董 旭，田 琦，商 永，張永貴

(1.太原理工大學(xué),山西晉中 030600;2.長(zhǎng)豐太和新能源有限公司,河北秦皇島 066000;3.燕山大學(xué),河北秦皇島 066004)

噴氣增焓渦旋低溫空氣源熱泵制熱性能的分析

董 旭1，田 琦1，商 永2，張永貴3

(1.太原理工大學(xué),山西晉中 030600;2.長(zhǎng)豐太和新能源有限公司,河北秦皇島 066000;3.燕山大學(xué),河北秦皇島 066004)

空氣源熱泵制熱技術(shù)已廣泛應(yīng)用于華北地區(qū)的減煤代煤供暖等清潔供暖工程，隨著低溫空氣源熱泵制熱技術(shù)的發(fā)展，把這一清潔替代能源供暖技術(shù)推廣應(yīng)用于東北部分地區(qū),已具備技術(shù)可行性。本文對(duì)噴氣增焓渦旋低溫空氣源熱泵的制熱性能進(jìn)行了熱力學(xué)分析和試驗(yàn)對(duì)比檢測(cè)，結(jié)果顯示在模擬室外氣溫為-25 ℃、相對(duì)濕度為86%時(shí)，10 hp噴氣增焓渦旋空氣源熱泵的制熱性能系數(shù)為1.38，可滿(mǎn)足東北部分地區(qū)的冬季供暖需求。通過(guò)對(duì)遼寧省綏中縣工程實(shí)例的運(yùn)行檢測(cè)，驗(yàn)證了該熱泵供暖技術(shù)應(yīng)用于東北部分地區(qū)的技術(shù)可行性。但若要使其具備較好的經(jīng)濟(jì)可行性，還需搭配其他經(jīng)濟(jì)性節(jié)能技術(shù)參與節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，以及政府財(cái)政補(bǔ)貼等扶持政策，共同收回初投資。

噴氣增焓;渦旋壓縮機(jī);低溫空氣源熱泵;技術(shù)可行性;經(jīng)濟(jì)可行性

1 前言

空氣源熱泵制熱技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用，最早出現(xiàn)在廣東省，用于制備生活熱水，之后空氣源熱泵熱水機(jī)的應(yīng)用范圍逐漸向北擴(kuò)展[1]。由于南方地區(qū)冬季寒冷潮濕，又沒(méi)有集中供熱管網(wǎng)，空氣源熱泵憑借節(jié)能高效、使用便捷的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，轉(zhuǎn)而投入南方戶(hù)用獨(dú)立供暖市場(chǎng)，成為取代電加熱供暖、燃?xì)獗趻鞝t供暖的清潔高效供暖方式[2]。隨著低溫空氣源熱泵制熱技術(shù)的發(fā)展和北方PM2.5等大氣污染問(wèn)題的加劇，空氣源熱泵制熱作為清潔替代能源供暖技術(shù)，有機(jī)補(bǔ)充了區(qū)域熱力管網(wǎng)供熱，有效應(yīng)用于華北地區(qū)供暖市場(chǎng)[3]。

全國(guó)多個(gè)省市地區(qū)已經(jīng)制訂了具體的關(guān)于推廣空氣源熱泵制熱技術(shù)的政策和措施[4]。

目前，空氣源熱泵制熱供暖可廣泛應(yīng)用于華北地區(qū)已達(dá)成共識(shí)，但要推廣應(yīng)用至東北地區(qū)，改善當(dāng)?shù)囟镜拇髿猸h(huán)境質(zhì)量，還缺乏有效的數(shù)據(jù)支持。低溫空氣源熱泵制熱技術(shù)主要分為噴氣增焓渦旋壓縮機(jī)技術(shù)和雙級(jí)壓縮技術(shù)，前者的工程應(yīng)用較為廣泛，后者與前者相比，在相同制熱能力條件下的初投資較大，故工程應(yīng)用相對(duì)較少。目前對(duì)于低溫空氣源熱泵制熱技術(shù)的研究，也多集中在噴氣增焓低溫空氣源熱泵的制熱性能。

