增焓系统是一种喷气增焓压缩机、过冷却器（氟-氟板式换热器）、电子膨胀阀组成的经济器与换热器共同构成的较高效换热循环。是以喷气增焓压缩机为基础，通过中间压力吸气孔吸入一部分中间压力的气体，与经过部分压缩的冷媒混合再压缩，实现以单台压缩机实现两级压缩，增加冷凝器中的制冷剂流量，加大主循环回路的焓差，优化中压段冷媒喷射，从而大大提高压缩机的效率。

而作为空气能喷气增焓系统中的高效过冷却器是在整个系统中对主循环回路冷媒进行节流前过冷，增大焓差和对辅助回路中（这路冷媒将由压缩机中部导入直接参与压缩），经过电子膨胀阀降压后的低压低温冷媒进行适当的预热，以达到合适的中压提供给压缩机进行二次压缩。

喷气增焓系统为实现-25℃内的制热运转提供了条件，通过喷气增焓增大了压缩机在严寒下的制热能力，-10℃下比常规空气能提高了近20%的制热能力，当室外温度极低时，蒸发器热交换能力下降，压缩机正常回气口的回气量减少且不足，压缩机功率下降很大，已经无法正常发挥换热效果。而喷气增焓通过中间压力回气喷射口补充制冷气体，从而有效增加了压缩机的排气量，制热循环制冷剂量得以增加，实现了制热量增加。因此喷气增焓系统更加适用于寒冷地区。

“喷气增焓”技术改变了传统空气能的设计理念，它相当于汽车的“涡轮增压”原理，增加了空气能的动力。它是以喷气增焓压缩机为基础，优化了中压段冷媒喷射技术，经过中间压力吸气孔吸入一部分中间压力的气体，与经过部分压缩的冷媒混合再压缩（其压缩过程被补气过程分割成两段,变为准二级压缩过程。喷气降低排气温度，同时降低其排气过热度，减少冷凝器的气相换热区的长度，增加两相换热面积），以单台压缩机增加冷凝器中的制冷剂流量，加大主循环回路的焓差而实现两级压缩，提高了压缩机的效率。

喷气增焓压缩过程可分3步：

1、压缩机吸入状态1的蒸汽，被封闭压缩到状态a；

2、腔内状态a的原有气体与通过补气口进入压缩机工作腔的气体混合，随后边补气边混合边压缩，直至工作腔与补气口脱离，这时工作腔内的气体状态由补气前的状态a变为补气后的状态b；

3、工作腔与补气口脱离后，其内的气体从状态b被封闭压缩到状态2。

喷气增焓喷气的产生：

喷气增焓是用闪蒸器和经济器产生补气，在产生补气的同时也增加了制冷剂在节流前的过冷度，使制冷剂在蒸发器中吸收的热量增加，从而制热量增加。

增焓技术不影响制冷能力和能效；低温状态下不存在高压缩比，提高了低温运行可靠性；增焓高热量有效地减低了电辅热使用的频率，对省电非常有效。