一种高能效比空调.doc

一种高能效比空调 提要：一种高能效比家用空调，现在市场上销售的能效比3.4的一级品，其能效比也远远低于理论循环制冷系数，可见提高家用空调能效比空间巨大。针对现在家用空调四通阀由于外壳为一整体，造成压缩机吸气压降损失和排气压降损失，以及蒸发器回气的低温热力特性在系统中未能充分利用的两个主要缺陷 ，用组合式四通阀取代整体式四通阀，利用两个装在管路中的单向阀，在空调制冷工况时使得蒸发后的低温低压蒸汽通过制冷回热器，进一步冷却冷凝后的节流前的液态制冷剂，而在空调制热工况时制冷回热器不起作用而制热回热器工作，来提高空调能效比。 关键词： 高能效比家用空调 家用空调年耗电量 逆卡诺循环的制冷系数 四通阀 组合式四通阀 回热器 一种高能效比家用空调，属家用电器技术领域。目前，我国家用空调能效比大多在3.03.4之间，家用空调年耗电量已逾400亿千瓦时，即使只将现有空调的能效比提高10%，全国每年至少也可节省37亿千瓦时的电量，相当于一个中等省份城镇居民全年的用电量，因此提高空调能效比的任务迫在眉睫。家用空调能效比在3.4以上的属一级产品，3.23.4之间的属二级产品，3.03.2之间的属于三级产品，2.83.0之间的属于四级产品，2.62.8的属于五级产品。当室外温度35（高温热源），蒸发温度5（低温热源）理论气体逆卡诺循环的制冷系数为9.3，也就是说现在市场上销售的能效比3.4的一级品，其能效比也远远低于理论循环制冷系数，还不到理论值的一半，可见提高家用空调能效比空间巨大。 造成空调能效比不高的因素有以下几点：a、压缩机的性能系数：泄漏量过大、机械效率不高、压缩比不够等；b、室内、室外换热器面积不够，制冷剂与热源之间存在热交换温差等；c、电机、风机、风系统，效率不高，风量不够，与系统匹配不好等；d、制冷剂充注量、节流机构、自控系统、温度控制系统等各自及相互之间的性能不匹配等。现在常用的几个提高能效比的途径：1、对于一个选定压缩机的制冷系统而言，换热器无疑是提高制冷量的关键所在，换热面积的大小，换热效率的高低都对制冷量有着直接的影响。目前最常用，最有效的空调节能方法是通过增大室内 或室外换热器的面积，即增加制冷管来提高能效水平。2、改进管道设计，提高风机效率；3、使用电子整流电机，提高电机机械效率等。如果从一个新的角度来分析家用空调能效比远远低于理论循环制冷系数的诸多因素中，我们不难发现家用空调系统中四通阀由于外壳为一整体，与压缩机排气端相连的高温高压进气管，和与蒸发器回气端相连的低温低压进气管之间，存在较大的热量传递，因此造成压缩机吸气压降损失和排气压降损失，以及吸气温升损失；并且空调在制冷工况时，蒸发器回气的低温热力特性在系统中未能充分利用。针对现在家用空调以上两个主要缺陷：我们可以一是用四个两位两通电磁阀组成一个组合式四通阀取代整体式四通阀，使得与压缩机排气端相连的两位两通电磁阀的高压高温进气管，与蒸发器排气端相连的另一个两位两通电磁阀的低压低温进气管之间没有热量传递，由此可降低压缩机吸气和排气的压降损失，以及吸气温升损失；二是利用两个装在管路中的单向阀，在空调制冷工况时使得蒸发后的低温低压蒸汽通过制冷回热器，进一步冷却冷凝后的节流前的液态制冷剂，而在空调制热工况时制冷回热器不起作用而制热回热器工作。图一为空调制冷工况原理图，图二是空调制热工况原理图。采用回热循环的好处是工作循环的单位制冷量增大了，当制冷量给定时，制冷剂的循环量可以减少。吸入蒸气的温度提高了，可减少蒸气在吸气管中的有害过热。减少了吸入蒸气与气缸壁之间热交换的温差，使压缩机的输气系数得到提高。同时还改善了在低温下工作的压缩机的润滑条件。如图三。采取以上两个措施后家用空调实际工作循环的热力性能将会大幅度地改善，能效比将会有大的提高。采用该技术解决方案所增加的成本：1、增加了3个线圈约312=36元，阀体部分原材料320=60元；2、两个回热器220=40元；3、两个单向阀23=6元 三项合计：6040 6=106元左右。