一、技術(shù)名稱：熱泵的雙級增焓提效技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：輕工行業(yè)民用及商用制熱需求場所
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
我國家用熱水器主要由電熱水器、燃氣熱水、太陽能熱水器以及熱泵熱水器構(gòu)成，根據(jù)2012年有關(guān)分析數(shù)據(jù)，其能耗及碳排放情況為消耗標準煤1390萬噸，碳排放3670萬噸，具體如表1所示。
表1 熱水器能耗及碳排放數(shù)據(jù)表
（注：上述計算是以一年365天，每天每臺套熱水器加熱15℃到55℃的熱水100L 計算能耗和碳排放量。燃氣熱水器能耗計算：液化石油氣熱值43200kJ/kg，相當(dāng)于1.63kgce熱值。）應(yīng)用該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量18萬tce/a，CO2減排約47.5萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
（1）雙級增焓轉(zhuǎn)子式壓縮機技術(shù)
雙級壓縮系統(tǒng)與普通單級壓縮系統(tǒng)相比，壓縮過程從一次壓縮分解為兩次壓縮，增加閃蒸器和一級節(jié)流裝置，雙級增焓轉(zhuǎn)子式變頻壓縮機的兩個氣缸分別承擔(dān)低壓級壓縮和高壓級壓縮，單個氣缸的壓縮比得到大幅降低。通過上下氣缸工作容積及結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，可使壓縮機在高壓比工況下，其容積效率比單級壓縮機得到明顯提高，進一步加強雙級增焓壓縮機制冷、制熱能力的優(yōu)勢。
（2）變頻控制技術(shù)
采取雙級增焓變頻壓縮機和帶閃蒸器的雙電子膨脹閥串聯(lián)噴焓系統(tǒng)，結(jié)合控制中壓腔的噴射量和主回路循環(huán)冷媒量，適時控制壓縮機運行頻率，實現(xiàn)各種工況下系統(tǒng)以最佳COP運行，保障系統(tǒng)運行安全可靠，并滿足大范圍寬工況要求。
（3）能效比自動優(yōu)化技術(shù)
通過最優(yōu)COP分析方法，綜合環(huán)境溫度、水箱水溫、壓機頻率等運行狀態(tài)，通過模擬計算出機組瞬時狀態(tài)制熱能力和能效，并通過持續(xù)的狀態(tài)對比，將機組運行設(shè)置在能效比（COP）最佳運行狀態(tài)，持續(xù)提升機組COP值。
（4）微通道高效換熱技術(shù)
通過對微通道換熱技術(shù)的研究和應(yīng)用，增大了冷媒的接觸截面積，有效分解壓強，提升了系統(tǒng)耐壓能力，大大強化傳熱效果。
2.關(guān)鍵技術(shù)
（1）雙級增焓轉(zhuǎn)子式壓縮機技術(shù)；
（2）變頻控制技術(shù)；
（3）能效比自動優(yōu)化技術(shù)；
（4）微通道高效換熱技術(shù)。
3.工藝流程
雙級壓縮循環(huán)系統(tǒng)簡圖見圖1。
圖1 雙級壓縮循環(huán)工藝流程圖
該技術(shù)也可用于空氣能熱水器，其制熱水工作過程如下：當(dāng)室外環(huán)境低至一定溫度時，噴焓電磁閥開啟，從壓縮機出來的冷媒和水箱內(nèi)的水換熱后經(jīng)過一級節(jié)流毛細管節(jié)流后進入閃蒸器，從閃蒸器出來的制冷劑分為主、輔兩路，氣體（輔路）進入壓縮機噴焓口，主路的制冷劑液體則經(jīng)二級節(jié)流電子膨脹閥降壓后進入室外蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中吸熱氣化后流經(jīng)氣液分離器后被吸入壓縮機。主路制冷劑經(jīng)過壓縮后和輔路的制冷劑在壓縮機工作腔內(nèi)混合，經(jīng)進一步壓縮后排出壓縮機進入水箱冷凝器，如此構(gòu)成完整的循環(huán)。具體如圖2所示。
圖2 利用雙級焓增變頻壓縮機的熱泵熱水器設(shè)備工藝流程圖
五、主要技術(shù)指標
1.系統(tǒng)COP可達5.44W/W；
2.在－15℃環(huán)境溫度下制熱最大COP可達3.0W/W。
六、技術(shù)鑒定、獲獎情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)2012年12月通過了廣東省科學(xué)技術(shù)廳組織的技術(shù)鑒定。獲得授權(quán)發(fā)明專利4項；獲得授權(quán)實用新型專利19項。目前該技術(shù)已進入產(chǎn)業(yè)化階段，在制造成本上，雙級增焓變頻熱泵較同等能力的熱泵成本增加不到5%，具備很好的產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用條件。隨著國家節(jié)能環(huán)保政策的推進和人們對舒適制熱和熱水的更高追求，雙級增焓變頻熱泵技術(shù)以其高效節(jié)能、安全舒適的優(yōu)點，未來市場有望持續(xù)快速增長，具有廣闊的發(fā)展前景。
七、典型應(yīng)用案例
典型用戶：中山陽光花園小區(qū)、江西紅星小區(qū)等。
典型案例1
案例名稱：珠海格力電器股份有限公司
技術(shù)提供單位：中國儲備糧管理總公司
建設(shè)規(guī)模：432套住房改造。主要技改內(nèi)容：雙級增焓變頻熱泵熱水器替換電熱水器。主要設(shè)備為雙級增焓變頻熱泵熱水器等。技改投資額346萬元，建設(shè)期3個月。年節(jié)能量560tce，年減排量1478tCO2，投資回收期約3年。
典型案例2
案例名稱：江西紅星小區(qū)燃煤鍋爐熱水工程改造項目項目
案例名稱：珠海格力電器股份有限公司
建設(shè)規(guī)模：564套住房改造。建設(shè)條件：小區(qū)原供熱水方式為燃煤鍋爐集中供熱水方式，主要技改內(nèi)容：雙級增焓變頻熱水器替換燃煤鍋爐，主要設(shè)備為雙級增焓變頻熱水器等。技改投資額451萬元，建設(shè)期2個月。年節(jié)能量610tce，年減排量1610tCO2。投資回收期約5年。
八、推廣前景和節(jié)能減排潛力
目前，我國電熱水器制熱水占熱水器總銷量的40%，銷售量大約在650萬臺，預(yù)計未來5年，在熱水器領(lǐng)域的推廣比例可達5%，形成的年節(jié)能能力為90萬tce，年碳減排能力為238萬tCO2。
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