[01013565]原创分液冷凝节能技术及其在空调/热泵系统中的应用

该项目归属轻工专业领域。节能是中国优先发展的能源战略，提升热力系统效率是降低行业能耗的重要举措，换热过程是影响热力系统能耗的核心环节，强化换热是关键节能技术。建筑能耗占中国总能耗27.8％，空调能耗占建筑能耗20％～30％。中国是世界上家用空调第一生产大国，供应全球，产品能效对全国乃至世界的建筑能耗水平有重要影响。提高能效标准是降低空调能耗最有效措施，关键在于提升换热设备的热力性能，其中冷凝器是核心设备之一。国内外提高冷凝换热系数主要采用强化换热管或小径管，但同时流阻增大；多管程布置是降低流阻的有效手段，但换热系数也随之减小。换热系数增大与流动阻力降低一直被公认为是一对不可调和的矛盾。同时实现增大换热系数和降低流阻是一个颠覆行业传统观念的难题。 近8年来，项目组在NSFC-广东联合基金项目、粤港关键领域重点突破项目支持下，挑战“强化传热同时降低压降”这一世界技术难题，提出了分液冷凝强化传热原创思想，形成了一套气液分离、分液冷凝器设计与优化及其系统集成的理论与技术体系。1.提出基于“短管冷凝、段间气液分离、全程近等速流动”等多措施的原创分液冷凝强化换热思想，揭示其传热机理和调控规律，为分液冷凝器的设计奠定理论基础。2.发现“联箱-多孔隔板”气液分离机制，建立漏液速率和气液分离效率等随工况与联箱结构变化的模型，提出“滚压定位”的联箱-隔板装配工艺，解决了一体化“联箱-隔板”关键部件的设计与制造工艺难题。3.创新分液冷凝器构型，开发出微通道和常规通道管翅式分液冷凝器的管程优化软件，提出基于系统全局优化的分液冷凝器的整体设计方法，证实微通道分液冷凝器在大流率下可实现“同时增大换热系数和降低流动阻力”，解决了分液冷凝技术设备化的技术难题。4.形成分液冷凝制冷/热泵系统匹配技术，研发出分液冷凝空调器和分液冷凝热泵热水器，证实了分液冷凝系统的节能优势。经广州威凯检测中心检测，相同冷凝面积的分液冷凝空调器和分液冷凝热泵热水器均能提升1级能效等级。与国内外同能效和同制冷量的产品对比，分液冷凝器面积最小。 项目获得授权发明专利8件，实用新型专利9件，登记软件著作权2项，发表期刊论文26篇(SCI收录16篇)。该技术在全国空调产销量排名前5的广东志高空调有限公司应用于家用空调器。在广东高而美制冷设备有限公司应用于热泵热水器，成功中标北方大气污染治理“煤改电”重大专项及采暖系统项目7个。 近三年累计产生直接经济效益近60亿元人民币，节约5.8万吨标煤。按2016年中国家用空调和热泵热水器产业近2000亿产值计，如50％采用该技术，每年可节约145万吨标煤，减少380万吨CO₂排放量。由何雅玲院士、王如竹、廖强、王晓东杰青等组成的专家组一致认为：分液冷凝技术属于原始创新，达到国际先进水平。