1、1 Digital HeatingDigital Heating数码涡旋超低温空气源热数码涡旋超低温空气源热泵（空调）多联机组泵（空调）多联机组 珠海格力电器股份有限公司珠海格力电器股份有限公司2 Digital HeatingDigital Heating数码涡旋超低温空气源热泵数码涡旋超低温空气源热泵（空调）多联机组是在格力数码多联机基础上，采用（空调）多联机组是在格力数码多联机基础上，采用美国谷轮数码喷气增焓压缩机研制开发的，美国谷轮数码喷气增焓压缩机研制开发的，可以满足可以满足北方寒冷地区。北方寒冷地区。冬季取暖需求的数码多联空调产品。冬季取暖需求的数码多联空调产品。3l目前已研制出目
2、前已研制出1515kWkW侧出风数码多联超低温热泵空调机组侧出风数码多联超低温热泵空调机组l可同时连接可同时连接2-82-8台台6 6种不同结构形式的内机，种不同结构形式的内机，l不同结构形式的内机可自由组合任意搭配不同结构形式的内机可自由组合任意搭配l计划开发计划开发8 8kWkW、1010kWkW、1212kWkW、1414kWkW、2020kWkW、2525kWkW、3030kWkW、4040kWkW、5050kWkW、6060kWkW数码多联超低温热泵系列产品，满足市数码多联超低温热泵系列产品，满足市场需求场需求45l集中供暖区域北方集中供暖区域北方15个省，人口个省，人口5.23亿，
3、有亿，有1.44亿户家庭。亿户家庭。l集中供暖的缺陷：集中供暖的缺陷：1烧煤，油，天然烧煤，油，天然气，污染严重，效率低；气，污染严重，效率低；2供暖时间固定；供暖时间固定；3维护不便；维护不便；4难以按帐单收费；难以按帐单收费；5城市供暖难以普城市供暖难以普及到所有家庭；及到所有家庭；集中供暖区域集中供暖区域 15 个省个省人口人口 5.23亿亿家庭家庭 1.44 亿户亿户EVI 目标目标:全面替代现全面替代现有采暖技术有采暖技术热泵供暖区域热泵供暖区域11 个省个省人口人口 5.17 亿亿家庭家庭 1.43 亿户亿户EVI 目标目标:强化型热泵技术强化型热泵技术6l八部委联合下发城镇供暖改
4、革文件2003年7月21日发布 建设部、发展和改革委、财政部、民政部、劳动和社会保障部等l针对所有集中供暖的省份和军队系统l主要的指导意见1.1.逐步停止单位对采暖的补贴，由用户自己负担采暖费用逐步停止单位对采暖的补贴，由用户自己负担采暖费用2.2.按照用热量缴费，不再按面积收取按照用热量缴费，不再按面积收取3.3.推广节能、安全、清洁和环保的新型采暖技术推广节能、安全、清洁和环保的新型采暖技术4.4.加快采暖国家标准的更新加快采暖国家标准的更新国家宏观政策的导向需要我们开发国家宏观政策的导向需要我们开发新的供暖方式取代原有的集中供暖新的供暖方式取代原有的集中供暖7(150m2住宅住宅)集中采
5、暖集中采暖低温热泵数码多联低温热泵数码多联初投资初投资=100 暖暖130 冷冷(中央中央)/)/暖暖所用能源所用能源煤煤 /天然气天然气 /油油电电运行成本运行成本=10050-80维护维护高高 (系统系统)低低计费方式计费方式按照使用面积收取，难以分户按照使用面积收取，难以分户计费计费按照实际热量，做到分户计按照实际热量，做到分户计费费89机组结构简图见右图。在低温工况下，机组通过对压缩机补充中间压力的制冷剂气体，增加压缩机排气量，提高制冷剂质量流量，从而提高机组制热量。贮液器EVI电子膨胀阀EVI电磁阀室内机换热器2HP1HP3HP压缩机汽分四通阀室外机电子膨胀阀室外机换热器10l增强型
6、喷气增焓数码涡旋压缩机中增强型喷气增焓数码涡旋压缩机中间压力吸气孔（间压力吸气孔（VapourVapour Injection Injection）11机组结构和外观图12lEVI电子膨胀阀和电磁阀l一进两出储液罐13第三篇：该机组有第三篇：该机组有4 4大技术创新大技术创新1.1.中间压力补气技术中间压力补气技术 （专利申请号：（专利申请号：200520059404.4200520059404.4）2.2.智能化霜技术智能化霜技术3.3.压缩机能力智能控制技术压缩机能力智能控制技术4.4.电子膨胀阀控制技术电子膨胀阀控制技术14创新之处一创新之处一控制的核心控制的核心采用EVI电子膨胀阀和电
7、磁阀（如图）（1）控制补气量来保证提升热量最大化保证低温制热量（2）防止补液进入压缩机保证机组运行的可靠性15创新之处一创新之处一控制方法：控制方法：在压缩机中间吸气口和贮液灌进口设置两个温度传感器，用这两点的温度差作为实际的过热度；（1）设置目标过热度，目标过热目标过热度是排气温度的函数度是排气温度的函数，利用实际过热度逼近目标过热度的方法来调节EVI电子膨胀阀。（2）在启动阶段和排气温度较低时对EVI电子膨胀阀开度做特殊处理。16创新之二创新之二 1.1.保证低温制热化霜的可靠性保证低温制热化霜的可靠性 低温制热时低压较低，化霜时低压更低，容易引起系统低压保护；化霜过程制冷剂液体在系统中的
