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摘要：现阶段，在我国低温热泵领域逐渐普及了补气增焓技术的应用。而控制补气量的高低是补气增焓系统稳定高效运行的重要保证之一。笔者就近年来补气增焓系统在市场上的实际应用情况，对3种不同类型的补气量控制方式予以分析，最终对比出那种补气量控制方式的效果相对较好。
关键词：补气增焓系统；补气量；控制方式
引言：
补气增焓系统中的补气增焓技术最早用于冬季提升高热泵机组在温度相对较低的环境下进行使用的可能。随着科学技术的不断发展，中间补气技术的不断进步，近年来，补气增焓系统在冷冻冷藏设备中也得到了越来越广泛的应用。但这一补气技术在近年来的具体应用过程中仍旧存在着一定的缺陷，在一定程度上制约了节能系统的效果。
1 补气量控制的基本方式
当前阶段，随着补气增焓系统的逐渐普及，进行补气量控制的方式主要分为以下三种。分别为补气过热度方式，电磁阀控制排气温度以及热力膨胀阀控制排气过热度方式。
2 补气循环原理及应用现状
2.1补气循环原理
补气增焓系统中的主要设备为压缩机，经济器以及蒸发器等。其中补气压缩机的主要作用是提升中间补气换热量。经济器的主要作用是进行补气量的调节。补气增焓系统的详细流程如图1所示。
图1 补气增焓系统流程
如图1所示，补气增焓系统的具体流程是由蒸发器-压缩机-冷凝器-经济器-经过膨胀阀最终回到蒸发器。该系统制冷量的计算公式为q0=h1-h5。对于单级压缩机制冷量的计算公式为q0’=h1-h5’。详情见图2。
图2 补气系统循环图
如图2可见，供冷液的提供水平和系统的制冷量成正比，与此同时系统中压缩机的实际能耗有所提升，其提升速度远远小于制冷量提升的速度。最终达到提升制冷效率的目的。
2.2补气量控制方式应用现状
通过大量的相关试验表明，当系统的补气压力在1.1~1.3Mpa范围之间时，系统的制冷效率最高。但是，因为在系统进行补气过程中气压力在随时变化，因此，如在系统中使用压力传感器其成本比温度传感器的成本相对较高。所以当前阶段市面上运用补气增焓技术产品，主要运用温度控制进行补气量的实际控制。温度控制的主要控制逻辑分为以下三种，主要包括（1）排气温度目标参数和补气过热度目标参数相结合。该项控制逻辑需要用到的节流元件是电子膨胀阀。（2）排气过热度控制逻辑。该项控制逻辑需要用到的节流元件是热力膨胀器。（3）排气温度控制逻辑。需要运用电子阀进行节流。
首先，第一种控制方式的第一控制参数为排气温度，目标参数的选择以排气温度的高低为准。当排气温度不高于100οC的状态下，将目标参数设定为补气过热度。当排气温度不低于100οC的状态下，将目标参数设定为排气温度。这种控制方式的优势在于控制精准度相对较高并具有较高的系统稳定性。这种方式可在系统排气温度过高的的情况下第一时间进行温度的降低处理，这样可有效的保证系统运行的安全性。当排气温度不够时系统可及时进行补气，最大程度上提升系统制冷或制热能力。但是这种控制方式的缺陷在于需要温度传感器和控制基板两部分的设备。具有较高的成本。
其次，要想进一步的节省成本的投入可选取第二种控制方式，用热力膨胀阀代替第一种控制方式中的温度传感器和控制基板。这种控制方式的优点在于可操作性强，成本投入较低。其主要的缺陷在于如系统排气温度过低，其实际补气量就会出现一定的不足，直接影响系统的运行效率。
最后，第三种控制方式的第一目标参数为排气温度，运用电磁阀为节流元件，在系统运行中对补气通道进行开关，对系统进行补气，但这种方式的缺陷也相对明显，主要在于不能对系统的补气量进行持续的调节，不能保证系统的稳定性和持续性。
从以上分析表明，影响补气结果的原因主要在于补气方式以及相配套的节流元件类型的差异。因此，在进行补气控制方式的选择过程中要和实际情况相结合，进而决定运用哪种补气方式可提升系统的运行效率。
3 试验方案及实验结果
3.1试验方案
为了对3种补气量控制方式的实际效果进行对比，笔者采取型号为C-SDP205H02Q的压缩机进行试验，其排量参数为：14.73m3/h。在试验中注入R22制冷剂。剂量为3.6kg。补气过热度和排气过热度分为为5K，3K。
3.2试验结果
（1）在蒸发温度不变的情况下，采取不同的补气控制方式系统的实际制冷量详情见表1。
表1 不同补气控制方式在蒸发温度不变情况下的系统制冷量
（2）在冷凝温度不变的情况下，采取不同的补气控制方式系统的实际制冷量详情见表2。
表2不同补气控制方式在冷凝温度不变情况下的系统制冷量
如表1可见，当蒸发温度值保持不变的情况下，冷凝温度保持在30~50οC范围之内，采取补气过热度控制方式整个补气增焓系统的制冷量最高。
如表2可见，当冷凝温度保持不变情况下，蒸发温度控制在10~-25οC范围之内，采取补气过热度控制方式整个补气增焓系统的制冷量最高。
4 实验结论
从此次试验中可以看出，不同补气量控制方式应用于补气增焓系统中，对整个系统产生的实际制冷量也有所差异。其中以补气过热度作为补气量
控制目标，整个补气增焓系统的制冷效率处于最佳状态。实际制冷量高出以排气过度作为补气量控制目标10个百分点。同时较一排气温度作为补气控制量目标的18个百分点，由此可以证明，采取补气过热度作为补气量控制目标与此同时采用电子膨胀阀作为节流元件，可以最大程度的保障系统运行的高效性。但这种方式的缺陷在于，在使用过程中需要和温度传感器以及控制基板相结合，因此会产生一定的成本。
5 结束语：
综上所述，补气量控制方式实际应用于补气增焓系统中，可有效的提升系统的制冷效率以及制热效率。同时对系统制冷量和制热量也有一定程度上的提升。因此，为了进一步实现补气增焓技术在系统中的实际应用，如何进行补气量控制方式的选择尤为重要，所以需要设计者在此过程中进行综合的考虑，在提升补气增焓系统效率的同时降低其生产成本。
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论文作者:谭鸿坚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/1/4
标签：补气论文; 系统论文; 气量论文; 方式论文; 温度论文; 热度论文; 压缩机论文; 《基层建设》2018年第35期论文;