AWE一線：產(chǎn)學研力量“合流“，創(chuàng)生海爾空調“可變分流”技術

在海爾看來，這個“既要、又要、還要”的需求，不是用戶有問題，而是企業(yè)要用技術解決的行業(yè)難題。最近，這個難題在海爾終于得到了破解。海爾空調創(chuàng)新研發(fā)的可變分流技術，讓空調制冷制熱效果得到大幅提升，且更加節(jié)能高效。

區(qū)別于傳統(tǒng)空調換熱器受制于流路方式固定的問題，可變分流技術通過對換熱器結構的設計改造，實現(xiàn)了制冷制熱流路方式的可變切換，徹底解決了空調能效不能發(fā)揮最優(yōu)、冷熱效果差的問題，還有效優(yōu)化了效能結構。

目前，搭載可變分流技術的海爾空調正在2023中國家電及消費電子博覽會（簡稱AWE2023）上接受全球用戶“檢閱”。

圖：2023AWE現(xiàn)場海爾空調可變分流科技發(fā)布會

來自跨界的靈感和創(chuàng)意

據(jù)海爾空調技術研發(fā)團隊介紹，可變分流技術的靈感來自可變車道設計：可變車道主要是針對部分高峰時段車流集中，但車道偏少，或者早晚高峰時段來回車流量有明顯差異的路段而設置的可以變換行車方向的車道?？勺冘嚨乐饕O置在交叉口，可依據(jù)不同時段車輛流量流向的特點，對流向進行靈活調控，變換車道的行駛方向，緩解交通壓力。

圖：可變車道指示牌

類比來看，在空調制冷和制熱系統(tǒng)中，發(fā)熱器都是銅管，冷媒在制冷制熱中的作用，只是流向的一個轉變，但制冷的時候，室外機要散熱，要求的管路支路少；而制熱的時候，室外機吸熱，要求的管路支路多?！翱梢圆扇≡黾又返姆绞?，但這顯然并不是一個高性價比的方案?！焙柨照{科研人員表示。

一直以來，空調行業(yè)要兼顧制冷和制熱兩套循環(huán)來設計系統(tǒng)，普遍采取的做法，是取一個折中：犧牲一些制冷的設計，再犧牲一些制熱設計，從而達到一個最具性價比的均衡。但對用戶來說，“被犧牲”的制熱設計，會導致空調在冬天需要運行較長時間才能達到理想溫度，費時費電不說，用戶體驗也不好。

海爾研發(fā)團隊借鑒可變車道的基本原理，在設計上通過增加兩個通斷閥，來調節(jié)冷媒流路支路的使用：制冷時，截斷部分流路，氣體經(jīng)過的管道比較長，流出來的溫度就很低，流速快；制熱時，完全導通，支路數(shù)多，氣體經(jīng)過的管道短，傳熱系數(shù)高——這就是可變分流技術。

圖：2023AWE現(xiàn)場海爾空調可變分流科技原理展示

聽起來似乎并不復雜，但實際研發(fā)中有幾個難點要突破，一是均分難——難以將支路冷媒均分；二是擇優(yōu)難——推演最佳路線，需要反復的仿真計算；三是閥體結構難——閥芯要實現(xiàn)正向導通，且逆向截止不會發(fā)生泄露。此外，還有材料選用的問題等。

開放式創(chuàng)新和產(chǎn)學研協(xié)同

就技術路線而言，海爾空調研發(fā)團隊對這個方向信心十足，他們認為，如果能實現(xiàn)這個方向的突破，極有可能帶來空調行業(yè)技術的代際變革，但在立項后長達一年多時間里，他們并沒有找到一個令人滿意的落地方案，項目一度陷入停滯。

得益于海爾寬容試錯的科研文化和開放式創(chuàng)新平臺HOPE的助力，空調研發(fā)團隊轉而尋求全網(wǎng)資源的支持，包括海爾體系內的超前研究院，以及早已建立合作關系的西安交通大學科研團隊。

“高校的優(yōu)勢是在特定技術領域研究很深、很前沿，企業(yè)的優(yōu)勢是了解市場、擁有技術產(chǎn)業(yè)化的資源和體系。海爾和許多具有技術專長的高校建立了合作關系，在平臺上沉淀了20余萬專家。來自市場和產(chǎn)業(yè)的科研需求，被轉化成具體的技術攻關榜單，經(jīng)過海爾HOPE開放創(chuàng)新生態(tài)的鏈接、匹配，技術攻關榜單可以被精準鏈接到不同的高校學院，企業(yè)和高校建立協(xié)同研發(fā)的團隊，各自發(fā)揮優(yōu)勢，用生態(tài)的方式為技術創(chuàng)新提速。”來自海爾HOPE的科研人員稱。

