带经济器的热泵热水机电子膨胀阀运行规律的研究

　　热泵热水机近年来在民用领域得到了广泛的应用，然而随着环境温度的下降，热泵系统出现了排气温度高、压缩机效率低等一系列问题，从而使得系统可靠性与压缩机寿命急剧下降，《GB/T21362—2008 商业或工业用及类似用途的热泵热水机》规定热泵机组的运行环境温度为≥-7℃，可见其应用范围受到了较大限制。

　　带经济器的压缩机是解决上述问题的方案之一。刘强等[1]、陈骏骥等[2]对采用经济器的空气源热泵热水器性能进行了研究，结果表明带经济器的热泵热水器在低温工况下的性能较常规系统有较大提高;庞宗占等[3]对带经济器的制冷系统进行了热力学的理论分析。马国远等[4]等对带经济器的制冷系统进行了分析计算，得出了喷气相对压力与制热量、制冷量、功率、排气温度、COP的关系，得出了最佳喷气压力在相对压力为1.0附近或略高。作为制冷系统的重要部件，电子膨胀阀的运行恰当与否显得至关重要。理论上，电子膨胀阀的开度可采用过热度来进行控制，然而对于热泵系统，由于其冷凝温度较高，当压缩机吸气有一定过热度时，排气温度就会过高，且制热量(或制冷量)也较低，韩磊等[5]曾研究了吸气不同带液状态下，滚动转子式压缩机制冷系统的性能变化，指出吸热过热度为‘0’或附近时，制冷系统拥有较大的COP、制冷量，实验中，过热度由4.73℃降至1.47℃时，制冷量增加了7.7%，EER增加了11.6%。我们也曾对某品牌市售KFR-71LW进行实验，当过热度调整到3℃时，在GB/T7725—2004所规定的最大制冷工况下，实测排气温度121.6℃，此时压缩机频繁跳停保护，已不能正常工作，对原型机(节流件为毛细管)测试，得排气温度为108.6℃，蒸发器盘管为14.0℃，吸气为13.4℃，此时吸气为略带液状态。目前主流的压缩机厂家在压缩机回液防液击及润滑油防稀释方面已做了大量的改进与提高，可承受一定的回液。家用热泵空调及热泵热水机吸气略微带液，在不影响冷冻油润滑性能的前提下是允许的。张良等[6]曾以水为制冷剂，研究了双螺杆压缩机湿蒸汽两相压缩的特性，张华俊等[7]曾分析了压缩机最大允许吸入蒸气含湿率。实践中对于冷凝温度较高的产品如家用热泵空调或热泵热水机，利用过热度来控制电子膨胀阀开度有较大难度。较可行的方案是在各种工况下做实验，形成相应的膨胀阀开度表，控制芯片根据相应条件，查表可得对应的开度。目前对电子膨胀阀研究多集中在阀体个体性能与制冷系统产品性能优化效果方面，而阀在制冷系统中的运行规律的研究(即如何优化)方面较少，因此研究电子膨胀阀在制冷系统中的运行规律具有较强的应用价值。