二氧化碳热泵技术及其产业化的研究与开发
二氧化碳(CO2)是天然物质,对环境的危害性几乎可以忽略;而且,相对于其它天然物质如氨、碳氢类制冷剂,CO2的物理、化学性质稳定,对人体无毒、不燃烧,使用安全。
但是,由于CO2临界点偏低,在较高放热温度下,在采用亚临界循环方式的普通热泵系统无法运行,上世纪八十年代末国际上开展的跨临界循环解决了这项难题。由于跨临界循环技术可以在较高得放热温度下稳定运行,高压侧放热呈单相换热特性,用于制取热水,恰好与水侧的吸热特性匹配,能够有效减少不可逆损失,因此,在较宽的运行范围,可以经济地取得80℃的热水。与之相比,常规热泵采用的亚临界循环方式难以达到类似的技术性能,或者是不经济的。
CO2热泵热水器的低温侧空气温度可低于-20℃,高温侧出水温度可高于60℃,即使在气温较低的地区运行,性能仍然比较稳定,在我国长江流域地区,全年COP值可以达到3.0W/W,与电热水器相比可以节电约75%。
家用二氧化碳热泵热水器是目前唯一批量生产的家用二氧化碳热泵产品,以EcoCute(生态精灵)为商品名的家用二氧化碳热泵热水器自2001年开始进入日本市场后,销售量以平均约30%的年增长率持续上升,到2007年,当年销售量已经超过50万台;按市场保有量计算,到2007年底,家用二氧化碳热泵热水器在日本市场累计已经超过100万台,预计到2010年将累计达到520万台。
万和公司的二氧化碳(CO2)热泵技术及其产业化的研究与开发项目,是与有关高校、研究机构、企业合作进行的,并得到了政府有关部门的支持和鼓励,原型样机已经按计划试制成功,后续工作正在按计划继续进行,该项目将在2010年完成。
目前国际上已经批量投入商业应用的CO2跨临界系统,有家用热泵热水器、汽车用空调装置,以及超级市场的冷冻、冷藏柜等,正在开发的还有用于房间空调制冷、冷冻干燥、严酷环境的军用空调等一系列产品,显然,万和公司正在研究和开发的CO2跨临界技术,也可以促进国内一系列相关产品的技术进步。万和公司的二氧化碳(CO2)热泵技术及其产业化研究和开发工作,将对我国家电行业的技术进步和产业升级产生积极的推动作用,同时对于我国的节能减排事业也具有重要意义。