摘要：热泵空调是在普通空调的基础上发展起来的，安装了四通换向阀。通过改变制冷剂的流动通道，可以实现空调器蒸发器和冷凝器的功能互换，使空调器的功能由室内空气的加热变为室内空气的冷却。它具有夏季降温和冬季取暖的双重功能。热泵式空调器的结构与单冷式空调器基本相同。因其双重功能，深受消费者的喜爱。但是，这种空调也有一定的局限性。如冬季时，北方地区的室外温度较低，蒸发器的表面在运转时极易结霜结冰，空调受到影响，无法正常运转，供热功能也随之减弱。此外，如果室外空气一直保持在低温状态下，室内的热负荷就会增大，使空调的供热能力受到影响，不足以满足使用要求。
关键词：制冷空调；低温热泵；技术分析
导言：在西方国家和地区，许多面包店和高档餐厅对室内空气舒适度和清洁度均有很高的要求。但到了冬季，由于室内的暖气，以及面包烤箱和餐厅厨房的暖气，室内温度容易上升。很多情况下，客人感到不舒服，也不利于食品的保存。此外，这样的高档餐厅或面包店不可能保持门窗一直打开，让尘土飞扬、未经处理的寒风吹进室内降温。因此，需要安装带低温制冷功能的空调对室内空气进行降温处理，以满足室内恒温恒湿的舒适度要求。但对于普通空调，其制冷运行的室外环境温度范围为21～43 ℃，无法满足低温环境下可靠运行制冷的要求，当环境温度低于21 ℃时，空调系统极易出现蒸发器结霜，不仅制冷效果差，而且系统运行不稳定，容易造成压缩机带液运行，损坏压缩机。因此研发一款实用的带低温制冷功能的空调具有广泛的应用价值。
1低温制冷空调的实现方案理论分析
为了实现低温制冷功能，必须将空调标准要求最低制冷使用环境温度21 ℃降低到更低的温度，如-15 ℃，即从原来的制冷运行温度范围21～43 ℃扩大到-15～43 ℃。但是当室外环境温度很低时，在制冷模式下，普通空调负荷小，室外侧冷凝效果很好，系统冷凝温度和压力低，导致系统蒸发压力和温度低，蒸发器容易结霜。一旦结霜，不仅影响制冷效果，而且影响系统运行，甚至损坏带液运行的压缩机。如果空调具有防冻保护功能，就会经常出现防冻保护，使机组的制冷效果变差。
在低温制冷条件下，为了避免空调系统压力过低，只能降低室外侧的换热效果。因此，可以考虑通过降低室外风机的转速降低室外侧换热效果，强行提高系统压力。
目前实现降低室外风机转速达到降低室外侧换热效果的控制方式有2种：1）可通过控制室外风机的间歇启停时间来实现。控制方法为：当采集到的系统高压压力信号低于某一压力值时，停止室外风机；当室外风机停机一定时间或系统高压压力高于某一压力值时，启动风机，将空调系统压力保持在合理范围内。2）通过低温调速板来控制室外风机的转速，低温调速板可将室外风机的转速分为N档，当采集到系统高压压力高于某一值时就提高风机转速，当系统高压压力低于某一值时就降低风机转速，最终达到空调系统压力维持在一个合理的范围内。
目前常用的低温制冷空调实现方式为第2种，带低温制冷功能的空调系统原理，主要是通过在压缩机的排气管上增加一个压力传感器，然后将传感器采集的压力信号传递给一个可控的低温调速板，调速板根据信号调整室外风机的转速，从而控制空调系统压力在一个合理范围内。另外，也可通过在压缩机的排气管上增加一个压力开关替代价格昂贵的压力传感器，通过设定压力开关的断开和恢复的压力值，控制空调系统的运行压力在合理的范围内。
2热泵型空调
在低温条件下，分体式热泵型空调能够在一定程度上提高机组的蒸发温度，和周围空气的温度，由此有效提高空调机组的制冷能力，满足制热和制冷的要求。这主要是由于分体式热泵空调的室外换热器被放置在建筑的室内，同时也设置了另外的空气换热器，使得流经蒸发器的低温空气和部分回风进行热交换，从而提高空调的蒸发器的进风温度和机组的蒸发温度。
2.1热泵型空调低温制冷相关问题分析
随着生活水平的不断提高，人们对空调的性能提出了更高的要求，特别是低温环境下空调的制热能力。另外，随着生产技术的不断发展，在很多情况下，需要在低温环境下获得更多的热负荷，这对空调在低温环境下的制冷和制热能力提出了一定的要求。低温热泵技术的发展是现代社会的需要和趋势。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2热泵型空调工作原理
