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空气源热泵加速除霜技术

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-10-28 14:56:45

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”融合创新制冷产业科技服务团| 孙裕坤 | 2022-11-15 22:07:36
为加快准二级变频空气源热泵的除霜速度,利用既有循环结构,提出补气除霜技术,即通过中间补气增大压缩机排气量,从而提高其携带除霜热量的能力。通过理论和实验研究,对该技术的可行性和加速除霜效果进行了验证。结果表明,补气除霜过程中,既有充足的压差将制冷剂补入压缩机,且补气在电子膨胀阀开度合理时具有过热度,不会产生湿压缩。补气可以有效缩短除霜时间,降低除霜能耗和提升除霜效率。电子膨胀阀在最佳开度时,除霜时间缩短20.61%,水中的吸热量和压缩机输入功分别降低8.74%和17.98%,除霜效率提升6.22%。
(1)不用增加机械部件,只调整控制逻辑 (2)针对经济器和闪蒸器系统均适用

由于具有良好的低温性能,准二级(双级)压缩空气源热泵已广泛应用于寒冷和严寒地区的冬季供暖。和普通空气源热泵一样,准二级(双级)压缩空气源热泵在制热时会出现结霜问题。为了使其高效运转,逆循环热气除霜是目前解决结霜问题的最主要办法。由于除霜过程中缺少热量来源,空气源热泵除霜速度较慢,进而导致除霜效率较低,并破坏室内热舒适性。此外,为了适应低温环境,准二级(双级)压缩空气源热泵的室外盘管相较于普通空气源热泵更大,因此其除霜速度更慢。

本项目研究的除霜方式适用于准二级(双级)压缩空气源热泵。

哈尔滨工业大学热泵技术研究始于上个世纪60年代,是我国最早开展热泵技术研究的单位。其依托的专业始建于1949年,1952年成立我国第一个供热、煤气与通风工程五年制本科专业,为我国培养了第一批该领域的专业人才,办学规模和科研水平一直处于国内领跑地位。 热泵空调技术研究所先后承担国家和省部级项目50余项,发表高水平论文400余篇,其中SCI检索文章200余篇,EI检索文章200余篇,出版教材10余部,授权国家发明专利80余项。目前本研究所共有教师6人,其中教授4人、博导5人,高级技师2人,博士研究生30余名,硕士研究生40多人。几十年来,始终坚持热泵技术的研究与实践,取得了一系列可喜的研究成果,在国内一直处于领先水平。

本项目已有发明专利2项,成熟度已达到环境级。

1、本发明通过向压缩机中补入中间压力的气态制冷剂,可提高压缩机的排气量和输入功,从而增大压缩机的输出热量,加快压缩空气源热泵的除霜速度;在补气电子膨胀阀的最佳开度时,除霜时间至少可缩短21%;

2、本发明可有效降低除霜期间机组的耗电量和从蒸发器中吸收的热量,在补气电子膨胀阀的最佳开度时,耗电量至少可降低18%;

3、本发明可有效提高压缩空气源热泵机组的除霜效率,在结霜量相同的情况下,除霜用热量基本不变,而耗电量和从蒸发器中吸收热量的降低,会有效地提升机组的除霜效率,在补气电子膨胀阀的最佳开度时,除霜效率至少可提升6 .3%;

4、本发明可提高压缩空气源热泵机组供暖的室内热舒适性,除霜时间的缩短意味着室内停止供暖的时间缩短,从而减缓室内温度的降低,提升室内热舒适性。

希望以共同研发的方式与企业进行合作。