我們先說普通熱泵在低溫工況下運行主要有哪些問題。

首先是制熱能力。壓縮機的吸氣流量和蒸發(fā)溫度是成正比的，環(huán)境溫度越低吸氣流量越低，制熱能力越差。另外，當蒸發(fā)溫度降低的時候，電機的發(fā)熱是不變的，還是那么多，而系統(tǒng)質量流量卻在下降。

假如蒸發(fā)溫度在-5℃時，質量流量是50KG/S，當蒸發(fā)溫度降到-30℃時，質量流量有可能只剩下20KG/S了。這個時候電機的發(fā)熱量是幾乎沒什么變化的，但用來冷卻電機的制冷劑的流量卻減少了，對應的每一公斤制冷劑的加熱量會增加，因此排氣溫度也會升高。吸氣受熱后密度會下降，相當于實際上制冷劑的流量下降的更多，這也是為什么溫度越低制熱能力會越來越差的原因。

其次是可靠性。剛說了蒸發(fā)溫度越低的時候壓縮機的吸氣流量是減少的，這時候排氣溫度會升高，壓縮比變大，這時候壓縮機內的潤滑油容易膨化，然后黏性下降，這樣也就導致渦旋盤的磨損會變得嚴重，從而影響主機的穩(wěn)定、可靠運行。

還有就是運行寬度。任何產(chǎn)品在設計時都有一個安全區(qū)間，就是說在這個區(qū)間內運行是安全的，而一旦超出了這個區(qū)間范圍，則可能出現(xiàn)意外。常規(guī)熱泵的壓縮機在設計時也有一個安全的運行范圍，如果在蒸發(fā)溫度較低的環(huán)境中運行，可能一降溫馬上就不能工作了。這就不僅僅是可靠性的問題了，而是能不能用的問題。

低溫熱泵如何解決這些問題？

低溫熱泵之所以能在更低環(huán)溫下正常運行，就是相應地解決了常規(guī)熱泵遇到的幾個問題——由于蒸發(fā)溫度低、吸氣流量少、壓縮比大、排氣溫度高導致的制熱量不足、COP低及運行不穩(wěn)定。

首先是內部結構設計上。蒸發(fā)溫度越低，壓縮比越大，而如果要在更低蒸發(fā)溫度下工作，壓縮比就要做的更大。所以，低溫熱泵壓縮機的渦旋盤型線會設計的更大一些?？赡芷胀岜脡嚎s比只做到2.3左右，但低溫熱泵會做的更高一些。這樣就意味著在蒸發(fā)溫度更低的情況下，低溫熱泵能夠得到更高的工作效率，也能夠有更低蒸發(fā)溫度的工作范圍，適應溫差較大的工作環(huán)境。

其次就是采用噴氣增焓技術。噴氣增焓就相當于在蒸發(fā)溫度特別低的時候，通過外界冷媒引入進來，同時冷凝器的支路分成兩路——一路用來過冷主回路的制冷劑，增加過冷度，擴大與環(huán)境溫度的換熱溫差，提升制熱量；另外一路用來冷卻主回路的冷媒，減少渦旋盤的壓縮比。這樣就可以通過噴射進來的新壓力降低壓縮腔的實際吸氣壓力，壓縮比也減少了，所以功耗、排氣溫度及功率都會有顯著下降。同時，制熱量也會提升，因為制熱量的提升就來源于主回路過冷度的增加。

這樣一來，由于有更低蒸發(fā)溫度工作范圍，并且在低蒸發(fā)溫度時還保持著較高的制熱量，所以低溫熱泵在溫度較低的北方地區(qū)也能夠穩(wěn)定、可靠運行，COP也比較高。

恒星低溫熱泵在北方案例