夏季制冷时，机组接通电源，压缩机吸入室内侧换热器（蒸发器）内低温低压制冷剂蒸气，压缩成为高温高压的气体。这些气体再经室外侧换热器（冷凝器）内进行冷凝，热量被室外介质带走，变为液体后，进入节流装置。经节流降压后，进入室内侧换热器（蒸发器）吸收室内热量而蒸发为低温低压制冷剂蒸气，再由吸气管进入压缩机，达到制冷循环。
冬季制热时，压缩机吸入室外侧换热器（蒸发器）内低温低压制冷剂蒸气，压缩成高温高压的气体。这些气体再经过室内侧换热器（冷凝器）内进行冷凝，变为液体后，进入节流装置，室内空气吸收制冷剂内热量后被加热。制冷剂经节流降压后，进入室外侧换热器（蒸发器）吸收室外热量而蒸发为低温低压制冷剂蒸气，再由吸气管进入压缩机，达到制热循环。
3制冷空调低温热泵技术
3.1提升对制冷精度的重视程度
为了保证制冷空调低温热泵技术的发展和应用，相关人员应该尽量确保制冷的精度，特别是在现代社会，为了满足用户对低温制冷的需求，制冷精度须时刻受到限制。在正常生产和社会运行生活过程中，相关人员须借助先进技术完成制冷温度的动态监测，以保证真实意义上的精度水平，这是保持低温制冷精度的基本前提。
此之，有关单位还应结合实际情况，尽可能选取专业技术人员，以促进对低温制冷设备的定时检测，在有效完成实时监控的前提下，尽快全方面掌握制冷设备的制冷信息，这有利于及时维护与检修低温制冷设备。经实践证明，以确保设备精确程度为基础，不仅能够使现代社会对制冷效果的需求得到真正满足，还能够推动我国整体经济的健康发展，为我国可持续发展战略的顺利实施做出贡献。
3.2处于特殊情况下的低温制冷
空调若处于系统大、空间小的背景之下，即使对于室外蒸发器而言，也极易出现结霜或结冰的现象，此时在检测之后，若确定的设计值过大，就会造成系统压力增大，进一步导致空调无法顺利运转。结合大量的实验结果，我们基本可以得出以下结论：1）当空调室外风扇的运行速度始终处于降低状态时，系统的热交换会降低，影响室内蒸发器的温度并继续升高，从而使系统的内部压力增大。2）当室外送风机运行速度上升时，室内蒸发器温度随系统换热量的增加而下降，可以适当降低系统压力。
检测元件正常情况下均会存在一些缺点，如反应能力下降、反馈速度慢以及控制效率降低等，这极易造成过压保护或结霜、结冰的后果，导致空调运行出现异常问题。此时为确保空调正常运行，相关人员须确保蒸发器温度能够在短时间内迅速升至设计值，需以检测元件精确度的提升为前提，例如结合实际情况采取高精度的温度传感器与压力传感器。
3.3结冰问题的处理措施
经实践证明，若建筑物外的温度低于0 ℃，且空调正常运转情况下，即可根据以下两方面完成对蒸发器最低温度点的有效调整。1）可在检测周围温度时注意温度变化，若出现温变低于设定值的现象，就可自动进入融霜程序，即使室外蒸发器出现结霜问题，达到影响机组性能的临界点就会开始融霜，一方面不会造成结冰而影响机组顺利运行，另一方面还能有效提升热泵空调运行效率。2）当空调温度高于设定值时，会自动退出融霜程序，此时室外蒸发器上霜层已得到有效清除，基本不会出现能源浪费的问题。
结束语
随着时代的发展和进步，未来热泵空调将占据重要的地位。热泵空调低温制冷技术的发展极大促进了社会经济的发展，也给人们的生活带来了极大的便利。热泵空调低温冷暖的兴起将提高人们的生活质量。
参考文献：
[1]林杰.制冷空调低温热泵技术研究[J].科技经济市场，2017（10）：34-35.
[2]周光辉，李海军，李旭阁，等.纯电动汽车超低温热泵型空调系统性能试验研究[J].制冷与空调，2016，16（7）：73-77.
[3]刘永超，丁飞.热泵型空调低温制热与高温制冷分析[J].科技视界，2017（8）：130.
[4]熊利华.热泵型空调器低温制热和低温制冷分析[J].科技经济市场，2017（11）：25-26.
论文作者:王亚薇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/2/25
标签：低温论文; 空调论文; 蒸发器论文; 室外论文; 热泵论文; 压力论文; 温度论文; 《基层建设》2019年第29期论文;