8、移动对压缩机的可靠性造成一定的威胁。适当的时候，采用旁通保护机组。对汽液分离器的回油孔孔径实验确认。回油孔径回油孔径1.2mm1.3mm1.5mm1.6mm效果效果不好不好不好不好好好不好不好17创新之二创新之二 2.2.减少低温制热化霜次数：减少低温制热化霜次数：将系统运行的高压作为判断进入化霜的条件之一；根据实验总结系统高压、室外机结霜情况、室内机制热效果之间的关系；得出一个合适的高压值，当高压低于这个值时机组就进入化霜运行。这样，可以大大减少化霜次数，从而达到节能的效果，同时还可以提高室内的舒适性，达到智能化霜的效果。18创新之二创新之二 l实验：实验：在室内干球温度为20，室外干球温度
9、为-3，湿度为60%，室内机开5HP时,平均约1小时化一次霜，引入高压压力优化后的化霜控制约7个小时后才化一次霜，19创新之二创新之二 l普通化霜模式，普通化霜模式，平均约平均约1 1小时化一次霜小时化一次霜20创新之二创新之二 l压力控制化霜模式，压力控制化霜模式，约约7 7个小时后才化一次霜个小时后才化一次霜21创新之二创新之二 l结论：结论：（1）采用智能化霜技术提高了低温化霜的可靠性；）采用智能化霜技术提高了低温化霜的可靠性；（2）将高压压力优化现有化霜控制后，可以显著延长两次化将高压压力优化现有化霜控制后，可以显著延长两次化霜之间的时间，减少化霜次数，由于化霜的能量损失大约霜之间的时
10、间，减少化霜次数，由于化霜的能量损失大约是普通热泵的是普通热泵的1/61/6，且空调舒适性大为提高。，且空调舒适性大为提高。22创新之三创新之三压缩机能力智能控制技术压缩机能力智能控制技术 对于不同工况不同的室内机负荷，压缩机如何输出最佳的能力保证室内机制冷（热）量的同时消耗最小的压缩功。这是多联机的核心技术。机组采用先进的机组采用先进的PIPI算法计算压缩机能力输出。该算法经算法计算压缩机能力输出。该算法经过实验验证能在不同工况不同负荷输出最佳的能力。过实验验证能在不同工况不同负荷输出最佳的能力。数码多联机组制热运行时能力输出计算公式如下：%100%51外机容量未开内机容量总和）容量（已开内
11、机机组能力输出百分比niiiA23创新之四创新之四电子膨胀阀控制技术电子膨胀阀控制技术 利用压力传感器压力传感器检测系统高低压数值检测系统高低压数值，精确控制电子膨胀阀电子膨胀阀动作，使得每台室内机获得充足制冷动作，使得每台室内机获得充足制冷剂流量，做到剂流量，做到“各取所需，按需分配各取所需，按需分配”。24创新之四创新之四电子膨胀阀控制技术电子膨胀阀控制技术l具体实现的方法具体实现的方法引入压力控引入压力控制电子膨胀阀能制电子膨胀阀能准确确定盘管实准确确定盘管实际过热（冷）度际过热（冷）度，从而能准确定，从而能准确定控制流过盘管的控制流过盘管的制冷剂流量，实制冷剂流量，实现室内机有合理现室
12、内机有合理的流量分配。的流量分配。2526室内()室外()(DB/WB)(DB/WB)100%短配管1HP25%50%75%100%EVI关闭名义制热207/6低温制热实验200/0低温制热实验20-5/-6低温制热实验20-10/-10.7低温制热实验20-15/-15.5制热温度条件低温热泵数码多联机性能实验计划低温热泵数码多联机性能实验计划试 验 项 目试 验 条 件室内机容量配管长度27l在各种不同的低温工况下，机组在满负荷运行时，中间补气系统在各种不同的低温工况下，机组在满负荷运行时，中间补气系统（EVI)开启和关闭时对机组制热性能的影响。开启和关闭时对机组制热性能的影响。l在各种不
13、同的低温工况下，机组在部分负荷运行时，制热量衰减在各种不同的低温工况下，机组在部分负荷运行时，制热量衰减情况情况l根据实验数据绘出满负荷、部分负荷的制热量衰减曲线根据实验数据绘出满负荷、部分负荷的制热量衰减曲线28图图1 1：满负荷运行低温制热量衰减曲线：满负荷运行低温制热量衰减曲线29由图由图1 1曲线可算出超低温热泵比普通热泵低温制热量提升曲线可算出超低温热泵比普通热泵低温制热量提升百分比如表百分比如表1 1室外环境温度 超低温热泵低温制热量提升百分比 0/0 13.5%-5/-6 20.6%-10/-10.7 22.3%-15/-15.5 25.5%-20 33.8%-25 30环境温度