國(guó)內(nèi)對(duì)于噴氣增焓渦旋空氣源熱泵的研究，現(xiàn)階段多集中在適應(yīng)室外氣溫為-15～-20 ℃蒸發(fā)溫度的水平[5～10]，劉暢等的研究將空氣源熱泵的蒸發(fā)溫度降低至-30 ℃的水平[11]，胡青松等研制的噴氣增焓單螺桿壓縮機(jī)熱泵，填補(bǔ)了世界空白，可在室外氣溫-30 ℃條件下正常工作[12]。國(guó)外對(duì)于噴氣增焓渦旋空氣源熱泵的研究，現(xiàn)階段多集中在適應(yīng)室外氣溫為-20～-30 ℃蒸發(fā)溫度的水平[13～19]，研究新型制冷劑如R410A、R32、CO2在噴氣增焓渦旋空氣源熱泵中的應(yīng)用[13～17]，著手改進(jìn)噴氣增焓的管路結(jié)構(gòu)[17,19]，提升渦旋壓縮機(jī)的制熱性能，并研究將噴氣增焓技術(shù)搭載于壓縮機(jī)吸氣段[17]。

本文針對(duì)目前空氣源熱泵制熱的發(fā)展形勢(shì)，就可應(yīng)用于東北部分地區(qū)供暖的噴氣增焓渦旋低溫空氣源熱泵的制熱性能，進(jìn)行熱力學(xué)分析和試驗(yàn)對(duì)比檢測(cè)，并通過(guò)對(duì)遼寧省綏中縣工程實(shí)例的運(yùn)行檢測(cè)，為推廣空氣源熱泵這一清潔替代能源供暖技術(shù)應(yīng)用于東北部分地區(qū)，提供一定的理論和數(shù)據(jù)參考。

2 渦旋壓縮機(jī)

渦旋壓縮機(jī)是噴氣增焓渦旋空氣源熱泵的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，與傳統(tǒng)的螺桿壓縮機(jī)、轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)同屬于回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。渦旋壓縮機(jī)的核心部件是初相位相差180°的2個(gè)3圈渦旋線(xiàn)型的渦旋盤(pán)，分別為動(dòng)盤(pán)和靜盤(pán)，如圖1所示。工作時(shí)由1個(gè)小偏心距曲柄軸驅(qū)動(dòng)動(dòng)盤(pán)繞靜盤(pán)平動(dòng)，精確形成3對(duì)月牙形壓縮腔體[20]。3對(duì)月牙形壓縮腔體中，外層1對(duì)是行程腔體，中間1對(duì)是同主軸相位腔體，內(nèi)層1對(duì)是中心壓縮—排氣腔體。

渦旋壓縮機(jī)的3對(duì)壓縮腔體可同時(shí)進(jìn)行3個(gè)壓縮過(guò)程，吸氣、壓縮、排氣工況的壓力過(guò)渡平緩，有效減少了制冷劑的有害過(guò)熱，降低了渦旋壓縮機(jī)的排氣溫度，保障運(yùn)行平穩(wěn)。渦旋壓縮機(jī)的腔體容積效率達(dá)90%～98%，壓縮過(guò)程高效節(jié)能[21,22]。

3 熱泵制熱的熱力學(xué)分析

噴氣增焓渦旋空氣源熱泵與常規(guī)空氣源熱泵在結(jié)構(gòu)上的最大區(qū)別是搭載了渦旋壓縮機(jī)和噴氣增焓支路，如圖2所示。其中，噴氣增焓支路中的換熱器是過(guò)冷器，也可以是閃發(fā)器。閃發(fā)器適用于3675 W(5 hp)以下的小型熱泵，過(guò)冷器適用于3675 W(5 hp)以上的大型熱泵[11]。因技術(shù)示范工程多為大型的商業(yè)項(xiàng)目，故在此選用過(guò)冷器作為噴氣增焓支路的換熱器。

圖2 熱泵制熱流程

復(fù)雜的結(jié)構(gòu)致使熱泵的換熱過(guò)程和影響熱泵制熱性能的因素也更加復(fù)雜，如圖3所示，渦旋壓縮機(jī)的工作過(guò)程也不能理想地簡(jiǎn)化為單純的多變壓縮過(guò)程。對(duì)應(yīng)圖3中的制冷劑狀態(tài)點(diǎn)1至2、2與9混合至3、3至4，渦旋壓縮機(jī)的運(yùn)行過(guò)程依次為補(bǔ)氣前壓縮W1-2、混合補(bǔ)氣W2&9-3、補(bǔ)氣后壓縮W3-4。其中，混合補(bǔ)氣W2&9-3是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)小偏心距曲柄軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)渦旋盤(pán)平動(dòng)的耗電過(guò)程，雖不屬于壓縮機(jī)直接壓縮制冷劑耗功，但是壓縮機(jī)控制高低壓制冷劑混合的耗能過(guò)程，其機(jī)械動(dòng)作與直接壓縮制冷劑的機(jī)械動(dòng)作一致，故混合補(bǔ)氣W2&9-3被列入壓縮機(jī)能耗計(jì)算項(xiàng)。

