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1、R12015年6月艾默生环境优化技术.#.艾默生环境优化技术.#.喷气增焓（EVI）空调、热泵系统应用设计概要目内容页简介2喷气增焓（EVI ）工作原理2运行范围 3系统布置方式3下游取液3上游取液4经济器热交换器的回路设计 4系统设计指导4经济器热交换器的选型 5录内容页管路设计6经济器膨胀阀的选型 6蒸发器膨胀阀的选型 6喷射回路的关闭 7排气温度的控制 7化霜7低压保护设置 7EVI系统推荐的选型 7艾默生环境优化技术.#.ApplicationEngineeringCapeianxiBUIL 1_E T 11ISOEMERSON口 imate TechnBlogM简介喷气增焓(EVI)
2、技术有助于提升系统的能力和能效，并且能有效改善高压缩比工况下排气温度过高的情况，拓展低温制热的运行范围。与同排量的普通压缩机系统相比，具有经济器的EVI压缩机系统带来的好处如下:? 能力的提升 -能力的提升来自于系统蒸发器进、岀口焓差的增加，而不是靠制冷剂质量流量的提高。? 能效的提升-能效的提升得益于能力增加对能效的影响大于功率增加的影响。? 运行范围的拓展-准二级压缩过程，中间冷却，降低排气温度。本指南主要介绍EVI系统的喷气增焓(EVI )谷轮涡旋压缩机空调、热泵系统设计指导。除了运行范围不同， EVI涡旋压缩机和普通压缩机的特点、使用注意事项等均相同。喷气增焓(EVI )工作原理谷轮E
3、VI涡旋压缩机除了吸气口和排气口以外，还具有一个喷射口，用于带经济器的系统。图1显示了一个经济器过冷设计的系统，在压焓图中解释了能力提升的原理，以及随之而来的能效提升。并且能力、能效提升的幅度将随着压缩比的增加而增加。在图1中的系统采用了一个换热器(H/X)作为经济器，用于提高制冷剂进蒸发器之前的过冷度。如前所述，过冷度的提高带来系统能力的增加。在实现制冷剂过冷的过程中，一小部分制冷剂在经济器换热器(H/X)中蒸发,再进入涡旋压缩机涡旋盘，与中压腔的制冷剂进行混合，然后共同压缩至排气压力。这个类似于二级压缩，(上游取液)定义描述Tc冷凝温度Te蒸发温度LIT经济器液路入口温度LOT经济器液路出
4、口温度Pi中间喷射压力SIT中间喷射压力对应的饱和温度VIT经济器气路入口温度VOT经济器气路出口温度Tsc经济器液路出口的过冷度M通过蒸发器的制冷剂质量流量i喷射制冷剂的质量流量DT经济器的换热温差(LOT - SIT) T sc经济器实现的过冷度(LOT - LIT )EMERSONAppli匚日tion EngineeringcapBianxi图（2.1 ） R22 EVI运行范围（排气温度需小于120 C）-2n 一罟班OLE-WI-hC3D25201510、/v-* EVI ONXrEVIOH/OFF/EiEvaporating Temperatuire faC)图（2.2 ） R4
5、10A EVI运行范围（排气温度需小于120 C ）*注：Z（V）PI182需按照左上角细实线缩减其运行范围系统布置方式-上游取液和下游取液根据喷射回路取液位置的不同，分别有两种系统布置方式 下游取液图（4 ）是下游取液布置的一个例子，喷射回路采用的是热力膨胀阀（TXV），位于经济器液路岀口和气路进口之间。这种布置的优点在于更能确保 TXV阀前有过冷度，从而降低 TXV由于阀前无过冷而过热度失控的可能。 与后面介绍的上游取液设计相比，这种布置的缺点在于需要容量更大的经济器热交换器。艾默生环境优化技术#R1图（3）下游取液设计EMERSONT程 hnl 旳便*ApplicationEnginee
6、ringCapeianxiBU1L LE： T 11 z艾默生环境优化技术#R1艾默生环境优化技术#R1上游取液图（5 ）是上游取液布置的一个例子，喷射回路同样采用的是热力膨胀阀（TXV），位于冷凝器岀口和经济器气路进口之间。与下游取液设计相比，这种布置更需确保冷凝器岀口需有过冷度，否则TXV将会过热度失控。气路出TXVSIT液路出气路入图（4）上游取液设计经济器热交换器的回路设计经济器液路和气路采用逆流换热设计将获得最佳的过冷效果。请见图（ 为传热效果最佳，板换须竖直安装且气路制冷剂的流向应下进上出。6）以板换作为经济器热交的的示例,V0=吒路出口VI =空入口 Ll=液路入口L0二叛路出口
7、图（5）经济器板换的回路设计系统设计指导艾默生环境优化技术#R1经济器热交换器的选型热交换器的大小选型应有足够的裕度，使其适应整个系统的工作范围，但其优化则需对应常规的运行工况。 用于确定合适的换热器容量大小的参数如下所述。? SIT =热交气路岀口处压力对应的饱和温度? LIT =液路进口温度 冷凝器岀口温度? LOT =液路岀口温度 =SIT + DT? VIT =气路进口温度 SIT +阻力损失引起的温度降? VOT =气路岀口温度SIT +过热? H =焓? Subcooling = LIT - LOT? Superheat = VOT - SIT? DT = LOT SIT最关键的参
8、数是确定热交换器的饱和喷射温度（SIT ）。为了优化系统性能，请参照以下步骤进行设计。根据实验结果整理，SIT可由以下经验公式计算：SIT = 0.8 X Te + 0.5 X Tc - 6.3 （单位：C ）确定SIT后，设定冷凝器的过冷度、DT和Superheat ,根据经验，这三个参数均设定为5.6K。这样做是为了优化系统性能，同时保持系统运行可靠和工作正常。这些参数确定后，就能计算经济器热交的换热能力，从而 确定其尺寸。为说明详细计算步骤，下面以VRI125KS R22为例设计计算如下：例1上游取液步骤1:已知的工作点? Te（蒸发温度）=-1.5 C? Tc （冷凝温度）=50 C?
