《面向含尘大气环境的超高温变频空调器关键技术开发与应用》

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该项目属于家用电器制造技术领域。相对定速空调,变频空调能在各种环境下进行能力调节来匹配用户需求,从而在空调市场得到快速增长。全球变暖下,中东印巴及其它高热地区地表温度常超55℃,太阳直射处可超60℃,另外随着经济发展,空气中悬浮颗粒增长很快,这种超高温的含尘环境对变频空调的使用带来巨大问题:一是空调内的变频控制器面临严酷的高温,功率器件发热成为限制空调输出能力瓶颈,当器件温度到85℃以上时,可承载功率急剧下降,空调被迫主动降低输出,这就无法满足用户在高温下的更大需求;二是变频驱动控制在高温时常出现压缩机失步,压缩机及管路振动应力超标的故障,在高温宽压运行时,电网电压波动更易导致压缩机故障;三是含尘环境中的固体颗粒在空调室外换热器翅片表面的粉尘沉积,可导致换热性能下降18%以上,这大大恶化了变频空调在高温下的运行效率和可靠性。项目组在行业协会的支持下,攻克了超高温环境下空调控制器高效散热技术、驱动控制技术及防积灰的换热器技术,形成了新一代变频空调技术体系。

技术创新点如下:1、发明了全新的变频控制器散热方式,创新性地采用负压涡吸风道与自适应冷媒冷却系统相结合,提升了控制器的散热效果,主要功率器件表面温度比原方案降低15℃以上,在55℃的高温下均低于80℃,变频空调在超高温下的能力和可靠性得到了保证,而日韩等公司的主要变频产品在55℃的高温下主要功率器件表面温度均高于85℃。2、行业首创研发了基于磁链位置估算及累积误差消除技术的转子位置估算技术及抗扰动控制技术、改进型高频信号注入位置检测技术、相位及幅度自适应低频补偿控制技术、基于单周期控制的有源PFC控制技术、输出直流电压软设置技术、弱磁扩速技术,实现了变频空调在零速状态下的快速闭环启动,在超高温环境下90~270V宽压、0~120Hz宽频运行,低频管路应力、振动大幅减小。3、行业首创的防积灰换热器技术。通过对国内外含尘环境粉尘浓度、降雨量、温湿度等环境参数进行调研,然后构建干、湿和淋雨工况下空调换热器积尘仿真模型进行分析,在此基础上发明了防积灰镂空翅片结构,减少换热器翅片表面的粉尘沉积,空调换热器长期换热性能相对原有方案提升10%以上。上述技术应用于高含尘超高温气候的中东印巴等变频空调平台的开发,以SASO7.5星、印度5星及其它超高能效、室外55℃制冷能力不衰减和61℃连续可靠运行为平台目标,成功开发了系列自主知识产权的满足含尘超高温环境高效可靠运行的变频空调,也标志着该省家电行业的自主研发能力有着巨大提升。

该项目技术实现新增销售103135万元、利税25783万元、出口创汇11541万美元。项目部分成果获中国轻工业联合会科技进步三等奖,佛山市科技进步二等奖。该项目授权发明专利8件,实用新型专利8件,国家及行业标准各1项。项目14年4月通过鉴定,鉴定意见为“项目核心技术达到国际先进水平”。

成果说明

该项目技术成果已在海信科龙电器股份有限公司各空调生产基地实现产业化应用,产品覆盖出口中东、印巴及其它较高温地区的外销分体变频空调等产品及部分内销的海信牌和科龙牌空调内销26、32、35、50、72系列机型。该项目完成后,2014年1月开始陆续实现产业化批量生产,到2016年累计生产765万台,实现新增销售103135万元、利税25783万元、出口创汇11541万美元,产品效益明显、性能稳定,质量良好。随着市场的不断开拓,产量的逐年增加,还将带动上游产业的发展,拉动周边经济的发展。其产业化推广将提高中国制冷

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