中间补气增焓涡旋压缩机

性能参数提升%
19%
9%
9%
17%
SC =2
COP 3.54
3.78 0.24
7%
测试工况2#
项目
普通压缩机 带补气功能的压缩机 性能参数提升量 性能参数提升%
制冷量
9.88
12.84 2.96 30%
T e= -20
功率 7.37
8.20 0.83 11%
Tc=50
EER 1.34
1.57 0.23 17%
Tc＝55℃ Tc＝50℃ Tc＝45℃
补气压缩机理论中间压力随蒸发温度变化曲线与实测值的对比
TC=50℃下的对比（补气压力）-10HP
蒸发温度（℃）
-20
-15
-10
冷凝温度（℃）
50
50
50
实测补气压力（bar）
5.7
6.6
7.4
理论计算补气压力（bar）
7.0
7.6
8.3
差别
1.3
1.0
0.9
用了双级压缩的一般理论公式：Pm= (Pe*Pc)^0.5
¾ 采用此理论的目的是使两级压比相等，容积相率较高，被普遍作为双级压缩 的参考公式，具有实用价值。
中间压力（bar)
不同蒸发/冷凝温度对应的理论中间压力 12
11
10
9
8
7
6
5 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0
5 10
蒸发温度（℃）
¾ 总之，补气压缩机在冷凝温度一定，蒸发温度越低（即压比越大）的时候对 性能的改善效果越明显。
主要应用领域
低蒸发温度条件 低环境温度下制热 需要高排气温度
大压比的设备 提升能效的设备
能量调节
相关产品 低温制冷 低温热泵
热泵热水器
高能效空调器 需要能量调节的系统
中间补气就是向压缩机的中间腔中补 充气体，以提高压缩机的排气量。
6.利用设计条件和计算参数进行选型
状态点
Pe Pc Pm
温度
℃ -3 50 20
绝对压力 Mpa 0.45 1.94 0.93
比焓
kj/kg
—
焓差
kj/kg
—
冷媒循环量 kg/s 0.1772 0.2061 0.0289
经济器换热量 kw
—
Ts 2 0.45 407.812
0.1772
Tmi
Tmo
Tai
35
30
25
20
15
10 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 蒸发温度（℃）
5 10
备注：考虑冷凝器的设计过冷度为5度
Tc＝55℃ Tc＝50℃ Tc＝45℃
¾ 补气回路用膨胀阀选型原则介绍
补气回路用膨胀阀的选型原则与普通膨胀阀的选型原则基本一致，在这里不 再赘诉，但有以下几点注意事项；
Tao
45
25
45
25
1.94 1.94 1.94 1.94
256.384 230.311 256.384 415.987
26.073
159.603
0.1772
0.0289
4.6201
4.6201
SWEP （B8 * 20）
板换过冷度随蒸发/冷凝温度变化曲线
过冷度（℃）
不同蒸发/冷凝温度对应的理论经济器过冷度 40
S H =10
制热量 17.25
21.04 3.79 22%
SC =2
COP 2.34
2.57 0.23 10%
总结：在制冷量和能效比改善方面带补气功能的压缩机与普通压缩机相比改善效果
十分明显；能效比改善均在0.2以上，相当于空调器能效级提升一级。
补气压缩机对性能改善的总结
¾ 性能的对比提升：带补气功能的压缩机与普通压缩机相比改善效果十分明显； 能效比改善均在0.2以上，相当于空调器能效级提升一级。
¾ 在制冷量和能效比的改善方面：改变量的绝对值变化较小，但在低蒸发温度 时由于本身压缩机的能力就很小，这部分性能提升就显得尤其重要，表现在 能力和能效的提升百分比上，蒸发温度越低，能效提升百分比越大。
¾ 对排气温度的改善情况：在测试工况中，当蒸发温度低于-3度时，开始对排 气温度有改善作用，蒸发温度越低，改善效果越加明显；当然本次测试以优 化能效比为最终目的，所以对补气压力进行相应的控制，当以改善排气温度 为优化目的时可以通过提高补气压力来实现更好的对排气温度的改善效果。
2.确定设计工况下的补气压力及其饱和温度
Pm= (Pe*Pc)^0.5=（0.45*1.94）^0.5=0.93MPa 对应饱和温度Tm=20 ℃
3.利用选型原则确定板换主路冷媒的过冷度及其焓值
Tmo=Tai+5K=20+5=25 ℃ 对应焓值 Hmo=230.311
Tmi=45 ℃
