數(shù)碼空調(diào)的特點及其應(yīng)用實例

1、數(shù)碼空調(diào)的特點及其應(yīng)用實例 摘要： 數(shù)碼多聯(lián)戶式中央空調(diào)系統(tǒng)，是模塊化多聯(lián)機系統(tǒng)，該機組集約化程度高，數(shù)碼多聯(lián)戶式中央空調(diào)系統(tǒng)，是模塊化多聯(lián)機系統(tǒng)，該機組集約化程度高，既可制冷又可制熱，安裝維護簡便、靈活性強，適用于多種場所。特別是數(shù)碼渦旋技術(shù)能讓壓縮機在10至100的容量范圍下實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)運行，能耗低于普通壓縮機綜合能源損耗40以上，是值得推廣的技術(shù)。但由于我國北方地區(qū)冬季室外氣溫較低，冬季供暖既要求房間保持一定的溫度，又要防止管道、設(shè)備凍壞，因此，對單獨使用一套戶式空調(diào)系統(tǒng)進行冬季供熱、夏季供冷的北方建筑而言，對機組的制熱性能要求較高，對空調(diào)系統(tǒng)運行工況也有新的要求。本文重點介紹

2、該空調(diào)技術(shù)在北方地區(qū)的應(yīng)用特點。 關(guān)鍵詞： 戶式空調(diào) 數(shù)碼渦旋 無級調(diào)節(jié) 0 引言戶式中央空調(diào)一般指可滿足60600m2之間的各種戶型多個房間的要求，帶有集中冷熱源的空調(diào)形式?，F(xiàn)被廣泛應(yīng)用于各種別墅、大面積住宅、各類區(qū)域分隔式辦公建筑以及較小建筑面積的辦公建筑。目前，經(jīng)濟發(fā)達國家的戶式中央空調(diào)的普及率已達到50以上，而我國普及率還不到1，從發(fā)展趨勢上看，戶式中央空調(diào)將成為住宅、辦公室空調(diào)的主流產(chǎn)品，因此，中國市場發(fā)展前景非常誘人。由于目前中國仍存在用電緊張現(xiàn)象，因此國人更加關(guān)注節(jié)能，使數(shù)碼渦旋壓縮技術(shù)受到推崇的主要原因，就是它節(jié)能的技術(shù)優(yōu)勢。1 數(shù)碼中央空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)特點所謂戶式數(shù)碼多聯(lián)中央空

3、調(diào)系統(tǒng)，是指由采用了數(shù)碼寬度脈沖調(diào)節(jié)控制技術(shù)的變?nèi)萘繙u旋壓縮機的空調(diào)室外機與多臺可單獨控制調(diào)節(jié)的空調(diào)室內(nèi)機組成,是新一代模塊化、集約化的多聯(lián)機系統(tǒng)。由于其安裝維護的簡便性、靈活性使其更能滿足空調(diào)市場的需求。來自于“谷輪”的寬度脈沖調(diào)節(jié)式數(shù)碼渦旋壓縮機技術(shù)(PWM)，利用變?nèi)萘靠刂圃?，?chuàng)造性地通過壓縮機的動靜渦旋盤的離合來控制系統(tǒng)的制冷劑流量，從而達到控制系統(tǒng)的能量輸出，使整個系統(tǒng)更加節(jié)能、更加可靠。該技術(shù)的精華在于壓縮機本身具有“軸向柔性”的特點：當電磁閥打開時，定渦旋盤向上移動，壓縮機容量為零，無制冷劑流量通過，壓縮機不對制冷劑做功，這個過程，稱為“卸載狀態(tài)”；當電磁閥閉合，定渦旋盤恢復(fù)原

4、位嚙合，此時就是普通渦旋壓縮機運行時的狀態(tài)，壓縮機容量為100，制冷劑全部通過壓縮機，壓縮機對制冷劑做功，這個過程，被稱為 “負載狀態(tài)”。數(shù)碼渦旋壓縮機就是通過精密控制的PWM閥的動作和時間來實現(xiàn)的渦旋盤的微小移動（軸向移動0.61），從而不斷的變換定渦旋盤的升起和嚙合，即改變“負載”和“卸載”的周期時間來實現(xiàn)變?nèi)萘康恼{(diào)節(jié)，外部電磁閥根據(jù)系統(tǒng)容量的要求通過系統(tǒng)信號控制渦旋盤的“上升”和“復(fù)原”，使壓縮機自動調(diào)節(jié)開啟關(guān)閉時間的比例，實現(xiàn)“0-1”輸出，體現(xiàn)出數(shù)碼功能，有效地降低了運行成本。數(shù)碼渦旋壓縮機從“負載狀態(tài)”到“卸載狀態(tài)”的變換損耗只有10，低于變頻壓縮機的綜合能源損耗，且數(shù)碼渦旋技術(shù)能

