近年來,高效節(jié)能的熱泵熱水器市場日漸紅火,市場規(guī)模年平均增速超過20%。然而,熱泵熱水器壽命短、電機易燒壞、使用環(huán)境溫度受局限等問題一直困擾著熱泵熱水器行業(yè)。“主要原因是目前熱泵系統(tǒng)使用的是普通的空調(diào)。而熱泵系統(tǒng)的運行特點與空調(diào)有很大差別,所以只有采用熱泵專用壓縮機,才能解決這些問題?!?009年11月4日,在向與會熱泵熱水器企業(yè)分析目前熱泵系統(tǒng)故障原因時,上海日立電器有限公司(以下簡稱上海日立)熱泵產(chǎn)品課題組負責人樂紅勝這樣說。這天,上海日立正式推出睿能4XPOWER系列多個型號的熱泵專用壓縮機。
據(jù)介紹,上海日立是國內(nèi)首家推出熱泵專用產(chǎn)品的企業(yè),目前國內(nèi)熱泵熱水器中普遍采用的是空調(diào)壓縮機。上海日立熱泵課題組對熱泵系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)運行工況進行對比分析后認為,二者在運行時間、蒸發(fā)溫度范圍、制熱工況冷凝溫度以及節(jié)流方式等方面存在很大差別。熱泵系統(tǒng)要求出水溫度不低于55℃,這使得系統(tǒng)全年處于高壓力運行狀態(tài),冬季處于高壓比運行區(qū)域,夏季處于高負荷運行區(qū)域。據(jù)該課題組工程師徐亮介紹,課題組對安裝空調(diào)壓縮機的普通熱泵熱水器的測試結果表明,高溫工況時(環(huán)境溫度43℃),試驗樣機排氣溫度和吸氣溫度分別高達116℃和40℃;低溫工況時(環(huán)境溫度-7℃),試驗樣機排氣溫度達122℃,最大壓比高達9.5,且壓縮機底部溫度過低,接近警戒水平。而且,無論是高溫或者低溫工況,試驗樣機電機線圈溫度均超過125℃的允許值,即處于過負荷狀態(tài)。據(jù)介紹,排氣溫度過高(壓比大)是壓縮機電機燒毀的重要原因;而冷凝溫度全年居高不下,夏季大流量高負荷,冬季小流量高壓比,使得壓縮機長年處于高負荷狀態(tài);壓縮機底部溫度過低會造成潤滑不良,導致異常磨耗,易發(fā)生咬缸等事故,影響壓縮機使用壽命。
樂紅勝介紹說,正是基于這些原因,目前使用普通壓縮機的熱泵熱水器存在電機易燒毀、泵體異常磨耗及低溫工況效率低等問題,產(chǎn)品可靠性不佳,往往只有2~3年的使用壽命。同時,實驗表明,普通空調(diào)壓縮機用于熱泵系統(tǒng)時,無法使用HCFC制冷劑。“普通空調(diào)壓縮機直接應用于熱泵熱水器,將導致嚴重的可靠性問題?!?/p>
針對這些問題,上海日立專門成立了熱泵產(chǎn)品課題組進行攻關,并組成了專門的團隊開展市場調(diào)研,建立了專門試驗室,歷經(jīng)各項科研攻關,終于在國內(nèi)率先推出熱泵熱水器專用的睿能4XPOWER系列壓縮機。據(jù)悉,該公司從2007年開始關注熱泵熱水器這一被稱為“第四代”熱水器的節(jié)能產(chǎn)品。相比其他熱水器,熱泵熱水器無污染、熱效率高、運行費用低,具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢。據(jù)介紹,熱泵熱水器熱效率高達370%,年運行費用為273.8元,僅為電熱水器的四分之一。近年來熱泵熱水器行業(yè)發(fā)展迅速,據(jù)國務院發(fā)展研究中心提供的數(shù)據(jù),2003~2008年,中國熱泵熱水器市場年平均增速為23.4%。
據(jù)介紹,為解決電機易燒毀問題,在同排量下,睿能4XPOWER提高了壓縮機冷凝溫度,優(yōu)化了電機出力點;采用大殼徑電機,提高電機效率,減少電機發(fā)熱量;采用偏心裝配方式,減少泵體泄漏,降低排氣溫度。此外,睿能4XPOWER泵體的大殼徑、高強度設計可以耐高壓,優(yōu)化軸系設計既保證了產(chǎn)品強度,又使得受力更加均勻,減小了泵體變形量。針對普通壓縮機的磨耗問題,睿能4XPOWER泵體選用高耐磨且儲油性良好的材料,保證了長期運行可靠性;在結構設計上,該產(chǎn)品的超大容積儲液器能保證制冷劑封入量,緩和液擊;預留電加熱帶位置可保證底部制冷劑揮發(fā),提高油濃度;提高零部件的加工精度,降低摩擦系數(shù),改善受力。通過各類優(yōu)化設計,睿能4XPOWER電機效率平緩化,低溫工況效率明顯提高;而泵體結構的優(yōu)化,提高了裝配精度,減小了余隙容積,容積效率有所提高。睿能4XPOWER無論標準工況還是低溫工況的制熱性能都比普通空調(diào)壓縮機有所提高。睿能4XPOWER采用R134a和R417A兩種環(huán)保制冷劑,并使用能與上述制冷劑很好互溶的POE冷凍機油。
樂紅勝介紹說,睿能4XPOWER的設計壽命為10年以上,是現(xiàn)在空調(diào)壓縮機在熱泵熱水器上2~3年壽命的4倍。在保證可靠性的同時,該產(chǎn)品實現(xiàn)了全年高效,在熱泵熱水器出水溫度達到60℃時能夠安全可靠。睿能4XPOWER已經(jīng)通過一系列長壽試驗的加速實驗考核,包括耐液擊能力、耐水壓安全性能、高壓比長期壽命、高負荷長期壽命、供油能力、低溫啟動能力、耐疲勞能力、長期開停等多項考核項目。
對于新產(chǎn)品,上海日立董事長沈建芳很自信,他自豪地向《電器》記者介紹:“我們的熱泵專用產(chǎn)品,可以讓熱泵系統(tǒng)實現(xiàn)‘四季高效’、‘四倍能效’和‘四倍壽命’?!睋?jù)了解,目前睿能4XPOWER與部分熱泵熱水器企業(yè)進行了產(chǎn)品匹配試驗,已有數(shù)家企業(yè)在發(fā)布會當天發(fā)出了需求訂單。