一、技術名稱：熱泵的雙級增焓提效技術

二、技術所屬領域及適用范圍：輕工行業民用及商用制熱需求場所

三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀

我國家用熱水器主要由電熱水器、燃氣熱水、太陽能熱水器以及熱泵熱水器構成，根據2012年有關分析數據，其能耗及碳排放情況為消耗標準煤1390萬噸，碳排放3670萬噸，具體如表1所示。

表1 熱水器能耗及碳排放數據表

（注：上述計算是以一年365天，每天每臺套熱水器加熱15℃到55℃的熱水100L 計算能耗和碳排放量。燃氣熱水器能耗計算：液化石油氣熱值43200kJ/kg，相當于1.63kgce熱值。）應用該技術可實現節能量18萬tce/a，CO2減排約47.5萬t/a。

四、技術內容

1.技術原理

（1）雙級增焓轉子式壓縮機技術

雙級壓縮系統與普通單級壓縮系統相比，壓縮過程從一次壓縮分解為兩次壓縮，增加閃蒸器和一級節流裝置，雙級增焓轉子式變頻壓縮機的兩個氣缸分別承擔低壓級壓縮和高壓級壓縮，單個氣缸的壓縮比得到大幅降低。通過上下氣缸工作容積及結構的合理設計，可使壓縮機在高壓比工況下，其容積效率比單級壓縮機得到明顯提高，進一步加強雙級增焓壓縮機制冷、制熱能力的優勢。

（2）變頻控制技術

采取雙級增焓變頻壓縮機和帶閃蒸器的雙電子膨脹閥串聯噴焓系統，結合控制中壓腔的噴射量和主回路循環冷媒量，適時控制壓縮機運行頻率，實現各種工況下系統以最佳COP運行，保障系統運行安全可靠，并滿足大范圍寬工況要求。

（3）能效比自動優化技術

通過最優COP分析方法，綜合環境溫度、水箱水溫、壓機頻率等運行狀態，通過模擬計算出機組瞬時狀態制熱能力和能效，并通過持續的狀態對比，將機組運行設置在能效比（COP）最佳運行狀態，持續提升機組COP值。

（4）微通道高效換熱技術

通過對微通道換熱技術的研究和應用，增大了冷媒的接觸截面積，有效分解壓強，提升了系統耐壓能力，大大強化傳熱效果。

2.關鍵技術

（1）雙級增焓轉子式壓縮機技術；

（2）變頻控制技術；

（3）能效比自動優化技術；

（4）微通道高效換熱技術。

3.工藝流程

雙級壓縮循環系統簡圖見圖1。

圖1 雙級壓縮循環工藝流程圖

該技術也可用于空氣能熱水器，其制熱水工作過程如下：當室外環境低至一定溫度時，噴焓電磁閥開啟，從壓縮機出來的冷媒和水箱內的水換熱后經過一級節流毛細管節流后進入閃蒸器，從閃蒸器出來的制冷劑分為主、輔兩路，氣體（輔路）進入壓縮機噴焓口，主路的制冷劑液體則經二級節流電子膨脹閥降壓后進入室外蒸發器，在蒸發器中吸熱氣化后流經氣液分離器后被吸入壓縮機。主路制冷劑經過壓縮后和輔路的制冷劑在壓縮機工作腔內混合，經進一步壓縮后排出壓縮機進入水箱冷凝器，如此構成完整的循環。具體如圖2所示。

圖2 利用雙級焓增變頻壓縮機的熱泵熱水器設備工藝流程圖

五、主要技術指標

1.系統COP可達5.44W/W；

2.在－15℃環境溫度下制熱最大COP可達3.0W/W。

六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀

該技術2012年12月通過了廣東省科學技術廳組織的技術鑒定。獲得授權發明專利4項；獲得授權實用新型專利19項。目前該技術已進入產業化階段，在制造成本上，雙級增焓變頻熱泵較同等能力的熱泵成本增加不到5%，具備很好的產業化推廣應用條件。隨著國家節能環保政策的推進和人們對舒適制熱和熱水的更高追求，雙級增焓變頻熱泵技術以其高效節能、安全舒適的優點，未來市場有望持續快速增長，具有廣闊的發展前景。

七、典型應用案例

典型用戶：中山陽光花園小區、江西紅星小區等。

典型案例1

案例名稱：珠海格力電器股份有限公司

技術提供單位：中國儲備糧管理總公司

建設規模：432套住房改造。主要技改內容：雙級增焓變頻熱泵熱水器替換電熱水器。主要設備為雙級增焓變頻熱泵熱水器等。技改投資額346萬元，建設期3個月。年節能量560tce，年減排量1478tCO2，投資回收期約3年。

典型案例2

案例名稱：江西紅星小區燃煤鍋爐熱水工程改造項目項目

案例名稱：珠海格力電器股份有限公司

建設規模：564套住房改造。建設條件：小區原供熱水方式為燃煤鍋爐集中供熱水方式，主要技改內容：雙級增焓變頻熱水器替換燃煤鍋爐，主要設備為雙級增焓變頻熱水器等。技改投資額451萬元，建設期2個月。年節能量610tce，年減排量1610tCO2。投資回收期約5年。

八、推廣前景和節能減排潛力

目前，我國電熱水器制熱水占熱水器總銷量的40%，銷售量大約在650萬臺，預計未來5年，在熱水器領域的推廣比例可達5%，形成的年節能能力為90萬tce，年碳減排能力為238萬tCO2。