5、讓壓縮機在10至100容量范圍下，實現(xiàn)了整個范圍內(nèi)的無級調(diào)節(jié)運行，具有優(yōu)秀的季節(jié)能耗比。由于數(shù)碼渦旋壓縮機以單一速度運行，不會產(chǎn)生額外的振動和噪音，室內(nèi)機的噪音也遠遠低于國家對室內(nèi)噪音要求的標準，不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響。數(shù)碼渦旋壓縮機運行時，渦盤的負載、卸載，均為一個簡單的機械運動，不產(chǎn)生高次諧波，不會產(chǎn)生電磁干擾。另外，數(shù)碼渦旋不需要油分離器或回油循環(huán)系統(tǒng)，利用氣體流速就讓潤滑油充分流向壓縮機。一個“周期時間”，包括“負載狀態(tài)”時間和“卸載狀態(tài)”時間。這兩個時間階段的組合決定壓縮機的容量調(diào)節(jié)。例如：在20s周期時間內(nèi)，若負載狀態(tài)時間為10s，卸載狀態(tài)時間為10s，壓縮機調(diào)節(jié)量為(10sx

6、l00+10sxO)20=50。若在相同的周期時間內(nèi)負載狀態(tài)時間為15s而卸載狀態(tài)時間為5s，則壓縮機調(diào)節(jié)量為75。容量為負載狀態(tài)和卸載狀態(tài)時間平均的總和。通過改變負載狀態(tài)時間和卸載狀態(tài)時間，壓縮機就可提供任意大小的容量(10100)。PWM閥的開啟與負載的關(guān)系見圖1。我們將DVM空調(diào)機組與其他空調(diào)方式在實驗室的對比測試情況，并用圖表加以說明。在同一工況和同一測試條件下（室內(nèi) DB 27.0 /WB 19.0，室外 DB 35.0 /WB 24.0），在××多聯(lián)機系統(tǒng)效能評估實驗（KSC9306），對各種空調(diào)系統(tǒng)進行制冷COP測試，其測量結(jié)果見圖2、圖3、圖4。由于戶式空調(diào)

7、系統(tǒng)的主要運行范圍在5075%之間，這個范圍的能效值將直接影響到整個系統(tǒng)的能效，聰測試結(jié)果看，以10HP DVM為例,DVM多聯(lián)機系統(tǒng)在這個范圍內(nèi)比其他競爭者高出 40%。戶式數(shù)碼空調(diào)與其他空調(diào)運行費用的比較見表1，戶式數(shù)碼空調(diào)與其他空調(diào)運行費用的比較見表1，運行費用比較表1區(qū)分DVM水冷機VAV可變風(fēng)量系統(tǒng)能 耗44.2kw×0.8(Variable Compressor)43kw×1.052.5kw×1.0月 耗12906 kw15695 kw19162 kw半年耗（6個月）77436 kw94170 kw114972 kw1年耗5575678082773年耗

8、1672620340248335年耗278773390041389比較結(jié)果100%121%148%注：上述數(shù)據(jù)的測試條件如下：建筑面積750，負荷在7740kw，冬、夏季各運行三個月。戶式數(shù)碼空調(diào)能效比消耗見表2、表3。IPLV計算表表2負荷 %能效比負載因子平均能效比負載因子差量平均能效比×負載因子差量1003.0711.03.4500.10.3450753.8300.93.9040.51.9522503.9790.43.3080.30.9925252.6830.12.6380.10.2638IPLV( C ) =3.55中國的能效標準表3額定冷量(W)IPLV(C),IPLV(H

