[00122544]宽环温空气源热泵冷热水机组的研制及应用

1、应用领域和技术原理 1.1 应用领域 本项目研究并开发出了一种应用于超宽环温高温回水分布式集中采暖系统中的喷液技术。该技术采用具有准二级压缩特性的自适应喷液冷却低温强热技术,以压缩机喷液控制阀与热泵系统主回路节流控制阀联动控制技术、压花型螺旋槽纹管高效换热技术、环境温度分区分水温分除霜周期的智能除霜技术为核心,可充分应用暖通空调领域,即应用到现有的热泵产品上,尤其是“煤改电”低温空气源热泵采暖（热水）产品上,可以用较为经济的方式,大幅提升低温环境下的热泵系统回水温度并扩大运转环境温度范围,同时在经济性、节能性和可靠性上得到显著提高,作为本项目研究的目的和意义,为节能减排提供新的方案选择,可广泛用于各种中大型办公建筑、医院、学校、商场、工厂等。 1.2 应用技术原理 本项目超宽环温高温回水分布式集中采暖系统中喷液技术的应用项目研发,研究基于R410A冷媒采用单级压缩机的空气源热泵采暖（热水）系统,拓宽其制热运行环境温度范围达到-29,46℃,其最高回水温度达到65℃;研究自适应喷液冷却低温强热系统及其喷液阀与热泵系统主回路节流控制阀联动机制,以便在低成本范围内良好地控制排气温度和压缩比;研究不同环境温度下,根据水温与结霜和除霜的关系,设计环境温度分区分水温分除霜周期的智能化霜控制技术;研究表面压花强化换热的螺旋槽纹同轴套管式换热器强化换热技术,实现经济性较好的换热技术。 1)具有准两级压缩特性的自适应喷液冷却低温强热技术 在-29℃的超低温环境下,通过喷液控制技术,精确控制喷液量,在确保系统可靠性的前提下,平稳地将压缩机排气温度控制在安全范围内稳定运行。同时,液冷却技术具有准两级压缩特性,使得烈焰系列超低温空气源热泵采暖（热水）机组最高热水回水温度可达到65℃,在-29℃超低环境温度下仍能提供55℃回水的高温热水用于供暖或生活热水。烈焰系列超低温空气源热泵采暖（热水）机组完全适用于北方各地的“煤改电”工程。 2)喷液电子膨胀阀LIV与主回路节流电子膨胀阀EXV联动控制技术 联动调节喷液电子膨胀阀和主回路节流电子膨胀阀,可以平衡冷媒在主回路和喷液回路的分配量,使得排气温度能够较平稳地控制在热泵系统高效率运行区间,避免产生过多的系统波动,避免压缩机产生液击,使得压缩机在大压比时仍然能够高效稳定安全地运行,提供高回水温度的热水。 3)表面压花型螺旋槽纹管高效换热技术 采用加强换热的压花型螺旋槽纹管高效换热技术的同轴套管换热器,通过单位长度下更大的换热面积和强扰流特性,实现了单位长度换热效率提升40%的效果。得益于单位长度换热效率的提升,使得可以在较经济条件下实现高回水温度下换热温差的减小,以更经济的方式实现高回水温度的供热运行,同时水系统阻力下降30%左右。水阻的下降意味着工程安装进行水泵选型时,可以选择更小规格的水泵,有效降低设备投入成本及后续的运行费用成本。 4)环境温度分区分水温分除霜周期的智能除霜技术 通过防积冰的蒸发器流路设计以及除霜专用的大流量节流部件设计,确保烈焰系列超低温空气源热泵采暖（热水）机组在初冬的冻雨、雾霾、高湿度等极端天气条件下除霜干净、快速、排水顺畅。同时通过智能除霜控制逻辑,在冬季热泵制热运行期间,除霜时间或次数减少20,50%,使烈焰系列超低温空气源热泵采暖（热水）机组的制热效率更高,同时提高了使用的舒适性。 2、性能指标 2.1 超宽环温高温回水分布式集中采暖系统中喷液技术应用的主要功能及技术指标 1)单级压缩定速R410A热泵系统运行环境温度范围达到-29,46℃。 2)保证系统最高回水温度达到65℃。 3)保证系统在-29℃环境温度下回水温度达到55℃。 4)保证系统在7℃环境温度下的热水效率达到3.7以上。 5)保证系统在干/湿球温度2/2℃环境温度下除霜时间少于总运行时间的10%。 2.2 应用于超宽环温高温回水分布式集中采暖系统的基于自适应喷液冷却低温强热技术的空气源热泵采暖（热水）机组主要功能及技术指标 1)多种运行模式：a、采暖;b、制热水;c、防冻结;d、调试。 2)采暖/热水运行环境温度范围为-29,46℃。 3)环境温度5℃以上回水温度达到65℃。 4)环境温度-15℃以上回水温度达到60℃。 5)环境温度-29℃以上回水温度达到55℃。 6)保证系统在7℃环境下的热水效率达到3.7以上。 7)保证系统在干/湿球温度2/2℃环境温度下除霜时间少于总运行时间的10%。