“热泵空调四通换向阀特性研究”获2003上海科学技术进步奖

由上海交通大学制冷与低温工程研究所所陈芝久,陈江平等（曹霞,宋徐辉,邱鹏昌,胡梅宴,王秀娟）完成的“热泵空调四通换向阀特性研究” 获2003上海科学技术进步三等奖。 成果简单介绍： 本项目是国家自然科学基金研究项目“热泵换向系统特性研究”（编号：59876022）的核心内容，也是和浙江三花集团有限公司多年合作的横向课题总结。 随着我国经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，我国家用空调生产量逐年攀升，且热泵型空调占了绝大部分。热泵型空调与单冷空调相比，关键的零部件在于四通换向阀。项目立项时，国内有些企业已经在生产四通换向阀（包括浙江三花），但对四通换向阀功能的认识存在误区，认为它只是起到制冷剂流动方向切换的功能，对四通阀装配在热泵系统中造成系统效率下降的原因都不甚明了，更不要说提出量化依据；另一方面，四通阀的设计基本上都是在仿制国外同类产品。相应的基础研究不深入，因而在起步的几年中一直发展迟缓，因此，加强对热泵空调器换向阀性能研究，进行合理匹配，完善换向阀行业标准，提出以节能节材、高效可靠为目标的换向系统改进方案和新型设计方法，是很有价值和非常必要的。 项目创新点： 1、 首次采用激光干涉测试技术对小空间密闭高压换向系统做了非接触测试，获得了四通换向阀换向过程中活塞的速度、加速度的变化及换向阀的运动时间等规律。为全面了解换向阀的特性，对四通换向阀的改型设计和新产品设计提供了基础实验数据和理论依据。 2、 首次完整的建立了内部流体为真实制冷剂与实际热泵系统相连的变动力源的换向阀动态过程模型，对不同参数换向阀的动态特性进行了仿真研究，该研究对提高换向阀设计水平和拓展热泵空调器动态特性研究内容这一基础性研究具有重要意义；对换向阀的压力特性、摩擦力和转换泄漏量进行了实验测试与分析，得出了一些很有意义的结果，该结果为换向阀生产厂家进行量化改进提供了依据，并已应用于工业实践。 3、 根据换向阀稳态损失测试研究的结果，首次提出了准确测试换向阀容量的方法；自主搭建了全自动电磁型四通换向阀容量特性试验台，为规范行业标准奠定了基础；准确的测试了不同换向阀的容量曲线和名义容量，与工业上的测量值进行了对比，并进行了容量特性分析，为与实际热泵系统的合理匹配和节能控制提供了基础性依据。 4、 首次尝试通过场分析的方法寻求换向阀在热泵系统稳态损失产生的根据，对系统阀的三维流场和温度场进行数值模拟，并给出不同尺寸、不同结构阀的模拟结果；分析了这些结果，并就此提出减少压降和减少传热避免三通、减小高低压对冲损失的改进方案，方案已为行业厂家应用于设计和生产，产生了巨大的效益。 注：项目实施以来，浙江三花集团四通换向阀逐年攀升，2003年销售1500万只，产值6.1亿，出口创汇2500万美元，已成为国内外最大的热泵四通换向阀生产供应商。 ——中国空调制冷网小新报道