9、)/(W/W)額定冷量280003.0028001840002.95 840012.90從圖表中不難看出，在效能比、制冷能力和節(jié)電方面，數(shù)碼渦旋機組均占有一定的優(yōu)勢。它能減少高峰負荷能量消耗，節(jié)約能源，這對于電能供需矛盾日益突出的中國來講，極具吸引力。除此之外，戶式數(shù)碼中央空調(diào)還具有如下特點：1.可以根據(jù)實際能量需要，靈活組合；2.整個組合系統(tǒng)采用集散控制，各個機組采用獨立制冷系統(tǒng)，在不同季節(jié)和氣溫下可以自動調(diào)整負荷，保證運行在節(jié)能狀態(tài)；3.數(shù)碼渦旋提供的無級容量輸出，保證了房間溫度的控制精度在±0.5，讓使用者在最舒適的空調(diào)環(huán)境下工作。3 數(shù)碼空調(diào)的實際應(yīng)用調(diào)查在韓國是應(yīng)用這種空調(diào)

10、方式最多的國家之一，許多建筑，包括高層建筑。例如在漢城某22層公寓寫字樓，全部使用了數(shù)碼渦旋空調(diào)系統(tǒng)，并配有全熱交換器進行通風(fēng)置換。其中，公寓的面積從180400平方米不等，每套房配以6匹室外機組12臺，放置在專為機組設(shè)計的配有可開啟的落地百葉窗的封閉陽臺上，機組上配有專用導(dǎo)氣管，使室外機冷凝空氣的流向利于機組散熱，不產(chǎn)生空氣短路和亂流。陽臺上部吊裝有全熱交換器，用風(fēng)管與室內(nèi)排風(fēng)口連接，解決室內(nèi)新風(fēng)交換問題。空調(diào)室內(nèi)機視房間的大小、高度和負荷情況，分別安裝有天花板嵌入式室內(nèi)機、天花板懸吊式室內(nèi)機、壁掛式室內(nèi)機和柜式室內(nèi)機等，個別大空間還裝有風(fēng)管式室內(nèi)機。在寫字樓內(nèi)，由于空間較大，大多裝有大量的

11、風(fēng)管式室內(nèi)機，按房間分布情況布置送回風(fēng)口，室內(nèi)機組承擔(dān)室內(nèi)的主要空調(diào)負荷，并設(shè)有高靜壓風(fēng)管式室內(nèi)機組。由于辦公建筑負荷較大，為節(jié)約能源，裝有數(shù)臺全熱交換器，保證室內(nèi)空氣環(huán)境滿足衛(wèi)生要求。值得一提的是，眾多采用數(shù)碼渦旋戶式空調(diào)系統(tǒng)的建筑，全部配有供冬季采暖供熱的低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)或發(fā)熱電纜。在我國江南地區(qū)，空調(diào)主要被用在夏季制冷方面，由于南方冬季室外空氣溫度相對較高，即使冬季做補充供熱也不會出現(xiàn)任何問題，因此已有許多用戶采用這種空調(diào)系統(tǒng)，其市場發(fā)展的前景也非常樂觀。但在我國廣大的北方地區(qū)就不同了，由于北方冬季室外氣溫較低，當室外溫度最低時，正是建筑采暖熱負荷量的最高時，這時卻是戶式空調(diào)機組

12、出力最低時。如何解決好這對矛盾？既要保證房間的進行供暖，還要防止因各種原因引起的設(shè)備、管道凍壞的現(xiàn)象發(fā)生，就成為我們關(guān)心的問題。按廠方提供的技術(shù)資料數(shù)據(jù)顯示，在低溫啟動時，該機組出力將有20%25的衰減（包括除霜工況時所進行的逆循環(huán)造成的室內(nèi)熱量損失），也有專家建議利用制熱工況來選擇空調(diào)機組，利用制冷工況進行校核所選機組的大小，但這樣是否會增大機組的配置功率，增加初投資，還要根據(jù)具體工程情況才能確定。4 數(shù)碼空調(diào)的應(yīng)用舉例設(shè)計者擔(dān)心的是北方地區(qū)單獨使用數(shù)碼戶式空調(diào)時機組的供熱情況。使設(shè)計者擔(dān)心的不僅有機組在低溫下的出力降低影響室內(nèi)溫度問題，還有因設(shè)計考慮不周而造成設(shè)備、管道凍壞情況發(fā)生的可能，

