6 月 24 日，在莊嚴(yán)肅穆的人民大會(huì)堂，一場科技界的盛事吸引了眾人的目光。由上海交通大學(xué)牽頭，美的集團(tuán)參與的《空氣源熱泵多品位熱能高效供應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用》項(xiàng)目榮獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，雷俊杰作為完成人出席了此次意義非凡的領(lǐng)獎(jiǎng)儀式。
01
綠色升級(jí)：節(jié)能與創(chuàng)新的引領(lǐng)
在當(dāng)今追求綠色發(fā)展、可持續(xù)生活的時(shí)代背景下，美的空調(diào)的熱泵熱水器以其超高能效在行業(yè)內(nèi)獨(dú)樹一幟，不僅為消費(fèi)者帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，更為整個(gè)產(chǎn)業(yè)注入了強(qiáng)大的創(chuàng)新動(dòng)力。
傳統(tǒng)的熱水器在能源消耗和使用成本上存在諸多問題，而美的空氣源熱泵熱水器的出現(xiàn)，徹底改變了這一局面。它創(chuàng)新性地提出以全年綜合能效來評(píng)定產(chǎn)品，為國家標(biāo)準(zhǔn)的制訂提供了有力的指導(dǎo)。以 APF 3.9為例，一個(gè)普通家庭每年對(duì)比電熱水器節(jié)省約1354元，對(duì)比燃?xì)鉄崴鞴?jié)省約650元。這不僅是數(shù)字上的變化，更是實(shí)實(shí)在在為百姓節(jié)省開支，讓節(jié)能與舒適的享受得以同時(shí)實(shí)現(xiàn)。
02
科學(xué)突破：高效制熱的核心技術(shù)
空氣源熱泵熱水器作為從空氣環(huán)境中吸熱并高效制取生活熱水的新方法，具有諸多優(yōu)勢。
相對(duì)于燃?xì)鉄崴?，它減少了對(duì)化石燃料的依賴，降低了能源消耗和環(huán)境污染；相對(duì)于太陽能熱水器，它不受氣候條件的過多限制，能夠穩(wěn)定地提供熱源；而相對(duì)于電加熱的熱水器，其能效更高，運(yùn)行成本更低。
美的空調(diào)的空氣源熱泵熱水器之所以能在能效上取得卓越成就，得益于兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：季節(jié)適應(yīng)性變流量控制技術(shù)和平行流微通道冷凝器高效換熱技術(shù)。
季節(jié)適應(yīng)性變流量控制技術(shù)是為了應(yīng)對(duì)冬、夏季氣候的巨大差異。通過基于環(huán)境溫度和水溫進(jìn)行節(jié)流開度和過熱度的模糊控制算法，能夠在寬溫域工況范圍內(nèi)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)制冷劑流量，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，并大幅提升系統(tǒng)能效。
平行流微通道冷凝器高效換熱技術(shù)則是根據(jù)空氣源熱泵熱水器的特點(diǎn)量身定制。通過對(duì)換熱面積、微通道尺寸、流路等進(jìn)行精細(xì)優(yōu)化，得到了換熱器的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)，極大提高換熱效率的同時(shí)，減輕了換熱器重量、減少了冷媒充注量、增大了換熱面積。這一冷凝器就如同為水箱穿上了一層“發(fā)熱外衣”，充分包裹并高效加熱和保持水箱內(nèi)水溫適宜。同時(shí)，表面噴鋅處理強(qiáng)化了耐腐蝕能力，有效延長了空氣源熱泵的使用壽命。
在室外干球溫度 20℃，濕球溫度 15℃的條件下，把 15℃冷水加熱到 55℃時(shí)，能效達(dá)到 4.73，即 1 份電能可以產(chǎn)生 4.73 份熱量，遠(yuǎn)超國標(biāo)一級(jí)能效水平，真正實(shí)現(xiàn)了更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保的制熱目標(biāo)。
03
南北兼容：
從長江流域到全國的廣闊天地
美的早在 2003 年就首次提出利用空氣熱能供應(yīng)生活熱水的空氣源熱泵熱水器技術(shù)。相關(guān)產(chǎn)品最初在長江流域推廣，其創(chuàng)新的技術(shù)理念很快得到了社會(huì)的廣泛認(rèn)可，并在長江以南區(qū)域得到了廣泛應(yīng)用。
隨著新冷媒和超高能效技術(shù)的發(fā)展，空氣源熱泵技術(shù)從制熱水也拓展到了采暖。即使在北方-35℃的寒冷地區(qū)，也能穩(wěn)定運(yùn)行，為廣大用戶提供節(jié)能高效的熱水和采暖服務(wù)。這一技術(shù)的突破，不僅實(shí)現(xiàn)了南北兼容，更為節(jié)能減排、提供節(jié)能高效的熱水，為保衛(wèi)藍(lán)天貢獻(xiàn)了重要力量。
04
團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)：嚴(yán)謹(jǐn)與創(chuàng)新的交織
在科研的道路上，項(xiàng)目組面臨著諸多挑戰(zhàn)。我國不同地區(qū)的氣候和用戶熱水使用習(xí)慣存在著巨大的差異性，僅僅按照名義工況對(duì)空氣源熱泵熱水機(jī)組進(jìn)行評(píng)定，難以準(zhǔn)確反映機(jī)組的全年實(shí)際運(yùn)行能效。
為了解決這一難題，美的空調(diào)項(xiàng)目組科研人員聯(lián)合上海交通大學(xué)，不辭辛勞，深入各地進(jìn)行實(shí)地調(diào)研和數(shù)據(jù)采集。他們分析了大量的氣候數(shù)據(jù)和用戶使用習(xí)慣，經(jīng)過無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)和模擬，提出了用全年綜合運(yùn)行工況對(duì)空氣源熱泵熱水器進(jìn)行綜合能效評(píng)定的方法。
這種評(píng)定方法將室外月平均干球溫度和濕球溫度按照每月運(yùn)行時(shí)間所占比例進(jìn)行加權(quán)平均，得到全年綜合運(yùn)行工況干、濕球溫度，然后利用這兩個(gè)參數(shù)計(jì)算空氣源熱泵熱水器的全年綜合運(yùn)行工況下的能效。這一方法充分考慮了地域性氣候條件以及熱水使用特點(diǎn)，客觀嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤从沉丝諝庠礋岜脽崴魅昃C合能效。
這一創(chuàng)新評(píng)定方法的提出，有效的支撐了國標(biāo)的修訂。不僅有利于規(guī)范空氣源熱泵熱水器市場，避免了市場的混亂和無序競爭，而且為廠商根據(jù)不同區(qū)域以及用戶習(xí)慣進(jìn)行精準(zhǔn)的市場推廣提供了科學(xué)依據(jù)，有力地推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展。
此次美的集團(tuán)與上海交通大學(xué)合作的空氣源熱泵項(xiàng)目獲獎(jiǎng)，是美的空調(diào)和上海交通大學(xué)聯(lián)合項(xiàng)目組的研究人員的共同付出，也是理論與實(shí)踐的完美結(jié)合。本次獎(jiǎng)項(xiàng)不僅是對(duì)美的空調(diào)和上海交通大學(xué)研究人員過去努力的肯定，更是對(duì)未來發(fā)展的激勵(lì)。相信在科技創(chuàng)新的引領(lǐng)下，空氣源熱泵技術(shù)將不斷完善和發(fā)展，為我們的生活帶來更多的便利和環(huán)保效益，為實(shí)現(xiàn)美麗中國的目標(biāo)貢獻(xiàn)更多的智慧和力量。
