熱泵系統(tǒng)的案例
變頻技術(shù)在熱泵采暖水系統(tǒng)中的應(yīng)用
熱泵采暖系統(tǒng)分為冷媒系統(tǒng)和水系統(tǒng)兩部分。本文從熱泵采暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理特點(diǎn)以及實(shí)際應(yīng)用環(huán)境負(fù)荷變化對(duì)水系統(tǒng)的要求進(jìn)行分析，提出了利用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，來(lái)調(diào)節(jié)流量和壓力的變化取代用閥門(mén)控制流量，增加系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性的解決方案，可以帶來(lái)明顯的節(jié)能效果和良好的經(jīng)濟(jì)效益。
一、熱泵采暖系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)
熱泵采暖系統(tǒng)是由一連串的流體機(jī)械和熱交換器組合而成的。它主要由制冷系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、地暖管系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)四部分組成。圖1為典型熱泵采暖系統(tǒng)工作原理示意圖。
圖1.熱泵采暖系統(tǒng)工作原理示意圖
熱泵采暖系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：
1. 冷熱負(fù)荷要求的不均勻性。
在熱泵采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，為保證在大氣溫度最低的情況下能滿足使用要求，所以按最大負(fù)荷設(shè)計(jì)并有15%左右的富裕量，而平時(shí)使用時(shí)并不能達(dá)到滿負(fù)荷，所以存在較大裕度，其中熱泵主機(jī)可以根據(jù)負(fù)載變化使用變頻壓縮機(jī)或者并聯(lián)多臺(tái)主機(jī)來(lái)自動(dòng)加載、卸載，而水泵的流量如不能隨熱泵主機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，必然存在很大的能量浪費(fèi)。
除此之外，每年的氣象條件是隨季節(jié)呈周期性變化的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)中央空調(diào)水泵在滿負(fù)荷情況下運(yùn)行的時(shí)間較少，大部分時(shí)間運(yùn)行在總負(fù)荷的60%～80%之間(如圖2)。而從歐盟ERP指令中關(guān)于水泵EEI指數(shù)計(jì)算流量、時(shí)間百分比來(lái)看（如表1），歐洲采暖系統(tǒng)水泵運(yùn)行負(fù)荷更多集中在50%以下，這可能和歐洲建筑保溫效果好有很大關(guān)系。
展開(kāi) 寶馬i3純電動(dòng)車(chē)空調(diào)系統(tǒng)熱泵解析
一、帶熱泵的加熱回路
寶馬i3純電動(dòng)車(chē)的熱泵換熱器安裝在冷卻液泵和電加熱器之間。由于使用熱泵，電加熱器的電能消耗明顯減少。
在進(jìn)行效率比較時(shí)，清晰地顯示了熱泵節(jié)約的能量。為了獲得5kW的輸出熱量，由于電阻損失，電加熱器需要消耗5.5kW的電能。而帶熱泵的系統(tǒng)只需要2.5kW的電能。EKK使用這些電能壓縮制冷劑，在熱泵換熱器產(chǎn)生所需的輸出熱量。如圖1所示。
圖1 熱泵和電加熱器效率比較
1 熱泵 2 電加熱器 A 輸出熱量 B 消耗的電能
冷卻液回路只是增加了熱泵換熱器。即使使用熱泵，也必須配置電加熱器，以保證系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，還能夠達(dá)到乘客艙所需的溫度，如圖2所示。為了防止回路堵塞或損壞，必須使用寶馬i3新型專(zhuān)用冷卻液。
圖2 帶熱泵的乘客艙加熱
1 乘客艙換熱器 2 電加熱器 3 電動(dòng)冷卻液泵(12V) 4 儲(chǔ)液罐 5 熱泵換熱器
二、熱泵系統(tǒng)圖
在寶馬i3純電動(dòng)車(chē)上，電機(jī)和動(dòng)力電控裝置產(chǎn)生的可用廢熱很少。即使在寶馬i3增程式純電動(dòng)車(chē)上，也不使用增程式發(fā)動(dòng)機(jī)上產(chǎn)生的廢熱。為了減輕重量，該款增程式純電動(dòng)車(chē)上不配置熱泵。
由于配置了熱泵，使用電加熱器的純電動(dòng)車(chē)的行駛里程并不明顯減少。乘客艙所需的熱量由帶熱泵的暖風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)提供。
熱泵的工作原理與暖風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)相反，高溫高壓的制冷劑流過(guò)冷凝器時(shí)，釋放的熱能直接排入大氣。而高溫高壓的制冷劑流過(guò)熱泵熱交換器時(shí)，制冷劑釋放的熱能用于加熱乘客艙。如圖3所示。