9、Co nd SC （冷凝器过冷度）=5.6K? Suc RG （吸气温度）=4.1 C步骤2 :计算? SIT = 0.8 X （-1.5）+0.5 X 50-6.3 = 17.5 C?LIT = Tc-C ond SC = 50 -5.6=44.4C?LOT = SIT + DT = 17.5+5.6=23.1C? Tsc = LIT - LOT = 44.4-23.1=21.3C步骤3 :确定经济器热交液路质量流量M，其等于蒸发器质量流量，根据VRI125的数据? M = 0.152kg/s步骤4 :计算经济器热交的换热量? HX kW = M X （H li-Hlo）=0.152 X （
10、255-228）=4.1kW例2下游取液 步骤1:已知的工作点? Te（蒸发温度）=-1.5 C? Tc （冷凝温度）=50 C艾默生环境优化技术#R1Application EngineeringEMERSON?Co nd SC (冷凝器过冷度)=5.6K? Sue RG (吸气温度)=4.1 C步骤2 :计算?SIT = 0.8 X(-1.5)+0.5 X 50-6.3 = 17.5 C?VOT = SIT +5.6 =17.5+5.6=23.1C?LIT = Tc-C ond SC = 50 -5.6=44.4C?LOT = SIT +DT = 17.5+5.6=23.1C? Tsc =
11、 LIT LOT = 44.4-23.1=21.3C步骤3 :确定经济器热交液路质量流量M+i? M = 0.152kg/s?(M+i) X (H li-Hlo) = i X (Hvo-Hlo)i = M X (Hli-Hlo)/(h vo-Hli)i= 0.152 X (255-228)/(415-225)=0.022kg/sM+i=0.152+0.022=0.174kg/s步骤4 :计算经济器热交的换热量? HX kW = (M+i) X (H li-Hlo)=0.174 X (255-228)=4.7kW注意：本部分讨论的是EVI系统设计指导，可以参考艾默生提供的产品选型软件PSS (
12、Production SelectionSoftware )，在 网页的在线产品信息(Online Product Information)部分提供 PSS软件下载。PSS软件针对每一种压缩机机型，提供EVI系统设计选型的详细信息，其SIT的计算基于基于该型号压缩机实验数据的10系数拟合公式计算得到，该公式与前文所描述的经验公式SIT = 0.8 X Te + 0.5 X Tc-6.3 (单位：C )不同，所得的SIT以及换热器容量计算结果可能会存在一些差异。这两种计算方法没有孰优孰 劣之分，因为一方面，这种差异对有关的选型的影响较小，另外一方面计算选型的结果最终都要通过实验来 确定。经济器热
13、交换器容量的设计计算，以及本文后面部分所列岀的有关经济器板换的选型推荐，都是基于若干假 设，每个实际的系统和这些假设之间都会存在差异，必须通过实验来验证经济器的设计选型是否合适。在设 计工况下，实测的经济器的换热温差 DT(=LOT - SIT)应该在5.6K以内。管路设计从经济器到压缩机的喷射管路管径应不小于喷射口对应的管径尺寸，并且为了尽量减少阻力损失，其长度应 尽可能短。从经济器到蒸发器的液管需要作保温，其长度也要尽量短，以使蒸发器前的制冷剂过冷度最大。经济器膨胀阀的选型经济器喷射回路的节流元件通常选用电子膨胀阀(EXV)或热力膨胀阀(TXV)，不推荐采用毛细管。EXV/TXV的大小选型应有足够的裕度，使其适应整个系统的工作范围，但其优化则需对应常规的运行工况。根据前面计 算所确定的经济器热交的换热量以及压力差和过冷度，选择合适的EXV或TXV。对于TXV在经济器喷射回路的安装和应用同其在常规的空调制冷系统的类似，需要注意经济器喷射应用对应的 蒸发温度相对较高，带 MOP功能的TXV在某些情况可能不能有效工作。蒸发器膨胀阀的选型EVI系统的过冷度比普通系统大很多，蒸发器膨胀阀的选择除了要考虑蒸发器的能力、压差，还