而在以往，通常是高校研發(fā)出一項技術，經(jīng)由科技成果轉化，才有可能讓產(chǎn)業(yè)、市場和用戶受益——在這種傳統(tǒng)模式下，也有可能市場完全不買賬，導致高校大量的技術專利停留在實驗室，甚至可能永遠只是“一紙專利”。

西安交大團隊和海爾空調研發(fā)團隊一起進行了理論分析、建模和模擬仿真，合力迅速開發(fā)出了第一個運用可變分流技術的產(chǎn)品原型。其中，用到一個非常關鍵的部件，是微壓差低阻變流導向器——一種變相導向閥，這個關鍵部件決定了分流功能可否實現(xiàn)，以及實現(xiàn)的質量。

因為這個裝置在空調產(chǎn)品的管路里以前是沒有的，所以需要“從0到1”地原創(chuàng)。海爾空調科研團隊與全網(wǎng)前幾名的閥供應商及其研發(fā)團隊建立了聯(lián)系，經(jīng)過反復對比、溝通之后，海爾空調研發(fā)團隊與閥供應商研發(fā)團隊合力，最終研發(fā)出來一種阻力小、可逆向、無泄露的閥。

可變分流技術團隊的負責人至今記憶猶新：“彼時正是疫情管控最為嚴格的時候，研發(fā)團隊去一線制作樣機，一待就是一個月，吃住全在工廠，打地鋪是常有的事，直到樣機完成。而后為了搶占市場先機，又開始了24小時不間斷的反復測試——當時是2021年的國慶節(jié)，整個假期，我們都在實驗室度過?！?/p>

原創(chuàng)科技引領行業(yè)變革

運用了可變分流技術的機型量產(chǎn)上市后，迅速得到市場和用戶的積極反饋，上市至今一年多的時間里，銷售已超過400萬套。

海爾空調原創(chuàng)的可變分流技術被認為是一項帶來空調行業(yè)突破性變革的技術，相關技術鑒定機構給予這一技術充分肯定，目前，該技術已通過中國輕工業(yè)聯(lián)合會組織的技術鑒定，結果是“達到國際領先水平”。同時，這一技術還布局了3項國際專利和12項國內專利。

實驗數(shù)據(jù)顯示，運用該項技術后，空調高溫制冷量與低溫制熱量分別提升8%和10%。以海爾勁爽空調為例，應用該技術后，制冷制熱模式下冷媒流速提升20%，均勻換熱效率提升16%，可以實現(xiàn)15秒速冷和30秒速熱。

圖：2023AWE現(xiàn)場海爾空調可變分流科技效果展示

在用戶體驗提升的同時，該技術也創(chuàng)造了更多“綠色”，被中國節(jié)能協(xié)會評為“節(jié)能減排科技進步二等獎”。根據(jù)海爾空調科研團隊測算，應用可變分流科技的海爾冷媒變流空調，單臺年耗電量能減少389度，每年可減排387kg二氧化碳和11.6kg二氧化硫。如果按型號年產(chǎn)500萬套來計算，將減排193.9萬噸二氧化碳和5.8萬噸二氧化硫，折算相當于每年植樹約9695萬棵（按1棵樹每年吸收二氧化碳18kg計算），相當于15個國家森林植物園。

全球專業(yè)人士也對海爾空調可變分流技術給予了極高的評價：

日本名古屋大學頂尖專家森真人充分肯定了海爾可變分流科技對世界空調趨勢的引領性，他認為“這是一種劃時代的技術”。

清華大學石文星教授認為，海爾可變分流技術讓冷凝、蒸發(fā)換熱差異性能在結構上能有機統(tǒng)合，是一項非常巧妙的節(jié)能技術，是空調近年難得的技術創(chuàng)新。

西安交通大學黃東教授認為，海爾可變分流科技的誕生，為世界空調行業(yè)帶來了減碳新思路，“對中國甚至全球減碳目標的實現(xiàn)，具有重大意義”。

改變世界的路，注定不是坦途。在科技強國路上，正涌現(xiàn)出更多可變分流這樣的原創(chuàng)科技，以及更多海爾這樣的科技企業(yè)。