14、环境温度(C)05,00010,00015,00020,00025,00030,00070-5-10-15-20100%64%R22 8HP机组机组（瓦）（瓦）31由图由图1 1和图和图2 2可得出超低温热泵机组与目前低温制热性能最好的热泵机组可得出超低温热泵机组与目前低温制热性能最好的热泵机组 制热量衰减参数对比表如下：制热量衰减参数对比表如下：室外环境温度 超低温热泵机组国际知名品牌热泵机组7/6100%100%0/0 98.8%88.0%-5/-6 91.0%80.0%-10/-10.7 79.4%70.0%-15/-15.5 70.9%64.0%-20 62.3%-25 55.0%32
15、图图3 3：超低温热泵机组部分负荷制热量衰减曲线：超低温热泵机组部分负荷制热量衰减曲线 （以单开（以单开3030风管机为例，额定制热量风管机为例，额定制热量33503350W W）33从以上图表可以看出：从以上图表可以看出：1 1、超低温热泵机组在低温工况下，部分负荷运行时制热量衰减量、超低温热泵机组在低温工况下，部分负荷运行时制热量衰减量很少。很少。2 2、机组满负荷运行时，室外环境温度越低，制热量提升越明显。、机组满负荷运行时，室外环境温度越低，制热量提升越明显。3 3、与目前同行业热泵机组相比，超低温热泵机组在低温工况下满、与目前同行业热泵机组相比，超低温热泵机组在低温工况下满负荷运行所
16、能达到的制热量处于领先地位。负荷运行所能达到的制热量处于领先地位。34室内()室外()320 380 420(DB/W B)(DB/W B)短配管 长配管1HP25%50%75%100%135%压缩机休眠积液状态下起动实验 32-25EVI开启时，压缩机可靠性实验 20-25200/020-5/-620-10/-10.720-15/-15.520-2020-25气液分离器回油孔径选择实验20-25最大制热实验2724化霜实验202/1快速制热(1)107/6快速制热(2)0-6/-7负荷转换实验上限下限温度组合实验29-25最大制冷实验32/2348最小制冷实验21/1518上限下限温度组合实
17、验32/23-5低温热泵数码多联机可靠性实验计划低温热泵数码多联机可靠性实验计划试 验 项 目电源电压(V)配管长度试 验 条 件室内機接続容量温度条件制冷智能化霜实验制热35 保证机组在各种极限恶劣工况下机组能够正常运转，保证机组在各种极限恶劣工况下机组能够正常运转，特别是机组在以下几种恶劣情况下运行时，验证我们系特别是机组在以下几种恶劣情况下运行时，验证我们系统逻辑方案是否科学合理，机组是否能可靠运行。统逻辑方案是否科学合理，机组是否能可靠运行。l超低温带液启动实验（室外温度室外温度-25-25、室内温度、室内温度3232，将压缩，将压缩机曲轴箱加热器断开机曲轴箱加热器断开 ，机组停机，机
18、组停机2424小时，上电启动小时，上电启动）l长期低负荷运行实验（室外室外1818，室内，室内21/1521/15，最小制冷工，最小制冷工况，单开况，单开1 1HPHP室内机连续运行室内机连续运行3 3天）天）l低温化霜实验（室外室外0/00/0、-5-5相对湿度相对湿度80%80%、-10-10相对湿相对湿度度78%78%、-15-15相对湿度相对湿度75%75%、-20-20、-25-25，分别进行单开，分别进行单开1 1HPHP、2 2HPHP、3HP3HP、全开制热运行）全开制热运行）室外室外-25，室内，室内20，经过对，经过对EVI电子膨胀阀控制逻辑进行优化，使排气温度维持在电子膨
19、胀阀控制逻辑进行优化，使排气温度维持在60以上以上，从而防止制冷剂回液），从而防止制冷剂回液）36图图1 1：低温工况下机组启动参数图：低温工况下机组启动参数图37图图2 2：机组长时间低负荷运行参数曲线图：机组长时间低负荷运行参数曲线图38图图3：逻辑优化前机组在低温工况运行排气温度曲线：逻辑优化前机组在低温工况运行排气温度曲线39图图4：逻辑优化后机组在低温工况运行排气温度曲线：逻辑优化后机组在低温工况运行排气温度曲线40机组研制完成后，按公司流程质控部、科管部采用试生产样机机组研制完成后，按公司流程质控部、科管部采用试生产样机在格力国家认可实验室，对机组性能和可靠性进行了全面检在格力国家认可实验室，对机组性能和可靠性进行了全面检测。出具了一下测试报告测。出具了一下测试报告科管部控制器功能试验报告科管部控制器功能试验报告电磁兼容检测报告电磁兼容检测报告电器安全测试报告电器安全测试报告机组性能和可靠性检测报告机组性能和可靠性检测报告可靠性运转实验报告可靠性运转实验报告噪声检测报告噪声检测报告41机组在各种极限恶劣工况下，机组都能正常可靠运转机组在各种极限恶劣工况下，机组都能正常可靠运转42
