[00122544]寬環溫空氣源熱泵冷熱水機組的研制及應用

1、應用領域和技術原理 1.1 應用領域 本項目研究并開發出了一種應用于超寬環溫高溫回水分布式集中采暖系統中的噴液技術。該技術采用具有準二級壓縮特性的自適應噴液冷卻低溫強熱技術,以壓縮機噴液控制閥與熱泵系統主回路節流控制閥聯動控制技術、壓花型螺旋槽紋管高效換熱技術、環境溫度分區分水溫分除霜周期的智能除霜技術為核心,可充分應用暖通空調領域,即應用到現有的熱泵產品上,尤其是“煤改電”低溫空氣源熱泵采暖（熱水）產品上,可以用較為經濟的方式,大幅提升低溫環境下的熱泵系統回水溫度并擴大運轉環境溫度范圍,同時在經濟性、節能性和可靠性上得到顯著提高,作為本項目研究的目的和意義,為節能減排提供新的方案選擇,可廣泛用于各種中大型辦公建筑、醫院、學校、商場、工廠等。 1.2 應用技術原理 本項目超寬環溫高溫回水分布式集中采暖系統中噴液技術的應用項目研發,研究基于R410A冷媒采用單級壓縮機的空氣源熱泵采暖（熱水）系統,拓寬其制熱運行環境溫度范圍達到-29,46℃,其最高回水溫度達到65℃;研究自適應噴液冷卻低溫強熱系統及其噴液閥與熱泵系統主回路節流控制閥聯動機制,以便在低成本范圍內良好地控制排氣溫度和壓縮比;研究不同環境溫度下,根據水溫與結霜和除霜的關系,設計環境溫度分區分水溫分除霜周期的智能化霜控制技術;研究表面壓花強化換熱的螺旋槽紋同軸套管式換熱器強化換熱技術,實現經濟性較好的換熱技術。 1)具有準兩級壓縮特性的自適應噴液冷卻低溫強熱技術 在-29℃的超低溫環境下,通過噴液控制技術,精確控制噴液量,在確保系統可靠性的前提下,平穩地將壓縮機排氣溫度控制在安全范圍內穩定運行。同時,液冷卻技術具有準兩級壓縮特性,使得烈焰系列超低溫空氣源熱泵采暖（熱水）機組最高熱水回水溫度可達到65℃,在-29℃超低環境溫度下仍能提供55℃回水的高溫熱水用于供暖或生活熱水。烈焰系列超低溫空氣源熱泵采暖（熱水）機組完全適用于北方各地的“煤改電”工程。 2)噴液電子膨脹閥LIV與主回路節流電子膨脹閥EXV聯動控制技術 聯動調節噴液電子膨脹閥和主回路節流電子膨脹閥,可以平衡冷媒在主回路和噴液回路的分配量,使得排氣溫度能夠較平穩地控制在熱泵系統高效率運行區間,避免產生過多的系統波動,避免壓縮機產生液擊,使得壓縮機在大壓比時仍然能夠高效穩定安全地運行,提供高回水溫度的熱水。 3)表面壓花型螺旋槽紋管高效換熱技術 采用加強換熱的壓花型螺旋槽紋管高效換熱技術的同軸套管換熱器,通過單位長度下更大的換熱面積和強擾流特性,實現了單位長度換熱效率提升40%的效果。得益于單位長度換熱效率的提升,使得可以在較經濟條件下實現高回水溫度下換熱溫差的減小,以更經濟的方式實現高回水溫度的供熱運行,同時水系統阻力下降30%左右。水阻的下降意味著工程安裝進行水泵選型時,可以選擇更小規格的水泵,有效降低設備投入成本及后續的運行費用成本。 4)環境溫度分區分水溫分除霜周期的智能除霜技術 通過防積冰的蒸發器流路設計以及除霜專用的大流量節流部件設計,確保烈焰系列超低溫空氣源熱泵采暖（熱水）機組在初冬的凍雨、霧霾、高濕度等極端天氣條件下除霜干凈、快速、排水順暢。同時通過智能除霜控制邏輯,在冬季熱泵制熱運行期間,除霜時間或次數減少20,50%,使烈焰系列超低溫空氣源熱泵采暖（熱水）機組的制熱效率更高,同時提高了使用的舒適性。 2、性能指標 2.1 超寬環溫高溫回水分布式集中采暖系統中噴液技術應用的主要功能及技術指標 1)單級壓縮定速R410A熱泵系統運行環境溫度范圍達到-29,46℃。 2)保證系統最高回水溫度達到65℃。 3)保證系統在-29℃環境溫度下回水溫度達到55℃。 4)保證系統在7℃環境溫度下的熱水效率達到3.7以上。 5)保證系統在干/濕球溫度2/2℃環境溫度下除霜時間少于總運行時間的10%。 2.2 應用于超寬環溫高溫回水分布式集中采暖系統的基于自適應噴液冷卻低溫強熱技術的空氣源熱泵采暖（熱水）機組主要功能及技術指標 1)多種運行模式：a、采暖;b、制熱水;c、防凍結;d、調試。 2)采暖/熱水運行環境溫度范圍為-29,46℃。 3)環境溫度5℃以上回水溫度達到65℃。 4)環境溫度-15℃以上回水溫度達到60℃。 5)環境溫度-29℃以上回水溫度達到55℃。 6)保證系統在7℃環境下的熱水效率達到3.7以上。 7)保證系統在干/濕球溫度2/2℃環境溫度下除霜時間少于總運行時間的10%。