低温热泵用转子压缩机研究及应用.pdf

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1、低温热泵用转子压缩机研究及应用阙沛祯珠海格力电器股份有限公司2023年4月7日三种低温热泵压缩机开发背景PARTPART 01PARTPART 02PARTPART 03CONTENTS目 录开发难点n 热泵是加速实现碳中和的关键技术，正在全球各地区加速部署，每年增长超10%，其中欧洲、北美、亚太地区增长最快。一、开发背景美国欧洲中国2021年以来，国务院、多部委累计31份文件为热泵发展提供战略指导。各省份连续发布一系列政策，大力推行供暖领域电气化。2022年欧盟“REPowerEU能源重构”在热泵方向经费投入大560亿美元爱尔兰：从2025年起禁止在新建筑中安装燃气锅炉。荷兰：计划到2030

2、年安装200万台热泵，并计划发放补贴。挪威：通过 ENOVA 计划向2300多个家庭发放补贴，德国：颁布建筑能源法规定除特殊情况外禁止德国在2026年后安装燃油锅炉。2022年美国通过通胀削减法案以补贴返现和税收抵免方式推进热泵普及。普通消费者购置热泵可获得最高约8000美元的补贴返现，购置热泵的税额抵扣大幅提高至2000美元。二、开发难点n 全球寒冷、严寒地区覆盖范围宽，室外环境温度最低至-40-35。空气源热泵在全球普及，需重点拓宽温度适用范围，解决低环温供热能力衰减、制热效率低、可靠性下降的技术难题。二、开发难点n 常规空气源热泵，在低温环境下应用困难的原因：(1)系统蒸发温度下降，吸气

3、密度大度下降，热泵系统的制热量急剧减少。(2)系统冷凝温度与蒸发温度的温差增大，压缩机压比增加，热泵系统的COP下降。(3)随着压缩比的不断增加，排气温度迅速升高，引起压缩机过热。因此，气温较低时，压缩机运行可靠性较差，甚至烧毁。三、三种G-EVI低温热泵转子压缩机n 为解决低温环境热泵应用难题，格力开发出三种低温热泵用转子压缩机，覆盖全球不同温区三缸双级变容积比压缩机技术G-EVI 1代单级补气增焓压缩机技术G-EVI 2代双级增焓压缩机技术G-EVI 3代三缸双级变容积比增焓压缩机技术-25以上环境稳定制热-30以上环境稳定制热-35以上环境强劲制热，并适合全气候 单级补气增焓压缩机适应环

4、境温度低至-25-251.1 单级补气增焓压缩机原理n 单级补气增焓压缩机及补气系统 在单级压缩机的基础上通过增加补气增焓结构，对压缩腔进行补气，增加压缩机吸气流量，以提高系统制热量，并降低排气温度。单级补气系统运行原理图闪蒸器冷凝器蒸发器二级节流阀新型补气压缩机一级节流阀1.2 单级补气增焓压缩机关键技术n 创新补气结构设计 发明了新型的大面积密封补气结构，大幅增加了补气孔可开设区域，突破补气孔设计的局限性，并且可解决补气回流问题，提升压缩机能效。1.2 单级补气增焓压缩机关键技术中压补气防回流补气结构高压排气吸气通道最大压缩补气角度压缩腔吸气腔异型补气口设计技术异型补气口n 大面积、高利用

5、率异形补气孔 有效扩充了补气口流通面积和补气角度，适应更宽的工况范围，进一步提升补气流量，提升制热量。独特补气口位置设计，喷射口面积最优化，实现最小补气面积，最优补气能力1.2 单级补气增焓压缩机关键技术n 高效油气分离专利技术 发明内部主动高效油气分离结构，结合电机回油通道的研究，有效解决在低环温、低吸气过热度下压缩机缺油问题，提升压缩机在极端环境下的可靠性。基于多相流原理采用流体仿真分析方法优化油气分离结构，压缩机吐油率可降低约20%20%。油气分离结构设计申请发明专利1313项项高效油气分离结构专利技术高效油气分离结构专利技术1.3 单级补气增焓压缩机应用4KW暖风机中应用：相比采用常规

6、单级压缩机，通过单级补气增焓，4KW暖风机-20制热能力提升26%，能效提升8%，-25低温下可稳定送热风。26%20%15%8%6%5%0%5%10%15%20%25%30%-20-12-7制热能力提升能效提升1.3 单级补气增焓压缩机应用产品覆盖1-10HP，应用于热泵采暖、出口北美超低温分体机、热泵干衣机、热泵烘干机等领域热泵采暖冷冻冷藏超低温分体机轻商领域1HP2HP3HP6HP10HP 双级增焓压缩机双级增焓压缩机适应环境温度低至-30-302.1 双级增焓压缩机原理n 针对-25-25以下超低温下单级压缩机压比过大，制热大幅衰减、可靠性下降的瓶颈问题，提出了在单台滚动转子式压缩机上