[01627351]HFC125跨临界循环热泵热水器的研制

1.任务来源 河南省科技攻关项目,项目批准号：092102210285。 2.应用领域和技术原理 应用领域：供热水、供暖系统。 技术原理：利用HFC125跨（近）临界循环放热过程的温度滑移,与热水升温过程实现较好的匹配;解决HFC125跨临界循环中循环参数选择、换热器内的流动传热特点、以及系统匹配特性、优化控制等问题;实现集供热水和采暖一体化的HFC125跨临界循环热泵热水器机组。 3.性能指标（写明计划任务书或合同书要求的主要性能指标和实际达到的性能指标） 计划任务书中要求完成指标： 1)机组可以提供温度为35～45℃的采暖用热水和45～65℃的生活用热水。 2)机组在夏季典型工况下比常规的风冷热泵机组节电10﹪。 3)机组在冬季典型工况下比常规的风冷热泵机组节电10﹪。 本项目对HFC125热泵热水器系统进行了全面的实验研究。取得了以下成果： 1)得到了一种新的利用HFC125跨（近）临界循环的热泵热水器,该设备能够供温度为35～45℃的采暖用热水和45～65℃的生活用热水。 2)机组在夏季典型工况下比常规的风冷热泵机组节电11﹪,机组在冬季典型工况下比常规的风冷热泵机组节电11﹪。 3)得到HFC125跨（近）临界热泵循环中运行参数规律及各部件不可逆损失规律。 4. 成果的创造性、先进性 本课题具有以下几点创新： 1)首次提出了以HFC125为工质的跨（近）临界循环热泵热水器; 2)得到了不同工况下系统各部件不可逆损失,运行参数包括热水温度、压缩机频率、COP等之间的规律。 5.与国内外同类技术比较 国外在上世纪90年代开始研究CO2热泵热水器,其循环的放热过程发生在临界区,有较大的温度滑移,能够与热水的温升较好的匹配,实现近洛仑兹循环,能够在较高的效率下提供高温热水。但是,CO2热泵热水器的不足之处在于其工作压力较高（10Mpa）,对生产及应用带来不便。本项目以HFC125为工质,构建跨（近）临界循环热泵热水器。HFC125是新型环保工质,其ODP为零,且具有较低的临界压力（3.6Mpa）,能够适用于现有的热泵设备。通过本项目的研究,得到了不同工况下系统各部件不可逆损失,运行参数包括热水温度、压缩机频率、COP等之间的规律,为HFC125热泵的近一步推广应用奠定了技术基础。 6.作用意义（直接经济效益和社会意义） 通过本项目的研究,将开发出一种多功能节能热泵新产品。这既利于节能又利于环保,一举两得。 经济预期效益：考虑该新型HFC125跨临界循环热泵热水器机组,可以减少常规热泵机组的电能的消耗,降低设备的运行费用。一个面积为400平方米的别墅一年的采暖、空调折合出的耗电量约为4万kWh,以实现节能20﹪的目标,可以节电约8000kWh,折合人民币节约4800元。对于整个城市或地区而言,其经济效益十分显著。 社会预期效益和环境预期效益：本项目研制的新型HFC125跨临界循环热泵系统具有节能、高效、环保等特点。该产品的广泛应用,不仅可以改善城市的“热岛”效应,还可以缓解当前的电力紧张局面。同时,该产品也为制冷剂的替代提供新的方法和途径。该系统使用环保工质HF125作为制冷剂,可以缓解传统空调使用氟利昂制冷剂带来的臭氧层破坏等环境问题;由于显著的节电能力,可以减少发电工程中燃煤的消耗量,节约资源,减少煤燃烧过程中二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等温室效应气体和环境有害气体的排放,同时也减少固体灰渣和粉尘带来的污染。 7.推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见 该项目得到了一种高效的热泵热水器设备,可应用于生产生活中的供热水及供暖领域;该设备能够提高能源利用效率,非常适合在工业生产及民用建筑中推广应用,该成果的推广应用有巨大的社会效益和经济效益。