热泵专用压缩机介绍20110310-1

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SHEC热泵专用压缩机冷媒选择
R134a/R417A冷媒在热泵热水器中应用
130 120 110 117.6
排气温度理论值
116.5
排气温度(℃)
101.4 100 90 80 70 60 R22 R410A R407C R134a R417A 88.5 84.8
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SHEC热泵专用压缩机冷媒选择
冷媒 R134a R417A R134a R417A
2650W-7140W 2200W-4400W 3500W-6000W
开发完成机型 开发中机型
29
谢谢大家！
30
⑷低温工况效率低：泵体效率低、电机偏离定额点严重
(5)可靠性不佳：寿命大幅降低
………
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热泵热水器运行模式分析
热泵热水器运行特点 一年四季长运行时间 热泵热水器一年四季都需要制热水 热泵专用压缩机要求 压缩机运行范围要拓宽 运行时间增加，可靠性需强化
全年高压力运行工况
出水温度55℃以上，全年运行压力居高不下
30
压缩机壳底过热度(℃)
25 20 15 10 5 0 -5 20℃/15℃ 43℃/26℃ 7℃/6℃
壳底过热不足温度
采用喷射压缩机虽 可降低排气温度， 冬季工况下压缩机 底部过热度不足 油浓度不能保证： 后果压缩机泵体磨 耗
2℃/1℃
-7℃/-8℃
实验条件：水温55℃
环境工况(干球温度/湿球温度)
R134a/R417A冷媒在热泵热水器中应用
160 150 140
温度(℃)
排气温度 壳体温度 卷线温度
电机卷线温度允许值
130 120 110 100 90 80 R22 R134a R417A
测试工况 冷凝温度/蒸发温度=70℃/-15℃
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SHEC热泵专用压缩机冷媒选择
R134a/R417A冷媒在热泵热水器中应用
优化结果 标况及冬季制热性能均有提升
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性能确认
系统匹配后性能
制热COP
5 4 3 2 1 0
普通压缩机 热泵专用压缩机
20℃/15℃
43℃/26℃
7℃/6℃
2℃/1℃
-7℃/-8℃
环境工况（干球温度/湿球温度）
系统匹配后各工况下在性能上全面优于空调压缩机
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一.普通压缩机用于热泵热水器带来的问题
辅助材料相容性： 切削液、磨削液 等工程辅材
＋
玻璃管冷媒封入机 试验后密封玻璃管中油样外观
保证冷媒、冷冻机油、直接材料、辅助材料等长期使用条件下的可靠性
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电机绕组温度确认
160 140 120
普通压缩机 热泵压缩机
100 80 60 40 20 0 20℃/15℃ 实验条件：水温55℃ 43℃/26℃ 7℃/6℃ 2℃/1℃ -7℃/-8℃ 环境工况(干球温度/湿球温度)
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不同技术方案探讨 方案3：普通空调压缩机+电加热方案确认
加热区间 加热方式
能效比
采用辅助电加热 15~55℃ 15~45℃热泵加热 45~55℃电加热 2.25
国家能效标注出台后
纯热泵加热 15~55℃ 15~55℃全部采 用热泵加热 4.10
此类型产品将不能被销售
8
不同技术方案探讨 方案4：“混配”冷媒方案确认
14
SHEC热泵专用压缩机运行范围
冬季高压比 运行区域 夏季高负荷 运行区域
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SHEC热泵专用压缩机产品特点
产品特点
睿能4X-POWER 热泵热水器 专用压缩机
高水温
设计寿命10年以上
高可靠 宽范围
16பைடு நூலகம்
SHEC热泵专用压缩机设计要点
可靠性-设计方案
优化工艺
优化电机设计
优化电机性能，保证电机效率平缓化
夏季高负荷、冬季高压比恶劣 工况下电机卷线温度保证
夏季高负荷运行工况 夏季蒸发器在室外，过负荷工况更为恶劣
方案6：热泵专用压缩机 热泵专用压缩机
冬季高压比运行工况 冬季高冷凝温度形成高压比工况
13
一.普通压缩机用于热泵热水器带来的问题
本节关注
二.睿能热泵专用压缩机产品特点
三. 睿能热泵专用压缩机型谱
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高负荷长期寿命考核 保证2万小时的运行时间 超500台次试验考核保证
SHEC热泵专用压缩机冷媒选择
R134a/R417A冷媒在热泵热水器中应用
基本物性比较
名称 成分 分子量 ODP 标准沸点℃ 临界温度℃ 临界压力Mpa R22 CHCIF2 86.47 0.055 -40.8 96.2 4.99 R407C R32/125/134a 86.2 0 -43.56 86.74 4.619 R410A R32/125 72.58 0 -51.53 72.13 4.926 R134a CH2FCF3 102 0 -26.1 101.1 4.06 R417A R134a/125/600 106.75 0 -41.8 89.9 4.24
