《空气源热泵热水器优化节能关键技术及产业化》

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题来源与背景;自选项目。研究目的与意义;空气源热水器是一种高效节能的产品,被广泛应用于生活热水和采暖方面,包括家庭、别墅、酒店、学校、医院、工厂、部队、温泉、发廊、澡堂等;在工业应用方面,包括农产品干燥加工、木材烘干、余热回收,海水淡化、蒸发浓缩等。该项目以空气源热泵热水器为研究对像,瞄准了这一重要设备需求量日益增长的发展机会,充分利用自身现有热泵热水器的研制和产业化方面的成功经验,结合自主创新的知识产权技术,突破空气能热泵热水器的优化节能关键技术,自主研制新型热泵热水器,并实现产业化。主要论点与论据;该项目主要从热泵运行、系统设计和环境适应性3个方面进行优化:热泵运行优化。热泵运行过程中能效比随室外环境温度升高和供水温度的降低而提高。为实现这一目的,热泵选择在全天室外环境比较高的中午时间段运行,同时根据当天室外环境温度,调整供热热水温度,当室外环境温度较高时,供热水温度可以相应降低,从而提高运行能效比,实现节能。系统设计优化。从系统设计方面来讲,提高热泵性能的关键是提高两器(蒸发器、冷凝器)的换热效果及采用强化传热技术。根据制冷剂在换热管的流动及相变特性,采用边齿形内螺纹强化管进行强化换热,提高换热效果,同时采用变径短管作为节流元件代替毛细管组件,从而提高热泵制热量和能效比。环境适应性优化。从环境适应性讲,热泵技术的重点是解决热泵在低温环境下的低温制热能力、能效比及结霜问题,在喷气增焓热泵热水机组上,采用双节流吸液式分液技术和自适应智能化除霜技术,来解决普通涡旋压缩机在低温环境运行时,出现的制热能力下降、容积效率下降、能效下降以及压缩机润滑油碳化等问题,同时室外换热器霜层分布均匀、化霜完全,热泵运行环境适应性强、运行能效高。创见与创新;根据制冷剂在换热器内不同干度段的换热强化机理,发明了变齿形内螺纹强化管蒸发器和变齿形内螺纹强化管冷凝器,提高了热泵换热器换热效率,从而提高热泵能效比;采用变径短管作为节流元件代替毛细管组件,较好的解决了制冷、制热时对毛细管节流能力要求不同的问题。 通过对室外环境温度的检测,自动设定热水箱温度值,尽可能降低供热温度,同时通过对室外环境温度的预测以及所需热量的预测,热泵系统自动计算最佳能效运行时间段。在喷气增焓热泵热水机组的基础上,采用双节流吸液式分液技术和自适应智能化除霜技术,冷媒分布均匀,室外换热器霜层分布均匀、化霜完全,热泵运行环境适应性强、运行能效高。社会经济效益,存在的问题;新型空气源热泵热水器是一个具有重要意义、挑战性和技术难度的课题,能源危机和节能环保促进了有关热泵热水器的研究和应用,热泵热水器的研究开发对国家的节能减排政策具有重要意义,对经济和社会的发展也将起到重要的推动作用。该项目空气能热泵热水器的优化节能关键技术及应用成功研制,解决制约中国热泵生产过程中的关键共性技术难题,不但全面提升中国热泵热水器在各个领域的技术和应用水平,而且为该省培养一支高素质的专业攻关技术队伍,形成自主知识产权,更好地为该省工业生产和制冷装备系统服务。另一方面,通过热泵热水器的装备和系统的自主研究开发和产业化,将带动整个行业注重核心技术的研发及投入,使行业在热泵热水系统方面达到国际先进水平。存的问题和改进意见:一方面在热泵干燥应用方面,通过与农科院所的产学研合作,扩大热泵的应用领域,改善农产品加工工艺;另外,通过进一步扩大热泵的应用范围,超低温(-20度以下)热泵性能有待进一步提高。

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