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2.1工作溫度變化對單螺桿式壓縮機(jī)制熱系數(shù)COP的影響
工作溫度變化對地源熱泵系統(tǒng)來講通常是由于地區(qū)的不同及季節(jié)的改變所引起的，圖4示出了不同的蒸發(fā)溫度下冷凝溫度改變引起的制熱系數(shù)COP的變化。可以看出，制熱系數(shù)COP隨著冷凝溫度的降低而降低，因此再次說明冷凝溫度不宜過高。從圖上還可以看出此種單螺桿壓縮機(jī)很適合用于地源熱泵機(jī)組中，因?yàn)閷Φ卦礋岜孟到y(tǒng)來講，冬季制熱工況下，在土壤、回填材料特性和遠(yuǎn)界土壤溫度一定的情況下，為滿足吸熱量的要求，埋管周圍土壤和埋管內(nèi)流體的溫度必然處于一個(gè)較低的水平上。較低的埋管換熱器進(jìn)、出水溫，一方面導(dǎo)致了熱泵機(jī)組蒸發(fā)溫度的降低和循環(huán)性能系數(shù)的降低；另一方面，過低的埋管換熱器進(jìn)水溫度，有可能產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象。因此，冬季供暖季節(jié)通常將蒸發(fā)溫度控制在0℃左右，有圖4可以看出在熱泵工作工況范圍內(nèi)壓縮機(jī)COP可達(dá)3.5以上。夏季制冷工況下，地下埋管與熱泵機(jī)組冷凝器相接，室內(nèi)冷凍水管與蒸發(fā)器相接。通過制冷劑循環(huán)，不斷的將室內(nèi)熱量釋放到地下低溫土壤中。排熱量的大小取決于埋管內(nèi)的介質(zhì)與土壤之間的熱交換，最終取決于埋管周圍土壤之間的熱質(zhì)交換。由試驗(yàn)觀察表明，夏季熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)溫度可和通常的空調(diào)制冷系統(tǒng)一樣，按5℃的工況運(yùn)行，由圖4可見夏季壓縮機(jī)COP可達(dá)4.5以上。
2.2工作溫度變化對吸熱量、放熱量和輸入功率的影響
熱泵機(jī)組冬季運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器的吸熱量最終取自埋管周圍土壤之間的熱質(zhì)交換。當(dāng)以水為管內(nèi)換熱介質(zhì)時(shí)，為防止結(jié)冰，蒸發(fā)器水的出口溫度應(yīng)保持在0℃以上。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察，在保證蒸發(fā)溫度為0℃時(shí)，蒸發(fā)器的水的出口溫度在2℃左右。根據(jù)以上工況，按照擬和出的輸氣系數(shù)和總效率公式，分別計(jì)算出單螺桿式熱泵機(jī)組隨冷凝溫度變化的吸熱量、放熱量和輸入功率結(jié)果，見圖5。夏季熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，按5℃的工況運(yùn)行，同樣按照擬和出的輸氣系數(shù)和總效率公式，分別計(jì)算出夏季單螺桿式熱泵機(jī)組隨冷凝溫度變化的吸熱量、放熱量和輸入功率結(jié)果。
地源熱泵的運(yùn)行工況要適應(yīng)冬夏季空調(diào)末端負(fù)荷的需要，事實(shí)上，對于熱泵空調(diào)系統(tǒng)而言，冬季冷凝溫度穩(wěn)定在55℃已經(jīng)可以滿足供水溫度的要求[4]，由圖5，此時(shí)機(jī)組從地下吸熱量為107KW；而夏季冷凝溫度可以確定在45℃[4]，此時(shí)機(jī)組向地下排熱量為199.2KW，通過比較可以發(fā)現(xiàn)，夏季向土壤的排熱量幾乎是冬季自土壤的吸熱量的2倍。但是由于夏季較高的循環(huán)性能系數(shù)，其輸入功率反而低于冬季的輸入功率。
3.結(jié)論
1)根據(jù)單螺桿式壓縮機(jī)產(chǎn)品樣本數(shù)據(jù)分析，具體擬合出了單螺桿式壓縮機(jī)運(yùn)行的輸氣系數(shù)和絕熱效率與壓縮比之間的關(guān)系式，并與往復(fù)活塞式壓縮機(jī)相比較，結(jié)果表明單螺桿式壓縮機(jī)可獲得較高的輸氣系數(shù)。
2)分析了不同工作溫度對單螺桿式壓縮機(jī)循環(huán)性能的影響，所得結(jié)果表明單螺桿壓縮機(jī)應(yīng)用于地源熱泵機(jī)組中可獲得較高的制熱系數(shù)，并說明熱泵機(jī)組運(yùn)行過程中冷凝溫度不易過高。
3）通過對R22單螺桿式壓縮機(jī)循環(huán)性能分析研究，所得結(jié)論為單螺桿式熱泵系統(tǒng)數(shù)值模擬和運(yùn)行特性分析提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
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