变频双级增焓技术在热泵热水器上的应用

变频双级增焓热泵技术在空气源热泵热水器上的应用

——珠海格力电器股份有限公司：李绍斌

很多人会有疑问，你说变频空调对用户的舒适型都有很大的好处，为什么热水器要用变频的技术，不就是水吗，对舒适度有什么影响。我讲一下里面的内容，主要有五点，一是背景介绍，二是变频双级增焓热泵系统介绍，三是关键技术，四是应用效果，五是结论。

我们在10月1号开始执行新的标准，从能效的等级可以看出来，现在一级能效水平是4.2，想做高能效可以做，但是一般情况下最多三级，你很难做到4.0以上的能效比，对压缩机来说是很大的考验，我们也做过相应的实验，其实幅度是比较有限的。空气能热泵要提高能效，家用空调能效最早很低，这几年能效等级不断攀升，你必须不断提高能效。第二个就是低温制热的性能有待提高。我们一个人在家里面，天气越冷，热水的速度越快，但是热泵相反，天气越冷就下降。我们普通的热水器运行范围有限，全工况性能有待提高。我们提高制热量有几种方式，一种是普通的变频技术，制热速度会快，但是在低温和高水温的环境下能力衰减仍然较大。我们觉得用双级增焓的技术可以改变现在的现状。

双级压缩增焓并不是新的技术，它有一部分的能量是增焓进去的。对于我们压缩机的使用来说是非常好的，大家可以看一下右边的图，我们以前的普通热水器遇到一个问题，在冬天的时候需要高水温，压缩机用在热水器上面一个最大的问题是你越低温，标准的水温越高。在低温的时候系统会自动的把水温最高值限定住，让它处于运行值范围之内，对用户来说是不节能的选择。我们要解决的问题，要改变压缩机技术，控制好系统参数。

补气增焓的技术也是关键技术。关于设计方面我们也做了很多方案，包括中间的方案，我们做了一些外置的、内置的，发现内置的在能效比是最优的。在热泵热水器上最优的设计肯定有一个拐点，高压比跟低压比，最后得出一个值。刚才有很多专家讲，我们普通空调用到家里面，你不知道能效是什么样子，因为不像我们实验室可以测风量，但是热泵热水器这个产品比较特殊，特别是变频的，变频用在家里面，如果加上一些电流传感器，耗了电是知道的，水箱里边的水温是知道的，我们热泵热水器自己就可以判断出这个时候的能效比是什么样子的。所以做这个产品当时花了很多精力，因为它有自己计算的过程，你这个变频热水器不断在试，水温从15度到55度，这个时间知道，加热量知道，系统就自己知道了，下一次变参数，发现能效比低了，下次再变，这样就可以把这些存在芯片里边，用户在用的时候会越用越节能。

变频双级的关键是闪蒸器，这个也是这个产品的技术点。换热方面。这样一个设计用在410的产品是不合适的，你就要找一个新的换热方式，我们选用了现在用在汽车行业里边的微通道，把整个绕在上面，经过对比测试，对能效比提升是非常有帮助的。我们用的技术是专门设计的热泵热水器的双级压缩机，一个是自动化技术，高效的微通道换热器。能效比现在高了不少，为什么热泵热水器用变频的技术，最后结果就是可以很好的满足能效比提升的要求。

再看看实际测试的数据，以前单级测试压比很大，双级以后性能提高，因为有增焓的技术在里边，所以把热泵范围从零下15度拓展到零下25度，在什么环境中能效比都比现在高很多。我们也经过测算，在三个城市，经过计算，比电热水器省电，比电热水器平均耗能省82%。在秦皇岛有一个案例，一年省电1454元。为全面评测变频双级增焓空气能热气器和普通空气能热气器使用状况，现已在沈阳和石家庄两地分别安装2套热水器进行全年对比测试，通过模拟用户用水习惯，同时控制2套机组用水，对样机状态参数监测和数据采集。该技术具有全工况范围能效水平高，低温制热能力强劲，运行范围宽的特点，我司该技术已实现产品化。随着压缩机冷量范围的扩大，其应用场合将从家用扩展到商用领域，随着双级增焓技术的应用，热泵热水器的使用地域范围能够进一步拓展到黄河以北地区。加速转变寒冷地区制热水高能耗消费思路，对国家推进低碳减排的政策起到积极的推动作用。