展開(kāi) 基于制冷劑噴射熱泵的電動(dòng)汽車(chē)高效集成熱管理系統(tǒng)
集成熱管理系統(tǒng)（ITMS）作為保證電動(dòng)汽車(chē)最佳運(yùn)行的框架，已受到越來(lái)越多關(guān)注。目前，對(duì)ITMS的研究大多集中在機(jī)艙和電池的溫度控制上，只有少數(shù)研究考慮了電機(jī)或電控制的熱管理。Kexin等[6]設(shè)計(jì)了一種基于單級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)（SCHPS）的ITMS，通過(guò)三通和電磁閥的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了電池和座艙的加熱和冷卻。特斯拉的Y型使用了一個(gè)復(fù)雜的ITMS，覆蓋了座艙、電池、電機(jī)和電控，該系統(tǒng)設(shè)置為多種模式，以確保各部件的溫度調(diào)節(jié)和系統(tǒng)的高效運(yùn)行。但上述研究都是基于SCHPS的，這在一定程度上限制了系統(tǒng)效率。
02
成果掠影
近期，華南理工大學(xué)Jianghong Wu團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)熱泵系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究和電氣系統(tǒng)的熱分析，創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)了一種基于制冷劑注入熱泵的高效集成熱管理系統(tǒng)，并利用工程系統(tǒng)仿真高級(jí)建模環(huán)境（AMESim）軟件搭建了系統(tǒng)仿真平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明，基于中間熱交換器的電池冷卻穩(wěn)定性和效率優(yōu)于雙蒸發(fā)器設(shè)置，可以在 35 ℃ 的環(huán)境溫度下降低 30% 的能耗。電機(jī)熱回收及高溫電控?zé)峁芾?em>系統(tǒng)可降低能耗11.98%～56.69%，滿足-22.04℃的供暖條件。基于制冷劑噴射熱泵的集成熱管理系統(tǒng)擴(kuò)大了高速公路燃油經(jīng)濟(jì)性測(cè)試 (EPA-420-B-12-001) 的運(yùn)行范圍。在電加熱的輔助下，本研究開(kāi)發(fā)的仿真系統(tǒng)可以滿足中國(guó)寬溫度范圍的負(fù)載要求。
展開(kāi) 整體熱管理——電動(dòng)汽車(chē)出行的成功關(guān)鍵
如何提高氫燃料汽車(chē)的熱管理效率
針對(duì)商用車(chē)而言，它的分布式有30%是排氣排走了，會(huì)有25%到了冷卻系統(tǒng)，45%到了其他的系統(tǒng)。到了氫燃料電池系統(tǒng)，最終的效率會(huì)高一些，會(huì)有50%-52%，但它排氣所能排放的熱量是很有限，因?yàn)樗捎玫蜏嘏欧诺姆绞剑?2%以上的熱量都要通過(guò)冷卻系統(tǒng)排掉。
這樣和原來(lái)的冷卻系統(tǒng)比，能力要提高到原來(lái)的1.5-2倍，這是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。因?yàn)閾Q熱器面積是有限的，這樣必須采用一個(gè)更好更高效的系統(tǒng)解決方案，才可以應(yīng)對(duì)。
馬勒在應(yīng)對(duì)氫燃料電池汽車(chē)熱管理的挑戰(zhàn)時(shí)，首先馬勒采用電池冷卻方式，主要是有空氣和氫氣的熱管理系統(tǒng)，各種各樣的換熱器，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，是從系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)的模擬，從零部件的規(guī)格制定和選型，包括整個(gè)測(cè)試，以及支持整車(chē)的驗(yàn)證。馬勒已經(jīng)有全面的氫燃料電池汽車(chē)系統(tǒng)全面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試驗(yàn)裝等能力。
賈宏濤表示：馬勒是有一個(gè)整體化的熱管理解決方案的公司，它結(jié)合了所有電池、電驅(qū)系統(tǒng)的解決方案。馬勒有高度集成化的系統(tǒng)，可以大大優(yōu)化空調(diào)管路、傳感器，從而降低成本和整個(gè)系統(tǒng)的重量。馬勒提供全面的熱泵系統(tǒng)解決方案，從間接式和直接式，但馬勒認(rèn)為直接式的熱泵系統(tǒng)是最優(yōu)選擇。再是馬勒也針對(duì)不同的制冷劑有不同的解決方案，包括R290包括二氧化碳系統(tǒng)?，F(xiàn)在馬勒已經(jīng)在研發(fā)二氧化碳的熱泵系統(tǒng)，以及R290的熱泵系統(tǒng)，包括2124F熱泵系統(tǒng)。
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展開(kāi) 
大眾MEB平臺(tái)的熱泵空調(diào)
