如何解决高寒地区泳池加热问题

如何解决高寒地区泳池加热问题
文 / PHNIX集团  泳池事业部

1 引言

人类进入二十一世纪，首先面临的是这样的矛盾，一方面，人民对生活品质的要求日益提高，另一方面是日益高涨的环保压力和能源价格。如何化解这个矛盾，是关系着人类可持续和谐发展的大问题。热泵作为一种可再生能源的利用模式，节能环保，受到越来越广泛的重视和应用。然而，空气源热泵应用于寒冷地区冬季制热时，随着室外环境温度的降低，制冷剂吸气比容增大，使得机组吸气量随着外温的降低迅速下降，这样机组的制热量也就相应按比例下降；而且随着室外环境温度的降低，吸气压力的降低，压缩机的压比增大，机组的压力比严重偏离*优值，系统压缩过程严重偏离正常压缩过程，导致机组排气温度急剧上升。压缩比增大造成压缩机的输气系数、输气量及效率下降，同时压缩机排气温度过高，使润滑油的粘度急剧下降，影响压缩机的润滑。压缩比过大使得热泵在北方*寒冷的时候无法正常运行；压缩机排气温度超温，系统频繁启停，无法正常工作。阻碍了很节能的热泵产品在北方寒冷地区的推广应用。如何开发出在-15℃的环境温度条件下能够稳定有效地制热空气源热泵机组，是每一个的热泵生产厂家和开发人员面临的一个艰巨的问题。PHNIX(芬尼克兹)北极星系列高温热泵机组的开发成功，使空气源热泵推广应用到高寒地区成为可能。

2 工作原理

下图是PHNIX北极星系列超低温热泵机组的工作原理：

高温喷气增焓系统，是由喷气增焓压缩机、喷气增焓技术、高效过冷却器组成的新型系统，这三个技术的组合可提供高效的性能。这是一个有机的整体，即高效的喷气增焓压缩机、高效过冷却器及电子膨胀阀形成的经济器、高效换热器共同构成了高效节能的喷气系统。

高温喷气增焓压缩机是谷轮*新一代涡旋压缩机专利技术，高温喷气增焓技术是指以喷气增焓压缩机为基础，优化了中压段冷媒喷射技术。原理是过中间压力吸气孔(Vapour Injection)吸入一部分中间压力的气体，与经过部分压缩的冷媒混合再压缩，实现以单台压缩机实现两级压缩，增加了冷凝器中的制冷剂流量，加大了主循环回路的焓差，从而大大提高了压缩机的效率。

高效过冷却器在整个系统中也起到了关键性的作用，一方面对主循环回路冷媒进行节流前过冷，增大焓差；另一方面，对辅助回路（这路冷媒将由压缩机中部导入直接参与压缩）中经过电子膨胀阀降压后的低压低温冷媒进行适当的预热，以达到合适的中压，提供给压缩机进行二次压缩。

3、利用北极星加热泳池水的优势

对于这种高寒地区，普通的空气源已经不再适用泳池加热，芬尼克兹针对北方这种寒冷地区的气候特点设计研发了超低温“北极星”系列空气源热泵。具有卓越的低温制热性能，突破了普通热泵无法逾越的各种技术难关，-25℃低温环境安全工作，*际制热工况能效高达3.8，热水温度高达65℃，可完全取代传统的然去锅炉加热。非常适合给泳池加热，运行效率高，能很好达到恒温泳池舒适水温的效果。多种严酷测试表明，PHNIX北极星系列热泵能在-25℃的超低温环境下安全稳定工作，并持续提供泳池热水。北极星超低温空气源热泵是专门针对中*气候特点设计的，解决冬季用户泳池恒温需求。PHNIX运用喷气曾焓控制回路和高效换热器创造了中*第一台超低温空气源热泵——北极星，突破了普通热泵无法在超低温环境下工作的技术难关。

4、实际应用案例

1）工程概况

本项目为首钢京唐钢铁联合有限公司热水项目改造工程，为*家“十一五”发展规划项目，是*家级重点工程，项目位于唐山曹妃甸海滩滩涂区。项目每小时生产生活热水近百吨，满足每天近万名首钢员工的洗浴用热水以及泳池恒温使用。

2）供热系统

A、系统形式：本工程采用空气源热泵＋保温储热水箱的方式，通过热泵系统对储能水箱中的水进行加热，供热时储热水箱的储热给通过板换给泳池水加热，同时提供生活用水。

B、热源：本工程采用PHNIX空气源热泵（能在-25℃低环温正常运行制热的44台“北极星”超低温热泵机组）作为热源。

B、控制：考虑到首钢项目全年无休并且无人化调控的特点，采用多地址码PLC系统，相当于把44台北极星机组做成联合作业统一调配的机械，有效实现了全部机组控制协作性和合理使用。

5、总结

北极星超低温空气源热泵是专门针对中*气候特点设计的，解决冬季高寒地区用户泳池恒温需求。PHNIX运用喷气曾焓控制回路和高效换热器创造了超低温空气源热泵——北极星，突破了普通热泵无法在超低温环境下工作的技术难关。北极星热泵超高能效、超低环温、节能环保等优势将推进其在北方高寒地区泳池加热的应用。

图为安装了PHNIX超低温热泵机组的首钢大型热泵热水工程一角