圖3 熱泵lgP-h

通過(guò)熱力學(xué)分析熱泵的完整制熱過(guò)程，得出熱泵制熱量Qh、相對(duì)常規(guī)空氣源熱泵的制熱量增加值ΔQh、熱泵能耗量W、制熱性能系數(shù)COPh。

Qh=qc(h4-h5)

(1)

(2)

(3)

COPh=Qh/W

(4)

式中qc——冷凝器內(nèi)制冷劑質(zhì)量流量qe——蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑質(zhì)量流量hi——i點(diǎn)的制冷劑焓值，i=1，2,3,4,4′,5,6，9

Pi——i點(diǎn)的制冷劑壓強(qiáng)，i=2，3

V2——圖3中狀態(tài)點(diǎn)2的行程腔體容積

V3——圖3中狀態(tài)點(diǎn)3的同主軸相位腔體容積

T9——圖3中狀態(tài)點(diǎn)9的制冷劑溫度

k——等熵壓縮指數(shù)

R——?dú)怏w常數(shù)

α——相對(duì)補(bǔ)氣量，α=(h5-h6)/(h9-h5)

ηi——指示效率

ηm——機(jī)械效率

ηmo——電動(dòng)機(jī)效率

P1d——行程腔體排氣壓強(qiáng)

P2s——同主軸相位腔體吸氣壓強(qiáng)

V(θ*)——行程腔體與同主軸相位腔體瞬時(shí)連通時(shí)增加的容積

θ*——起始排氣角

式(3)和(4)中沒(méi)有涉及圖3狀態(tài)點(diǎn)9對(duì)應(yīng)的渦旋壓縮機(jī)補(bǔ)氣壓力，說(shuō)明補(bǔ)氣壓力不是影響熱泵制熱量和制熱性能系數(shù)的直接因素，即在保證渦旋壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，不需要嚴(yán)格控制補(bǔ)氣壓力精度。補(bǔ)氣壓力一般適當(dāng)高于1230 kPa即可，方便了渦旋壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)制造。

4 檢測(cè)分析

在長(zhǎng)豐太和國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)焓差實(shí)驗(yàn)室中，試驗(yàn)檢測(cè)噴氣增焓渦旋低溫空氣源熱泵的制熱性能，包括熱泵制熱性能系數(shù)COPh和制熱量Qh隨模擬室外氣溫T的變化情況。試驗(yàn)熱泵選用CFJL-10ZW-2D型號(hào)的7350 W(10 hp)噴氣增焓渦旋空氣源熱泵，對(duì)比熱泵選用VR125KS型號(hào)的7350 W(10 hp)常規(guī)空氣源熱泵。試驗(yàn)?zāi)M室外氣溫T分別為7,0,-4,-7,-10,-15,-20,-25 ℃條件下，試驗(yàn)熱泵和對(duì)比熱泵的供暖工況穩(wěn)定性能，供暖供水溫度為45℃，回水溫度為35℃，模擬地板輻射供暖系統(tǒng)水溫。

試驗(yàn)檢測(cè)的環(huán)境條件參數(shù)如表1所示，其中干球溫度即模擬室外氣溫為7 ℃、濕球溫度為6 ℃的環(huán)境參數(shù)，對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)規(guī)定的熱泵供暖標(biāo)準(zhǔn)/名義工況，此時(shí)空氣相對(duì)濕度為86%。以86%的空氣相對(duì)濕度為控制變量，以空氣干球溫度為自變量，空氣濕球溫度和含濕量為因變量，進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。

表1 環(huán)境條件參數(shù)