這份 SSP 881213《 ID Air Conditioning and Heat Pump in MEB Vehicles》是有關(guān)于大眾熱泵空調(diào)很詳細(xì)的敘述，我想摘錄一些有空的內(nèi)容供各位讀者參考，當(dāng)然最重要的還是基于R744（CO2）制冷劑的熱泵熱泵系統(tǒng)，可以充分回收電池、電機(jī)、功率電子和充電系統(tǒng)的能量來(lái)作為能量源，這也是大眾在熱管理方面的布局。
圖1 大眾的兩種熱泵空調(diào)
一、熱泵系統(tǒng)
二氧化碳熱泵的低溫性能很好，能夠在更低的溫度下吸收更多的熱量，系統(tǒng)壓比更低，對(duì)壓縮機(jī)的要求也會(huì)低一些，可以提高熱泵的制熱性能。但是二氧化碳熱泵的工作壓力大概是傳統(tǒng)制冷劑的10倍，極限的工作情況可達(dá)90bar左右。
備注：R-744的終極優(yōu)勢(shì)是環(huán)保，并且二氧化碳沒(méi)有毒性，不需要考慮回收。
圖2 大眾對(duì)于R-744（CO2）的選擇
基于R-744的熱泵系統(tǒng)主要包含這些部件：VX841空氣壓縮機(jī)總成（還包含J842的控制模塊）、ZX17的高壓PTC模塊和J848的PTC控制模塊，還有一系列的管路。
圖3 大眾的熱泵系統(tǒng)組成
（1）AC Compressor
熱泵的核心是這個(gè)空氣壓縮機(jī)，這個(gè)壓縮機(jī)兼容R1234yf和R744兩種制冷劑，在后者上增加了厚度，并且相應(yīng)對(duì)于尺寸做了適配。
圖4 空壓機(jī)設(shè)計(jì)變化
如下所示，空壓機(jī)工作范圍覆蓋-28度到70度，采用lin通信，最大的功率5.5kW，其中電機(jī)功率為4.4kW。
表1 空壓機(jī)的參數(shù)
（2）Valve Unit 總成
這套總成由5個(gè)截止閥和3個(gè)膨脹閥共8個(gè)電磁閥裝置組成，通過(guò)8個(gè)電磁閥不同的組合方式，MEB的熱泵系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)4種制冷模式和3種加熱模式場(chǎng)景的切換。
展開(kāi) 新能源汽車(chē)熱管理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析
但是，目前來(lái)看PTC 加熱方案同時(shí)存在諸多弊端，采暖能耗高、對(duì)于續(xù)駛里程的影響較大，由此便加速了熱泵系統(tǒng)的發(fā)展。熱泵系統(tǒng)可以有效解決采暖導(dǎo)致的續(xù)駛里程焦慮問(wèn)題，張皓等的研究表明，熱泵的節(jié)能效果更佳明顯，其采暖模式熱效率是PTC 加熱模式的2 倍。當(dāng)然，目前熱泵系統(tǒng)同樣存在一定的弊端，當(dāng)環(huán)境溫度低于-5 ℃時(shí)，熱泵空調(diào)系統(tǒng)會(huì)失效，而PTC 加熱系統(tǒng)仍可以正常工作。當(dāng)前，熱泵系統(tǒng)還處發(fā)展初期，一系列技術(shù)問(wèn)題依然有待解決，如低溫啟動(dòng)難、換熱器結(jié)霜降低冷換熱效率、制冷劑性選取未達(dá)一致的問(wèn)題。
艾志華的研究中也提到了純電動(dòng)車(chē)的熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要由電動(dòng)壓縮機(jī)、車(chē)外換熱器、車(chē)內(nèi)換熱器、四通換向閥、電子膨脹閥等構(gòu)件組成，當(dāng)然為了提高熱泵系統(tǒng)的性能，可能還需要添加儲(chǔ)液干燥器、換熱器風(fēng)扇等輔助部件。電動(dòng)壓縮機(jī)是熱泵空調(diào)循環(huán)制冷劑介質(zhì)流動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源，其性能好壞直接影響熱泵空調(diào)系統(tǒng)的能耗及制冷或制熱的效能。從目前空調(diào)壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，結(jié)構(gòu)緊湊、高效節(jié)能以及微振、低噪等特點(diǎn)是空調(diào)壓縮機(jī)制造技術(shù)不斷發(fā)展的方向。隨車(chē)汽車(chē)舒適度的不斷提高、新式空調(diào)系統(tǒng)的不斷出現(xiàn),促使空調(diào)壓縮機(jī)制造技術(shù)不斷進(jìn)步。從分類(lèi)上來(lái)看，汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)多為油潤(rùn)滑式容積式結(jié)構(gòu)，主要列于表2。
表2 汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)分類(lèi)情況
斜盤(pán)式壓縮機(jī)是一種軸向往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，由于其低成本、高效率的優(yōu)勢(shì)主要在傳統(tǒng)車(chē)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，如奧迪、捷達(dá)以及富康等轎車(chē)均采用斜盤(pán)式壓縮機(jī)作為汽車(chē)空調(diào)的制冷壓縮機(jī)。
