毕业论文网
本论文主要论述了应用研究论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
四通阀在低环温空气源热泵上的应用
摘 要：低环温空气源热泵广泛应用于我国北方清洁供暖市场,本文通过对比其运行条件与普通热泵的差异性变化,研究分析四通阀应用在该类机组上选型设计、逻辑控制要点,确保运行可靠性.
关键词：低环温空气源热泵；四通阀；中间流量；换向压力；主阀
1、引言
近年来北方环境问题频发,尤其是在冬季,大面积的“雾霾”天气成为国家和社会重点关注问题,其中煤炭消费被认为是空气污染的主要来源之一.为此,中国北方多个省市全面推进“煤改清洁能源”采暖改造,以减少燃煤污染,改善空气质量.
空气源热泵因其无污染、低碳、环保的特点,受到广泛重视,据《中国清洁供暖行业年度研究报告（煤改电）》数据统计,空气源热泵采暖在2017年整体内销总量为55 6万台,同比增长158.2%.
快速增长的市场给于了空气源热泵产品很好的发展机遇,但同时也对空气源热泵产品的性能和可靠性提出了更为苛刻的要求,四通阀作为空气源热泵主要运动部件,存在较高的故障率.本文结合我司四通阀售后故障数据反馈,从四通阀原理、结构、控制等方面进行分析研究,提出四通阀应用在低环温空气源热泵上的选型设计要点及相关注意事项,以供参考.
2、空气源热泵运行条件分析
相对于普通空气源热泵机组,应用于我国北方清洁供暖的低温空气源热泵机组,运行环境温度低至-35℃～-25℃,供水温度高达55～60℃.从以下对比可以看出,低环温热泵机组运行冷凝压力及压差远高于普通热泵.
3、四通阀应用研究
3.1、四通阀结构原理
四通阀由主阀组件和先导阀组件构成,主阀组件由阀座、D管、E管、S管、C管、主阀及左右活塞组成,先导阀组件由阀座、d管、e管、s管、c管、先导阀、弹簧及电磁阀线圈组成,D管连接排气管、E管连接冷凝器换热器、S管连接吸气管、C管连接蒸发换热器,d、e、s、c分别通过毛细管连接主阀组件的高压、左气腔、低压及右气腔.
一般设计为制热过程电磁线圈上电吸合弹簧,先导阀导通s、c,右气腔为低压,d、e导通,左气腔为高压,主阀通过左右气腔的压差克服摩擦阻力向右滑动,导通S、C；化霜过程电磁线圈掉电弹簧松脱,先导阀导通s、e,左气腔为低压,d、c导通,由气腔为高压,主阀通过左右气腔的压差克服摩擦阻力向左滑动,导通E、S.
3 2、四通阀选型设计
3.2.1、换向压差
假设四通阀换向前左右气腔压差为IFl-F2I等于△Ps(s为活塞受压面积）,主阀摩擦阻力为f,主阀换向移动的力学条件为△Ps-f>0,对于选定的四通阀,其允许的最大换向压差△Pmax及最小换向压差厶Pmin为固定值,换向压差△P小于△Pmin会导致无法换向,换向压差△P大于△Pmax会导致噪音过大及主阀、活塞等部件的损坏.
对于空气源热泵I冷水l机组而言,为确保四通阀换向安全可靠,换向压差需满足△Pmin≤△P≤△Pmax,而机组运行环境温度和供水温度决定了四通阀换向前压差,所以在系统设计选型中除满足压缩机运行范围外,还需考虑四通阀对机组运行范围的影响.
3 2 2、中间流量
电磁阀线圈上电且四通阀满足换向移动的力学条件△Ps>f时,四通阀主阀开始移动,当主阀移动到图4所述位置时, 四通阀D管与E管、E管与S管、D管与C管、C管与S管导通,此时D管排气经E、C管流向S管的总流量即为四通阀中间流量.
相对四通阀本身而言,其中间流量为特定压差及特定流量条件下测得的固定值（厂家规格标称值）,对空气源热泵系统而言,其实际压差及流量跟环境温度、供水温度、压缩机输气量、电子膨胀阀开度等相关.
四通阀处于中间流量位置继续移动换向条件为排气流量与中间流量的差值产生的压差克服摩擦阻力十.
四通阀本身设计的中间流量需作充分考虑,设计过小的中间流量有利于中间位置时系统压差的建立,但在系统启动及化霜换向过程极易造成液击,设计过大的中间流量则易造成无法换向或串气.
3 2 3、材质
四通阀主阀部件由阀座、主阀及活塞组件构成,主阀及活塞组件为主要受力部件,主阀为最薄弱环节,是四通阀实际应用中失效率最高的器件,其材质的耐压、耐温特性对于四通阀尤为重要,另外采用低导热系数的阀座材料,降低四通阀的传热损失,能较好的提升低温空气源热泵性能.
由于（超）低温空气源热泵机组较普通热泵具有更高的工作压力、压差及温度,从长期可靠性方面考虑,亦采用PPS材质的四通阀.
3 3、四通阀换向控制
如前所述,低环温空气源热泵机组其运行范围远超普通空气源热泵,其实际运行过程压差基本都在四通阀允许最大换向压差3.15MPa以上,为确保四通阀可靠换向,需要降低四通阀换向前高低压差,对于定频机组可以采取停压缩机降压措施,这不再累述,如下重点针对变频机组进行研究分析,以供参考.
众所周知,变频机组通常匹配双转子变频压缩机或带喷气增焓变频压缩机,其可以通过改变压缩机转速或喷气增焓量来实现系统冷媒流量的改变,机组满足化霜进入条件时,首先压缩机频率降至换向频率,膨胀阀打至较大的化霜开度,同步关闭增焓流路（喷气增焓系统）,待高低压差降至四通阀允许最大换向压差3.15MPa以下时进行换向.实验结果证明降低转速换向可确保换向可靠性外,同步四通阀换向产生的噪音得到了很好的控制.
系统冷媒流量除与压缩机转速相关外,蒸发温度及吸气过热亦是影响系统流量的关键因素,对于空气源热泵制热而言,两者又与环境温度成正比例相关,实际设计在环境温度高时相应降低换向转速,环境温度高时则适当降低换向转速,确保四通阀换向冷媒流量需求.
4、结束语
通过对低环温空气源热泵工作条件及四通阀结构原理进行研究分析,结合实验验证结果,优化化霜过程压缩机转速及喷气增焓量的控制,是提高四通阀换向可靠性及降低化霜过程噪音的可行控制方案,希望能够对热泵系统设计工作起指引作用.
应用研究论文范文结:
关于应用研究方面的论文题目、论文提纲、应用研究论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。