試驗(yàn)結(jié)果如圖4和5所示，試驗(yàn)熱泵和對(duì)比熱泵的制熱性能系數(shù)COPh和制熱量Qh都隨模擬室外氣溫T的逐漸降低而呈近似線(xiàn)性降低。當(dāng)模擬室外氣溫T不低于-15 ℃時(shí)，相對(duì)于對(duì)比熱泵，CFJL-10ZW-2D熱泵的制熱量Qh平均增加3713 W，平均增加幅度為19.6%，制熱性能系數(shù)COPh平均增加0.14，平均增加幅度為5.9%。對(duì)比熱泵在模擬室外氣溫T為-15 ℃時(shí)已經(jīng)達(dá)到低溫制熱極限，不能在更低的模擬室外氣溫條件下正常運(yùn)轉(zhuǎn)。CFJL-10ZW-2D熱泵在模擬室外氣溫T為-25 ℃時(shí)依然可正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其制熱量Qh為12298 W，制熱性能系數(shù)COPh為1.38，與文獻(xiàn)[11,14,19]的研究結(jié)論相似，適應(yīng)我國(guó)東北局地冬季嚴(yán)寒的室外工作環(huán)境，滿(mǎn)足東北部分地區(qū)的冬季供暖需求。

圖4 室外氣溫與熱泵COPh關(guān)系曲線(xiàn)

圖5 室外氣溫與熱泵制熱量關(guān)系曲線(xiàn)

由圖4,5的試驗(yàn)結(jié)果曲線(xiàn)，可擬合出CFJL-10ZW-2D熱泵的制熱性能系數(shù)COPh和制熱量Qh隨室外氣溫T(-25 ℃≤T≤7 ℃)的變化關(guān)系函數(shù)，用來(lái)評(píng)估相應(yīng)室外氣溫范圍內(nèi)CFJL-10ZW-2D熱泵的制熱工況。

COPh=0.0638T+2.958

(5)

Qh=637T+27627

(6)

式(5)和(6)的擬合度R2因子分別為0.9972和0.9937，擬合精度高于95%，可輔助工程應(yīng)用。同理可得CFJL-10ZW-2D熱泵的制熱性能系數(shù)COPh和制熱量Qh隨含濕量d(0.4 g/kg(a)≤d≤5.3 g/kg(a))的變化關(guān)系函數(shù)，用來(lái)評(píng)估熱泵的制熱工況。

COPh=-0.075d2+0.825d+1.161

(7)

Qh=-695d2+7967d+9888

(8)

式(7)和(8)的擬合度R2因子分別為0.9774和0.9883，擬合精度高于95%，可輔助工程應(yīng)用。

5 工程應(yīng)用

御海龍灣售樓處獨(dú)立供暖工程地處遼寧省葫蘆島市綏中縣經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，當(dāng)?shù)囟咀罾湓?月的逐年平均氣溫為-8.3 ℃，逐年平均最低氣溫為-23.3 ℃，可應(yīng)用噴氣增焓渦旋空氣源熱泵對(duì)售樓處獨(dú)立供暖，無(wú)需輔助電加熱。供暖工程的運(yùn)行檢測(cè)實(shí)施于2016年1月1日至1月31日，采集的室外環(huán)境數(shù)據(jù)包括室外干球溫度處于2～-21 ℃，含濕量處于0.4～2.8 g/kg(a)，相對(duì)濕度處于20%～88%，風(fēng)速處于1～4級(jí)。

御海龍灣售樓處是65%節(jié)能民用建筑，總建筑面積2900 m2，采暖面積2600 m2，地上3層總高度為15.6 m，房間功能有會(huì)客室、辦公區(qū)、包廂、多功能廳等。售樓處的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為159.6 kW，選用CFJL-10ZW-2D型號(hào)的7350 W(10 hp)噴氣增焓渦旋空氣源熱泵5臺(tái)，每臺(tái)制熱輸入功率為9.4kW，每臺(tái)額定制熱量為33 kW，設(shè)計(jì)總制熱量為165 kW，滿(mǎn)足售樓處冬季供暖需求。采用地板輻射供暖系統(tǒng)供暖，供水溫度為45 ℃，回水溫度為35 ℃。

由于綏中縣是旅游城市，重工業(yè)和霧霾風(fēng)沙較少，室外環(huán)境較好，且在數(shù)據(jù)采集期間沒(méi)有經(jīng)歷雨雪天氣，故CFJL-10ZW-2D熱泵的性能保證率較高。相對(duì)于試驗(yàn)室結(jié)果，其實(shí)際制熱量和制熱性能系數(shù)的衰減率在5%以?xún)?nèi)，故式(5)～(8)應(yīng)用于評(píng)估熱泵實(shí)際制熱性能的累計(jì)精度衰減率在10%以?xún)?nèi)，仍然有較高的工程參考價(jià)值。