旋葉式壓縮機(jī)同往復(fù)式一樣主要依靠汽缸容積的變化來(lái)進(jìn)行制冷，但它的工作容積變化除了周期性擴(kuò)大和縮小外，其空間位置也隨主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)不斷發(fā)生變化。趙寶平等的研究中也指出，旋葉式壓縮機(jī)的工作過(guò)程一般只包括進(jìn)氣、壓縮、排氣3個(gè)過(guò)程，基本上沒(méi)有余隙容積，所以它的容積效率可以達(dá)到80%～95%。
展開(kāi) 技術(shù)新舊大比拼：電磁熱泵VS傳統(tǒng)型熱泵
在水源熱泵的設(shè)備方面，也要充分考慮溫差（取水和回灌水之間溫差）與流量的合理利用，以及對(duì)于住宅水源熱泵系統(tǒng)的外網(wǎng)運(yùn)行費(fèi)用分擔(dān)問(wèn)題。
地源熱泵技術(shù)
地下土壤中蘊(yùn)藏著豐富的溫度資源，夏季地下土壤的溫度低于地上空間的溫度，冬季地下土壤的溫度高于地上空間的溫度。地溫熱泵技術(shù)就是利用這種季節(jié)性溫度差，通過(guò)專(zhuān)門(mén)裝置在夏季將地下土壤的低溫資源轉(zhuǎn)換到地上空間制冷，在冬季將地下土壤的高溫資源轉(zhuǎn)換到地上空間供熱。其實(shí)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，地源熱泵也是空調(diào)，同樣會(huì)衰減：冬天，它從地下吸取熱量來(lái)供熱。但用上十年，這種裝置會(huì)比其他大多數(shù)的系統(tǒng)都更有效地供熱。如果把一定的能源放進(jìn)一個(gè)熔爐，制熱時(shí)，所收回的或許會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于所放入的能源。但如果把該部分能源放進(jìn)一個(gè)熱泵，將收回三倍的效力。這是因?yàn)?em>熱泵不需要使用能源來(lái)造熱；取而代之的是，它是轉(zhuǎn)移已經(jīng)存在的熱量。
究其特點(diǎn)，地源熱泵系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的供熱和制冷，還可供生活熱水，一機(jī)多用。一套系統(tǒng)可以代替原來(lái)的鍋爐加制冷機(jī)的兩套裝置或系統(tǒng)。系統(tǒng)緊湊，省去了鍋爐房和冷卻塔，節(jié)省建筑空間，也有利于建筑的美觀。地源熱泵系統(tǒng)的另一個(gè)顯著的特點(diǎn)是大大提高了一次能源的利用率，因此具有高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高約40-60%。另外，地源溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用也較鍋爐－制冷機(jī)系統(tǒng)大大減少，保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。
迄今為止，制約地源熱泵系統(tǒng)在我國(guó)應(yīng)用的障礙主要是在地下埋管的初投資較高，以及政府、建筑設(shè)計(jì)人員和公眾對(duì)這一技術(shù)缺乏了解。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性取決于多種因素。
展開(kāi) 江森自控：工業(yè)余熱變“廢”為寶 助力綠色中國(guó)夢(mèng)
郝立告訴我們：“以一個(gè)系統(tǒng)為例，這款產(chǎn)品單套熱泵系統(tǒng)供熱量可達(dá)80兆瓦，以北方集中采暖負(fù)荷按50瓦/平方米計(jì)算，單套熱泵系統(tǒng)就可為80萬(wàn)平米的供熱區(qū)域提供熱源?！? 在合同能源管理中，幫助用戶盡快收回成本、獲取收益是余熱回收型熱泵產(chǎn)品的初衷，這些數(shù)字也印證這款新產(chǎn)品強(qiáng)大的供熱能力。以單套熱泵系統(tǒng)80兆瓦為例，江森自控YDST熱泵系統(tǒng)通過(guò)余熱回收，可以幫助供熱企業(yè)在未來(lái)20年，增加數(shù)億元的供熱收入。
約克YDST蒸汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)型離心式熱泵
集中供暖不僅需要考慮高效、節(jié)能，更是一項(xiàng)民生工程，要求供熱系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定。江森自控是一家具有55年工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)史的企業(yè)，其產(chǎn)品長(zhǎng)期用于石化、化工等核心工藝，具有產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)、對(duì)運(yùn)行工況適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠確保機(jī)組在全工況條件下可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。
