CO2空气源热泵电子膨胀阀节流特性实验研究王钦戎杨武彪杜培俭杨晓川摘要：电子膨胀阀具有调节范围大、精度高、节流性能好、智能控制阀门开度等优点，是很好的CO2空气源热泵热水系统节流装置。搭建了带电子膨胀阀的CO2空气源热泵热水系统实验台，测试分析了电子膨胀阀开度对吸气压力、排气压力、制热量、COP等系统参数的影响，实验结果表明：随着电子膨胀阀开度的增加，吸气压力随着电子膨胀阀开度的增加而上升，排气压力和制热量随着电子膨胀阀开度的增加逐渐降低下降；随着电子膨胀阀开度的增加，COP先升后降，在一定开度范围内存在一个最优值。Abstract：Electronicexpansionvalve（EEV）hasmanyadvantages.Ithasalargeadjustmentrange，highprecision，throttleperformance，intelligentcontrolvalveopening，whichisanexcellentthrottlingdeviceinairsourcecarbondioxideheatpumpsystem.Anexperimrntalsetupofairsourcecarbondioxideheatpumpwasdesigned.Accordingtotheexperimentaltesting，theimpactelectronicexpansionvalveopeningofsuctionpressure，dischargepressure，heatingpowerandcoefficientofperformance（COP）wereanalyzed.Textresultsshowthat，withtheincreaseofopeningofEEV，thesuctionpressureincreases.WhenopeningofEEVincreases，dischargepressureandheatingpowersustainablydecrease.COPincreasesfirstandthendropswithincreasingopeningofEEV.Thereisanoptimumvalue.關键词：CO2；电子膨胀阀；开度；空气源热泵；系统性能Keywords：carbondioxide；electronicexpansionvalve；opening；airsourceheatpump；systemperformance：TK11+4文献标识码：A：1006-4311（2018）11-0100-030引言CO2空气源热泵系统因其高效、节能、环保、工作压力比较高，运行安全可靠等优点[1]被广泛使用。其中，节流装置是CO2空气源热泵热水系统的重要构成部分，对热泵系统的运行性能有着重要影响。电子膨胀阀工作压力高，节流压降大，适应工况范围大，是一种很好的CO2空气源热泵节流装置[2]。国内外学者对电子膨胀阀节流特性做了很多相关研究。[3-5]章晓龙等人提出在电子膨胀阀控制中的一系列的最小稳定过热度值；ZhenTian等根据实验数据与经验数据的对比提出了通过电子膨胀阀制冷剂质量流量的无量纲模型；张川等指出电子膨胀阀节流机构流量多元影响因素的特性。本文通过实验研究CO2空气源热泵电子膨胀阀的节流特性，实验测试分析了电子膨胀阀开度对吸排气压力参数、制热量、COP等系统性能的影响。1带电子膨胀阀的CO2空气源热泵系统实验装置CO2空气源热泵热水系统由压缩机、CO2气体冷却器、蒸发器、气液分离器、节流装置等主要部件组成，系统流程及各测点如图1所示。其中，节流装置选用电子膨胀阀。2电子膨胀阀开度对CO2空气源热泵系统性能影响本实验中电子膨胀阀的总步数为480步，但自动控制系统最低安全设定值为180，因此本实验电子膨胀阀开度范围是180～480。在环境温度20℃、进水温度15℃、出水温度55℃时，改变电子膨胀阀开度，得到各参数的特性曲线。2.1电子膨胀阀开度对吸气压力的影响CO2空气源热泵系统吸气压力随电子膨胀阀开度的变化而变化如图2所示。由图可知，随着电子膨胀阀开度的增加，吸气压力相应增加，但增加的幅度不大。其原因在于随着膨胀阀开度的增加，流入压缩机的制冷剂质量流量增大，吸气量增加，故吸气压力升高。2.2电子膨胀阀开度对排气压力的影响CO2空气源热泵系统排气压力随电子膨胀阀开度的变化而变化如图3所示。由图可知，随着膨胀阀开度的增加，排气压力相应减小，其原因在于随着膨胀阀开度的增加，通过压缩机的制冷剂质量流量增大，而压缩机压缩的制冷剂流量是固定的，因此排气压力变小。从图中还可以看出排气压力减小的幅度由大变小且在膨胀阀开度180～220这个区间段较敏感，减小的很快。2.3电子膨胀阀开度对制热量的影响CO2空气源热泵系统制热量随电子膨胀阀开度的变化而变化如图4所示。由图可知，随着电子膨胀阀开度的增加，系统制热量相应减小。从图中可以看出电子膨胀阀开度在180～280这个区间段较敏感，减小的很快，在400～480范围内，...