由于熱泵在1月份運(yùn)行，其制熱性能極易受蒸發(fā)器翅片低溫結(jié)霜的影響，故針對(duì)性設(shè)置了除霜周期為60 min的滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行熱泵除霜模式，保證在室內(nèi)供暖溫度波動(dòng)較小的條件下的徹底性、節(jié)能性除霜。

對(duì)熱泵除霜模式的運(yùn)行檢測(cè)實(shí)施于2016年1月1日上午10點(diǎn)，當(dāng)時(shí)室外干球溫度為2 ℃，含濕量為2.8 g/kg(a)，相對(duì)濕度為64%，風(fēng)速為2級(jí)。此工況為檢測(cè)期間最利于檢測(cè)熱泵除霜模式的工況，此時(shí)翅片極易結(jié)霜。在熱泵除霜周期中，供水溫度和翅片溫度隨時(shí)間的變化情況，如圖6所示，在此期間室外平均干球溫度為-1 ℃，含濕量維持在2.8 g/kg(a)，相對(duì)濕度維持在64%，風(fēng)速維持在2級(jí)。

一個(gè)除霜周期分為3個(gè)階段，第一階段是最初20 min，為過(guò)渡階段。繼上次除霜后，供水溫度仍處于穩(wěn)定上升階段，從33.5 ℃至41.2 ℃，上升了7.7 ℃。翅片溫度則緩慢下降了2.2 ℃。第二階段是第20至第50 min，為穩(wěn)定供暖階段。供水溫度穩(wěn)定在42 ℃左右，保證了熱泵持續(xù)供暖。翅片從第20 min開(kāi)始結(jié)霜，至第50 min結(jié)霜停止。第三階段是最后10 min，為除霜階段。從第50至第55 min，翅片徹底除霜。從第55至第60 min，熱泵從除霜模式轉(zhuǎn)換為供暖模式,如圖6所示。

熱泵供暖每30～40 min就會(huì)經(jīng)歷除霜周期一次。在熱泵除霜期間，室內(nèi)采暖溫度穩(wěn)定在22～24 ℃，除霜造成的室內(nèi)溫度下降不超過(guò)1.5 ℃。水地暖系統(tǒng)4200 J/(kg·℃)的比熱容決定了系統(tǒng)供暖良好的熱惰性，保證了在熱泵抽熱除霜期間也能維持穩(wěn)定的室內(nèi)采暖溫度。CFJL-10ZW-2D熱泵的供暖性能可靠，技術(shù)可行性較好。

圖6 除霜模式溫度—時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)

綏中縣的集中供熱時(shí)間為5個(gè)月，居民采暖價(jià)格為26元/m2，御海龍灣售樓處若采用集中供熱，則2600 m2的采暖面積需繳納采暖費(fèi)6.76萬(wàn)元，平均為450.7元/d?，F(xiàn)采用5臺(tái)CFJL-10ZW-2D熱泵獨(dú)立供暖，每天從8∶00至21∶00供暖13 h，從21∶00至次日8∶00防凍11 h。在最冷月1月，熱泵系統(tǒng)的日均耗電量為725 kW·h/d，其中的除霜周期耗電量約為292 kW·h/d，其第三階段除霜階段的耗電量約為51 kW·h/d，占熱泵系統(tǒng)日均耗電量的1/14，即此部分除霜耗電量完全沒(méi)有貢獻(xiàn)供暖水溫，反而驅(qū)動(dòng)熱泵從室內(nèi)水系統(tǒng)吸熱排放至室外機(jī)翅片。綏中居民電價(jià)為0.53元/kW·h，則熱泵系統(tǒng)日均供暖費(fèi)為384.3元/d，相比集中供熱可節(jié)省14.7%，一個(gè)采暖季可至少節(jié)省9960元采暖費(fèi)。按熱泵平均使用壽命15 a計(jì)算，可至少節(jié)省采暖費(fèi)共計(jì)15萬(wàn)元。而售樓處獨(dú)立供暖系統(tǒng)的初投資為25萬(wàn)元，則還有10萬(wàn)元的初投資缺口，不能依靠節(jié)省采暖費(fèi)來(lái)填補(bǔ)。因此，若要推廣應(yīng)用CFJL-10ZW-2D熱泵獨(dú)立供暖，還需搭配其他經(jīng)濟(jì)性節(jié)能技術(shù)參與節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，以及政府財(cái)政補(bǔ)貼等扶持政策，共同收回初投資，使CFJL-10ZW-2D熱泵具備較好的經(jīng)濟(jì)可行性。