縮小差距 開(kāi)發(fā)更多適合中國(guó)市場(chǎng)的產(chǎn)品
目前，中國(guó)余熱回收技術(shù)與丹麥、挪威等國(guó)家還有一定的差距，而縮小差距將成為江森自控未來(lái)努力的方向。吳松認(rèn)為，最大的差距在于精細(xì)化。例如在丹麥，其余熱利用分類(lèi)非常精細(xì)，不同的產(chǎn)品、不同的溫度、不同工業(yè)余熱的梯次利用都能夠分類(lèi)、分層逐一回收。而在中國(guó)，往往只是看到最大的一塊或是最重要的一塊兒，而忽略很多細(xì)節(jié)考慮。包括日本、意大利等國(guó)家，呈現(xiàn)在我們面前的并不是一些很大規(guī)模的應(yīng)用，而是一些精細(xì)化設(shè)計(jì)的工程。
吳總表示，一個(gè)企業(yè)真正想要成長(zhǎng)發(fā)展離不開(kāi)美好信念的支撐。而對(duì)于江森自控來(lái)說(shuō)，我們秉承可持續(xù)發(fā)展理念，完成了一個(gè)又一個(gè)不可能完成的任務(wù)，激發(fā)每位員工的積極性，開(kāi)發(fā)出更多利國(guó)利民的產(chǎn)品，而不是做一個(gè)“以利相聚，利盡則散”的趨利型企業(yè)。這是一個(gè)企業(yè)能夠長(zhǎng)久發(fā)展的原動(dòng)力。未來(lái)，江森自控將開(kāi)發(fā)出更多適合中國(guó)市場(chǎng)的產(chǎn)品，為中國(guó)一系列清潔能源利用舉措做出更顯著的貢獻(xiàn)。
展開(kāi) 天然制冷劑R290用于熱泵干衣機(jī)能效實(shí)驗(yàn)研究
當(dāng)前熱泵干衣機(jī)多數(shù)使用 HFCs 類(lèi) R134a 制 冷劑,屬于低慢性毒性且無(wú)火焰?zhèn)鞑サ?A1 類(lèi)制冷劑,在“2030 年碳達(dá)峰,2060 年碳中和”目標(biāo)與《蒙特利爾議定書(shū)》基加利修正案關(guān)于中國(guó) HFCs 類(lèi)制冷劑 的限控時(shí)間表要求下(即自 2024 年開(kāi)始凍結(jié),2029 年削減 10%,最終2045年實(shí)現(xiàn)削減 80%),天然制冷劑的推廣使用速度將加快。
天然制冷劑 R290 的使用研究主要集中于減少其在系統(tǒng)中的充注量,優(yōu)化換熱器尺寸和壓縮機(jī)排量等。本文基于 HCs 類(lèi)天然制冷劑 R290 與 HFCs 類(lèi)制冷劑 R134a 的物理和熱力學(xué)性質(zhì)等對(duì)比分析, 提出在獨(dú)立式熱泵干衣機(jī)中使用 R290,并進(jìn)行了熱泵干衣機(jī)熱泵循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究。
熱泵干衣機(jī)利用熱泵干燥原理將循環(huán)空氣中的水分以冷卻除濕的方式除去。熱泵干衣機(jī)系統(tǒng)如圖 1 所示,主要包含兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng):1)空氣干燥循環(huán)系統(tǒng)；2)熱泵循環(huán)系統(tǒng)。
熱泵干衣機(jī)能效不僅取決于熱泵循環(huán)系統(tǒng),同時(shí)也取決于滾筒電機(jī)和其他電子元器件。國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)明確了家用滾筒式干衣機(jī)性能測(cè)試方法?；趪?guó)際標(biāo)準(zhǔn),歐洲推出了家用滾筒式干衣機(jī)性能測(cè)試方法和家用滾筒式干衣機(jī)能效標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn),其能效指標(biāo)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表 1 所示。
R290 與 R134a 的對(duì)比分析如表 2 所示。 從全球變暖潛值GWP對(duì)比分析, HCs 類(lèi)天然制冷劑 R290 小于20,對(duì)全球變暖影響很小,而 HFCs 類(lèi)制冷劑 R134a 高達(dá) 1 430,對(duì)全球變暖影響較大。
基于對(duì) R290 和 R134a 的對(duì)比分析,說(shuō)明 R290 應(yīng)用于熱泵干衣機(jī)理論上是可行的。
展開(kāi) 電動(dòng)汽車(chē)幾種加熱方案解析
2） 控制技術(shù)不成熟 ： 熱泵式空調(diào)控制技術(shù) ，尤其是車(chē)用電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)的變轉(zhuǎn)速控制算法和電磁閥的控制 （空調(diào)模式與熱泵模式之間相互轉(zhuǎn)換）算法不成熟。
3） 熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 零部件數(shù)量多 ， 機(jī)艙布置困難。
4） 成本增加很多， 開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。