13、這些擔(dān)憂因素都將影響到戶式數(shù)碼中央空調(diào)在北方的推廣。筆者認為，北方地區(qū)戶式中央空調(diào)供熱實際運行時，應(yīng)有兩種工況：一種是供熱工況，另一種是值班（防凍）工況。連續(xù)運行供熱工況，冬季不會發(fā)生設(shè)備管道凍裂情況，但人們怕費電，還不能接受空調(diào)全天連續(xù)運行的觀念，對家庭用戶更是如此。如果分別以兩種工況進行運行操作，比較麻煩，且由于值班工況時機組供熱量小，易產(chǎn)生供熱死角，特別是建筑的衛(wèi)生間、盥洗室等房間一般不設(shè)置空調(diào)室內(nèi)機，只能靠空氣流動來保證溫度，而這些房間怕凍的管道、設(shè)備很多，這就造成管道、設(shè)備的凍壞的可能性。加上人們習(xí)慣定時開關(guān)空調(diào)主機，往往忽略對防凍工況的重視，因此在北方地區(qū)使用戶式空調(diào)時，設(shè)計時應(yīng)充

14、分考慮這種情況。下面筆者借用工程設(shè)計實例，說明戶式數(shù)碼多聯(lián)機組在北方地區(qū)設(shè)計中如何注意這些問題。例1，這是一棟位于北方城市繁華地區(qū)的二層綜合管理辦公樓，仿古建筑，地上一層，地下一層（有外窗井），功能暫定地上一層做管理用房，地下一層部分做為管理員工宿舍，另一部分做為辦公用房，后期視市場情況出租。該建筑總面積為1400m2，由于SARS的流行，甲方要求房間內(nèi)要有足夠的新風(fēng)量，因此，所有房間均裝有排氣扇和排氣道，排氣道連接至屋頂排風(fēng)機，用于將室內(nèi)的污濁空氣排出，再由新風(fēng)機組向室內(nèi)補充新風(fēng)。該建筑的衛(wèi)生間、盥洗室均設(shè)置在北側(cè)，有外窗和外墻，因此有設(shè)備、管道防凍問題。該建筑的冬季采暖負荷為130kw,夏

15、季空調(diào)冷負荷為138 kw，（均含有新風(fēng)負荷）。由于有些房間的使用功能今后可能要改變，甲方希望空調(diào)設(shè)計應(yīng)有所兼顧。根據(jù)實際情況，設(shè)計方案最終選用了可任意組合室外機組、并可進行分室溫度調(diào)節(jié)控制的戶式數(shù)碼多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)。初期選用5臺RVMH100GAMO室外機,理論制冷量為140kw,理論制熱量為157 kw，室內(nèi)機按50110的室外機容量配備，房間空調(diào)共配備風(fēng)管內(nèi)藏式低靜壓室內(nèi)機38臺，大堂配備嵌入式多向氣流室內(nèi)機2臺，使用3臺高靜壓風(fēng)管式機組，吊頂安裝，做為該建筑的新風(fēng)機使用。當進行設(shè)備確認時，制造商提出在制熱工況下，當室外溫度較低、室外機結(jié)霜或室外機上有積雪時，機器會自動逆循環(huán)除霜，這時機組將

16、停止供熱，并從室內(nèi)吸取部分熱量，其結(jié)果會產(chǎn)生2530的能效損失，這樣，實際產(chǎn)熱量至多為118 kw，小于需熱量。按樣本建議，應(yīng)增大機組容量，這樣就相當于增大了初投資。考慮在整個采暖季節(jié)中，超低溫度的天氣并不多，但天氣越冷，所需熱量就越大，而這時機組的出力卻越差，因此配備用一套既能夠解決低溫采暖問題，又能與平時使用相結(jié)合，且投資不大的輔助供熱設(shè)備很有必要。設(shè)計者采用了如下方法：在樓道等公共地方，敷設(shè)了部分熱電纜，按室內(nèi)設(shè)計溫度5計算其熱負荷，約占整個建筑熱負荷的30，熱電纜可按安裝長度或功率收費，投資相對比較便宜；在地下一層淋浴間，預(yù)留“浴霸”采暖燈位置，根據(jù)需要使用；衛(wèi)生間、盥洗室的水管道，全部進行保溫及電伴熱設(shè)計，將運行事故風(fēng)險降至最低。通過增加少量的輔助供熱設(shè)施，彌補了機組的出力衰減，減少了主機配置數(shù)量，降低了初投資，使數(shù)碼空調(diào)技術(shù)更具有競爭力，為在北方推廣數(shù)碼渦旋空調(diào)系統(tǒng)，做出一種嘗試。圖6是該建筑地上一層的空調(diào)平面布置圖。例2，某總部基地高層商務(wù)樓，地上十層，分三個樓座，每個樓座的每一層算為一個空調(diào)單元，每個單元選用1臺RVMH100GAMO戶式數(shù)碼