6 結(jié)論

(1)由噴氣增焓渦旋低溫空氣源熱泵制熱lgP-h圖，得出熱泵制熱量Qh、相對(duì)常規(guī)空氣源熱泵的制熱量增加值ΔQh、熱泵能耗量W、制熱性能系數(shù)COPh的表達(dá)式，用以輔助熱泵的設(shè)計(jì)制造和工程應(yīng)用。

(2)當(dāng)模擬室外空氣相對(duì)濕度為86%，室外氣溫不低于VR125KS熱泵的極限工況低溫-15 ℃時(shí)，CFJL-10ZW-2D熱泵的制熱量平均增加3713 W，平均增加幅度為19.6%，制熱性能系數(shù)平均增加0.14，平均增加幅度為5.9%。CFJL-10ZW-2D熱泵在模擬室外氣溫-25 ℃工況時(shí)，制熱量為12298 W，制熱性能系數(shù)為1.38，適應(yīng)東北部分地區(qū)冬季嚴(yán)寒的室外工作環(huán)境。

(3)擬合出CFJL-10ZW-2D熱泵的制熱性能系數(shù)COPh和制熱量Qh隨室外氣溫T(-25 ℃≤T≤7 ℃)和含濕量d(0.4 g/kg(a)≤d≤5.3 g/kg(a))的變化關(guān)系函數(shù)，用來(lái)評(píng)估熱泵的制熱工況。

(4)在工程應(yīng)用中，CFJL-10ZW-2D熱泵的技術(shù)可行性較好。但若要使其具備較好的經(jīng)濟(jì)可行性，還需搭配其他經(jīng)濟(jì)性節(jié)能技術(shù)參與節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，以及政府財(cái)政補(bǔ)貼等扶持政策，共同收回初投資。

Analysis on Low-temperature Heating Performance of Air Source Heat Pump Coupled with Scroll Compressor and Enhanced Vapor Injection

DONG Xu1,TIAN Qi1,SHANG Yong2,ZHANG Yong-gui3

(1.Taiyuan University of Technology,Jinzhong 030600,China;2.Changfengtaihe New Energy Co.,Ltd.,(Hong Kong Joint Venture),Qinhuangdao 066000,China;3.Yanshan University,Qinhuangdao 066004,China)

Air source heat pump heating technology has been widely used in the clean heating engineering,such as reducing and replacing coal heating in North China.With the development of low-temperature air source heat pump heating technology,it is technically feasible to apply and popularize the clean alternative energy heating technology into part of Northeast China.This article analyzes the heating performance of low-temperature air source heat pump coupled with scroll compressor and enhanced vapor injection (EVI) in terms of thermodynamic theory and experimental comparison.According to the results,under the condition that the simulated outdoor air temperature is -25 ℃ and RH is 86%,theCOPhof a 10 hp EVI is 1.38,which can meet the heating demand in part of Northeast China.Through the running test of an engineering example applying in Suizhong County,Liaoning Province,it is verified for the technical feasibility to apply the EVI in the heating engineering in part of Northeast China.But to make it have a better economic feasibility,it still needs to match other economical energy saving technology participating in saving the operation cost,and needs the supporting policies of government,such as fiscal subsidy,to recover the initial investment together.

enhanced vapor injection;scroll compressor;low-temperature air source heat pump;technical feasibility;economic feasibility

袁惠新(1957-)，男，教授,博士生導(dǎo)師，主要從事多相流分離技術(shù)與設(shè)備的研究，通訊地址：213016 江蘇常州市武進(jìn)區(qū)滆湖路1號(hào)常州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，E-mail：yuanhuixin2000@126.com。

1005-0329(2017)03-0081-06

2016-04-25

2016-08-29

TH45

A

10.3969/j.issn.1005-0329.2017.03.017

董旭(1988-)，男，在讀博士研究生，主要從事空氣源熱泵供暖新技術(shù)的研究，通訊地址：030600 山西晉中市榆次區(qū)大學(xué)街209號(hào)太原理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，E-mail:784786056@qq.com。