5） 隨著環(huán)境溫度降低 ， 熱泵系統(tǒng)的COP值會(huì)有所下降。 當(dāng)環(huán)境溫度低于-10 ℃時(shí)， 電動(dòng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速需要達(dá)到8 000 r/min以上才能維持熱平衡。 當(dāng)電動(dòng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到8 000 r/min以上時(shí)， 噪聲很大，很難達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求， 故此熱泵加熱方式受溫度范圍限制較大。
4 幾種方案的對(duì)比分析
將以上幾種方案從高電壓安全性、 效率、 制熱能力、 與燃油車(chē)部件的通用性、 成本、 最大優(yōu)點(diǎn)和最大缺點(diǎn)等方面進(jìn)行了對(duì)比分析， 見(jiàn)表1。
5 總結(jié)
以上幾個(gè)方案各有優(yōu)勢(shì)： 使用燃油加熱方式在提供舒適環(huán)境的同時(shí)， 不影響純電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程， 在當(dāng)前電池性能不夠理想的情況下， 該方案可作為純電動(dòng)汽車(chē)駕駛室采暖的過(guò)渡方案； 電加熱方式在電池性能發(fā)展到理想水平的情況下， 會(huì)具有很高的可行性； 熱泵加熱方式的加熱效率高于電加熱且不產(chǎn)生尾氣排放， 是今后在純電動(dòng)汽車(chē)駕駛室采暖方面繼續(xù)研究與開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)， 提高電動(dòng)壓縮機(jī)性能與優(yōu)化熱泵系統(tǒng)控制技術(shù)是該方案的難點(diǎn)。 熱泵加熱方式與電加熱方式配合使用， 可以擴(kuò)展熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。來(lái)源：精通維修 電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)PTC加熱器
展開(kāi) 新能源汽車(chē)熱管理系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)一體化？
乘用車(chē)除濕工況時(shí), 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)先經(jīng)過(guò)車(chē)內(nèi)蒸發(fā)器降溫, 將空氣中的水蒸 氣凝結(jié)排出, 再經(jīng)過(guò)車(chē)內(nèi)冷凝器加熱回溫后送回車(chē)室 內(nèi), 達(dá)到除濕的目的.
面對(duì)嚴(yán)寒工況、啟動(dòng)過(guò)程等, 熱泵系統(tǒng)制熱能力 通常受限, 還需額外布置PTC以備不時(shí)之需. 用于熱泵系統(tǒng)的輔助電加熱通常有兩種方式: 直接熱泵式系統(tǒng), 如圖3(a)所示, 風(fēng)暖PTC與制冷系統(tǒng)內(nèi)的車(chē)內(nèi)冷凝器協(xié)同布置, 共同提供制熱量; 間接式熱泵系統(tǒng), 如圖3(b)所示, 制冷系統(tǒng)在板式換熱器中向二次回路的循環(huán)流體放熱, 而二次回路循環(huán)流體與PTC、暖風(fēng)芯體 串聯(lián).
3、 三電耦合系統(tǒng)/余熱回收
近年來(lái), 隨著新能源汽車(chē)不斷向高能量密度、高能量轉(zhuǎn)換效率和高集成度的方向發(fā)展, 三電系統(tǒng)(電池、電動(dòng)機(jī)、電控系統(tǒng))的熱管理需求與日俱增, 已經(jīng)關(guān)系到新能源汽車(chē)整體的安全和效率問(wèn)題, 促進(jìn)了一體化熱管理系統(tǒng)的提出、升級(jí)和演化。
目前, 車(chē)輛熱管理問(wèn)題存在多個(gè)并行獨(dú)立的方面, 可以將其總結(jié)為安全性目標(biāo)、動(dòng)力性目標(biāo)、續(xù)航能力目標(biāo)、舒適性目標(biāo)、耐久性目標(biāo). 一般而言, 安全性目標(biāo)為關(guān)鍵目標(biāo), 動(dòng)力性與續(xù)航能力目標(biāo)為次級(jí)目標(biāo), 舒適性與耐久性目標(biāo)為三級(jí)目標(biāo). 根據(jù)車(chē)室空調(diào)與電池/電機(jī)溫控的不同組合形式, 可構(gòu)成不同的一體式熱管理系統(tǒng), 如車(chē)室空調(diào)+電池溫控并聯(lián)式熱管理系統(tǒng)(圖4(a))和車(chē)室空調(diào)+電池冷卻、電機(jī)余熱回收式熱管理系統(tǒng)(圖4(b))。
圖4(a)所示的系統(tǒng)工作原理為: 制冷劑系統(tǒng)增加了與蒸發(fā)器并聯(lián)的 Chiller, 用于冷卻電池回路的冷卻液; 在乘員艙加熱用的水PTC回路上增加一個(gè)與暖風(fēng)散熱器并聯(lián)的板式換 熱器, 用以加熱電池回路的冷卻液.