出水温度 (临界温度) R22 R410A R407C R134a R417A √ ╳ √ √ √
卷线温度 ╳ ╳ ╳ √ √
ODP ╳ √ √ √ √
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SHEC热泵专用压缩机冷媒选择
R134a/R417A冷媒相容性
直接材料相容性： 绑线、引出线组件、 漆包线等有机材料
＋
高压釜 试验后高压釜内油样外观
上海日立对于使用规定牌号以外冷媒的压缩机不能给予相应质保
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不同技术方案探讨 方案5：工业压缩机方案确认
冬季高压比
区域不能保证
冷凝温度(℃)
工业压缩机 运行范围内
热泵热水器 运行范围
蒸发温度(℃)
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普通压缩机在热泵热水器中应用困局
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普通压缩机在热泵热水器中失效原因
⑴电机烧毁：电机效率低、发热量大、排气温度过高 ⑵负荷大受力大：全年高压力、夏季高负荷、冬季高压比运行 ⑶泵体部异常磨耗：泵体结构及材料因素、润滑不良
高水温可使水箱小型化，减小安装空间
国家给排水标准温度要求：55℃以上
睿能4X-POWER系列热泵专用压缩机系统匹配出水温度保证 无需辅助电加热
55℃以上
3
55℃水温的几种技术方案
方案1 方案2
技术方案 普通空调压缩机 喷射压缩机
备注 热泵加热55℃
方案3
方案4 方案5 方案6
↑ 热泵加热45℃ 普通空调压缩机+电加热 45℃以上电加热 “混配”冷媒 自行配置未经认可 的冷媒 工业压缩机 热泵专用压缩机
二.睿能热泵专用压缩机产品特点
本节关注
三. 睿能热泵专用压缩机型谱
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睿能4X-POWER热泵专用压缩机型谱
制热量
(kW) 0.0 2.0 4.0 8.0 6.0 930W-5100W 12.0 20.0 13000W-20000W
电源 220-240V,1Φ ,50Hz 380V,3Φ ,50Hz 208-230V,1Φ ,60Hz
4
不同技术方案探讨
各工况下压缩机喷液与否对电机线圈温度影响比较
方案1：普通空调压缩机方案确认
1
100
104
107 100
75
低温
过负荷
普通空调压缩机低温和高温过负荷工况下 电机线圈温度超出允许的范围：后果电机烧损
5
不同技术方案探讨 方案1：普通空调压缩机方案确认
泵体受力未经校核，部件 强度超出范围 轴承负荷增加，发生异常 磨耗 电机特性与泵体负荷不匹 配，发生异常堵转
热泵压缩机比 普通压缩机卷 线温度降低 15℃~25℃
卷线温度(℃)
25
性能确认
压缩机单体性能
标准工况制热性能 冬季工况制热性能
4.20 4.15 4.10 4.05 4.00 3.95 3.90
结构1 结构2(优化后) 结构3 结构4
3.30 3.25 3.20 3.15 3.10 3.05 3.00
试验冷凝压力提高，满足热泵全年高运行压力条件 试验蒸发压力提高，满足夏季大流量、高负荷条件 试验压比提高，满足冬季小流量、高压比工况
考核时间增加，满足十年运行寿命
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SHEC热泵专用压缩机试验考核
可靠性-考核项目
制定了上海日立企业标准
抗液击能力考核 供油能力考核 低温启动能力考核 耐水压安全性能考核 耐疲劳能力考核 高压比长期寿命考核 长期相容性考核 长期开停考核 单体寿命考核120台 30台系统实装现地试验
“混配”冷媒指自行配制未经上海日立认可的冷媒，达到降低排气温度目 的 采用“混配”冷媒会带来以下后果： “混配”冷媒成分控制的稳定性难以保证，造成性能不稳定 “混配”冷媒热力学性能不能与压缩机达到匹配，造成压缩机堵转、失速等 “混配”冷媒中压缩机部件受力未经校核，有可能超出零部件的受力范围 “混配”冷媒与压缩机材料相容性(主料/辅料)未经确认，长期可靠性不能保证
SHEC睿能4X-POWER 热泵专用压缩机介绍
上海日立电器有限公司 2011.03.10
目录
本节关注
一.普通压缩机用于热泵热水器带来的问题
二.睿能热泵专用压缩机产品特点
三. 睿能热泵专用压缩机型谱
1
上海日立热泵专用压缩机定位
55℃以上水温 上海日立热泵专用压缩机定位
2
出水温度考虑因素
杀菌要求：“军团菌”
泵体受力负荷增加 30%以上
6
不同技术方案探讨 方案2：喷射压缩机方案确认
( ℃) 65 55 45 35 25 15 5 -5 9.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 55.0 55.0 水温( ℃) 排气温度 吸气过热度 压缩机底部过热度
环境温度-7℃运行(喷射)
超精加工 偏心装配和分档选配
泵体间隙优化
减少泄漏再膨胀
选用耐磨材料
保证泵体可靠性
结构设计优化
强化泵体，提高泵体受力性能
大容积储液器设计 新冷媒
环保且高效
超大容积保证，缓和液击
预留电加热带位置 POE冷冻机油
与新冷媒能很好互溶
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使底部冷媒挥发，提高油浓度
SHEC热泵专用压缩机试验考核
可靠性-实验条件确定