对应焓值 Hmi=256.384
则SC（HX）= Tc- SC（CON）- Tmo=50-5-25=20 ℃
Tao=Tmo=25 ℃
4.利用选型软件根据压缩机型号和设计工况计算冷媒循环量
计算后冷媒循环量为G=0.1772kg/s
¾ 板换的理论计算——10HP为例
5.计算板换热量
Qhx= G*(Hmi-Hmo)=0.1772*(256.384-230.311)=4.62KW
-3 50 9.3
9.4
0.1 1.1%
1 50 9.6 10.0 0.4 4.1%
1 50 10 10.0 0.0 0.0%
补气压缩机理论中间压力与实测值之间的对比总结
¾ 实测补气压力值基本小于理论计算值 ¾ 在高蒸发温度时实测值与理论值更加接近 ¾ 由于结构不同，B系列的补气压力要高于C系列 ¾ 计算发现，理论计算时补气压力的变化(±1bar)并不会影响到附件的选型,
针对以上问题，开发了带有中间补气功能的涡旋压缩机。中间补气涡 旋压缩机即在压缩机中间腔补充中压气体，增加排气量，降低排气温度， 提升制热能力，使热泵空调器在低环境温度也能提供足够的制热能力。
同时，补气通道的开启和关闭可以做为一种容量卸载调节的辅助手段。
带补气功能的压缩机与普通压缩机的性能对比——10HP为例
从以下3个方面进行对比介绍 对制冷能力的改善 对制冷能效比的改善 对排气温度的改善情况
制冷量（kW）
补气-不补气能力对比图
30
25
20
15
10
5
-25 -20 -15 -10 -5 0
5
蒸发温度（℃）
备注：TC=50℃； SC=2℃； SH=10℃——10HP为例
补气 不补气
能效比
补气－不补气能效比对比图
百分比
21.0% 14.9% 12.0%
-3 50 8.8
9.4
0.6 6.3%
TC=50℃下的对比（补气压力）-3.5HP
蒸发温度（℃）
-20
-15
-10
冷凝温度（℃）
50
50
50
实测补气压力（bar）
6
7
7.9
பைடு நூலகம்
理论计算补气压力（bar）
7.0
7.6
8.3
差别
1.0
0.6
0.4
百分比
16.7% 8.6% 5.1%
补气 不补气
带补气功能的压缩机与普通压缩机的具体性能对比——10HP为例
测试工况1#
T e= -3 T c= 50 S H =10
项目
制冷量 功率
EER 制热量
普通压缩机
20.62 8.12
2.54 28.74
带补气功能的压缩机 24.64 8.87 2.78 33.51
性能参数提升量
4.02 0.75 0.24 4.77
9 确认膨胀阀的蒸发温度上限；使用上限值应按最大负荷时的补气压力（中间 压力）进行确认。
9 确认膨胀阀的容量；应在最大符合选取。
9 考虑带有平衡流口的膨胀阀进行控制；符合变化很大。
3.5
3
2.5
2
1.5
1
-25 -20 -15 -10 -5 0
5
蒸发温度（℃）
备注：TC=50℃； SC=2℃； SH=10℃——10HP为例
补气 不补气
排气温度（℃）
补气－不补气排气温度对比图
150
140
130
120
110
100
90 5
0 -5 -10 -15 -20 -25 蒸发温度（℃）
备注：TC=50℃； SC=2℃； SH=10℃——10HP为例
补气压缩机系统简介
大连三洋压缩机有限公司
2009年2月20日
目录
¾ 技术背景 ¾ 对比优势 ¾ 主要应用领域 ¾ 压缩机及系统优化方式 ¾ 影响补气压缩机性能的主要因素 ¾ 系统附件选型原则 ¾ 相关空调产品介绍
冷凝温度一定时，普通涡旋压缩机在低蒸发温度下运行时，会 发生以下问题；
★ 吸气比容增大，冷媒循环量减少，制热能力下降； ★ 压比增大，容积效率下降，压缩机输气量及能效显著下降； ★ 排气温度快速升高，使润滑油黏度急剧下降，影响压缩机润滑。当排 气温度与润滑油闪点接近时，会使润滑油碳化。
Tai：板换辅路冷媒进口温度（中压饱和温度） Tao：板换辅路冷媒出口温度（补气口温度）
Ts： 吸气温度 Td： 排气温度
Sc(CON)： 来自冷凝器的过冷度 Sc(HX)： 来自板换的过冷度
¾ 板换的理论计算——10HP为例
1.首先设定设计工况
以Te=-3℃ Tc=50℃ SC（CON）=5℃ SH=5℃ 为例
这点在实际测试中也得到验证。所以在理论计算中完全可以采用经验公式 来计算补气压力,在实际系统匹配时根据实际优化目的调节中间压力。