展開(kāi) 
比亞迪e平臺(tái)3.0技術(shù)解讀
4、寬溫域高效熱泵系統(tǒng)
為了更好的解決純電動(dòng)車(chē)在冬季續(xù)航衰減的問(wèn)題，不少新推出的電動(dòng)車(chē)都配備了熱泵系統(tǒng)，但傳統(tǒng)熱泵空調(diào)工作條件優(yōu)先，低溫環(huán)境下無(wú)法有效工作，而且通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)熱泵系統(tǒng)給電池組升溫這種低效的方法，也浪費(fèi)了不少電力。
e平臺(tái)3.0采用了比亞迪全新的寬溫域高效熱泵系統(tǒng)，官方表示這套系統(tǒng)擁有11種工況模式，可在-30 ℃-60 ℃進(jìn)行寬溫域工作。
具體是怎么實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單理解就是把熱量從溫度高的地方 傳遞到溫度低的地方。e平臺(tái)3.0的驅(qū)動(dòng)部分依舊是采用常規(guī)的冷卻液進(jìn)行溫度控制，但電池組、座艙冷凝器這部分則用冷媒控溫，動(dòng)力電池可實(shí)現(xiàn)直冷直熱，讓熱效率最高提升20%，冬季續(xù)航最大可提高20%。e平臺(tái)3.0首款推出的新車(chē)海豚就已經(jīng)采用了這套寬溫域高效熱泵系統(tǒng)。
5、充電5分鐘續(xù)航150km
在e平臺(tái)2.0上，比亞迪采用了獨(dú)立升壓充電裝置，來(lái)提升充電樁的輸出的電壓，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的快充模式。e平臺(tái)3.0采用全新的電機(jī)升壓充電架構(gòu)，配備全球首創(chuàng)電驅(qū)升壓充電技術(shù)，讓驅(qū)動(dòng)、充電深度融合，實(shí)現(xiàn)800V高壓快充。
那到底有多快？大家肯定聽(tīng)過(guò)充電5分鐘通話2小時(shí)這句宣傳語(yǔ)，如今比亞迪e平臺(tái)3.0的新車(chē)可實(shí)現(xiàn)充電5分鐘，開(kāi)車(chē)兩小時(shí)！官方表示該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航150km，我只想說(shuō)一句：比亞迪，YYDS。
6、續(xù)航突破1000km？
市面上已經(jīng)有部分新車(chē)實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程突破1000km，蔚來(lái)ET7就一個(gè)很好的例子，但蔚來(lái)ET7配備的是三元鋰電池組，而比亞迪e平臺(tái)3.0未來(lái)推出續(xù)航超1000km的新車(chē)則是配備刀片電池（磷酸鐵鋰電池）。
展開(kāi) 可再生能源建筑 讓建筑每個(gè)“毛孔”都透出綠色
太陽(yáng)能系統(tǒng)上頂入地不占地方還能省電
筑城四月天，多是陽(yáng)光明媚。在位于貴陽(yáng)國(guó)家高新區(qū)的中國(guó)西部(貴陽(yáng))高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)基地，四棟看上去很普通的寫(xiě)字樓，屋頂卻蓋滿了藍(lán)紫色的太陽(yáng)能電池板。
該研發(fā)生產(chǎn)基地，就是我省面積最大的“光電建筑一體化”的綠色建筑，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用面積有6000平方米。1號(hào)至4號(hào)樓屋頂和裙房屋頂安裝的太陽(yáng)能電池組件，不僅節(jié)省空間，還可以發(fā)電。
“太陽(yáng)能電池將日光轉(zhuǎn)換成直流電，通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)化成220/380V交流電供寫(xiě)字樓使用?！表?xiàng)目工程師程吉利說(shuō)，系統(tǒng)平均每年發(fā)電量約有34.63萬(wàn)千瓦時(shí)，每年可節(jié)省40至50萬(wàn)元電費(fèi)。
除了藍(lán)色屋頂，占地8000平方米的廣場(chǎng)上，26個(gè)“球形大燈泡”系統(tǒng)正在為地下車(chē)庫(kù)提供照明。“這是光導(dǎo)照明系統(tǒng)，可以多方位吸收太陽(yáng)能，地面的采光罩采集日光經(jīng)過(guò)特殊制作的導(dǎo)光管傳輸和強(qiáng)化后，通過(guò)漫射為地下車(chē)庫(kù)照明。”程吉利介紹，24小時(shí)必須開(kāi)燈的地下室，這里白天只需開(kāi)一小部分的照明燈。記者在地下一層看到，單個(gè)光導(dǎo)照明系統(tǒng)，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單個(gè)日光燈的照射范圍。
“貴陽(yáng)雨水豐沛，我們還專(zhuān)門(mén)建了雨水收集裝置，將雨水進(jìn)行沉淀、過(guò)濾后供廣場(chǎng)的綠化澆灌使用?！背碳f(shuō)，研發(fā)基地還建有地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，通過(guò)收集利用地下淺層地?zé)豳Y源(土壤)來(lái)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能供暖，每年可節(jié)省標(biāo)煤89.24噸，減少二氧化碳排放246.5噸、二氧化硫7.4噸、二氧化氮3.7噸。
接“地氣”換“新風(fēng)”住院大樓也能冬暖夏涼
“新的住院大樓里空氣新鮮，也不悶，而且沒(méi)有大家討厭的藥水味道，心情好很多?！苯眨≡谙⒎榭h人民醫(yī)院綜合住院大樓康復(fù)病房的錢(qián)甫，有了不同的就醫(yī)體驗(yàn)。
前幾日貴陽(yáng)倒春寒，最低溫度降至8度，息烽縣人民醫(yī)院的病房里卻依然暖和，關(guān)鍵就是地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。
展開(kāi) 新能源汽車(chē)熱泵空調(diào)系統(tǒng)介紹
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【6月17-18日 北京】新能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)熱管理及空調(diào)熱泵技術(shù)高級(jí)培訓(xùn)班
與傳統(tǒng)動(dòng)力汽車(chē)相比，電動(dòng)汽車(chē)在動(dòng)力電池、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電動(dòng)空調(diào)三個(gè)方面對(duì)熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和性能提出了新的要求，包括對(duì)整車(chē)動(dòng)力性、續(xù)駛里程、安全性、使用壽命和舒適性都有新的定義，性能評(píng)價(jià)體系也需要重新建立。與此同時(shí)，系統(tǒng)的復(fù)雜程度和智能化程度均大幅增加，給控制系統(tǒng)也帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)。
為了促進(jìn)汽車(chē)制造企業(yè)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)熱管理技術(shù)有深入的了解，提高熱管理性能開(kāi)發(fā)能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品熱環(huán)境適應(yīng)性能的提升，特邀請(qǐng)整車(chē)熱管理領(lǐng)域的資深專(zhuān)家為本次培訓(xùn)系統(tǒng)授課，同時(shí)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)提出的相關(guān)問(wèn)題分享演講者在此方面的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)。
一、時(shí)間地點(diǎn)
2019年6月17-18日
北京（具體地點(diǎn)于培訓(xùn)前一周通知）
二、參加對(duì)象
國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造主機(jī)廠及供應(yīng)商的技術(shù)中心、性能集成部、CAE分析部、整車(chē)與動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)部門(mén)負(fù)責(zé)技術(shù)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、空調(diào)熱管理工程師、工程分析的技術(shù)工程師，本次培訓(xùn)適合已經(jīng)從事3年以上時(shí)間有一定理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的熱管理工程師。
三、主講專(zhuān)家
深專(zhuān)家：吉林大學(xué)博士后，近15年整車(chē)熱管理性能開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，先后在一汽、中汽研（天津）擔(dān)任整車(chē)熱管理技術(shù)專(zhuān)家。承擔(dān)多款傳統(tǒng)汽車(chē)及新能源汽車(chē)熱管理系統(tǒng)集成、工程設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)試驗(yàn)、仿真分析等工作；建立整車(chē)熱管理開(kāi)發(fā)流程、熱管理開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范、熱管理性能的驗(yàn)證及提升等能力。該專(zhuān)家最擅長(zhǎng)整車(chē)熱平衡性能一維計(jì)算分析、空調(diào)性能一維計(jì)算分析；編制過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡試驗(yàn)、整車(chē)熱平衡及熱害試驗(yàn)、空調(diào)環(huán)模試驗(yàn)的方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
四、授課大綱
五、培訓(xùn)費(fèi)用
培訓(xùn)費(fèi)：3600元/人，3人（含3人）以上享受團(tuán)隊(duì)價(jià)格：3400元/人。
以上費(fèi)用不含食宿費(fèi)，培訓(xùn)期間食宿統(tǒng)一安排，費(fèi)用自理。
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