3. 工商業(yè)用中央空調(diào)冷（熱）水機組　　

　?。ū竟?jié)作者：北京建筑大學徐榮吉教授、胡文舉副教授、王剛博士）

　　

　　3.1 技術(shù)特點　　

　　2023年工商業(yè)用中央空調(diào)冷（熱）水機組參展規(guī)?？涨埃窳?、海爾、美的、麥克維爾、約克、天加、日立、克萊門特、重通等知名企業(yè)均參展并有新的產(chǎn)品展出，表明各參展商對國家“雙碳”戰(zhàn)略下疫情后的中國廣闊市場的信心。

　　

　　本屆制冷展工商業(yè)用中央空調(diào)冷（熱）水機組具有以下特點：（1）磁懸浮技術(shù)日趨成熟，成為工商業(yè)冷（熱）水機組企業(yè)技術(shù)實力的標志，寬范圍負載率高效、新冷媒是各廠家的重要展示技術(shù)點；（2）氣懸浮技術(shù)實現(xiàn)了靜壓氣懸浮技術(shù)的突破，“先浮后轉(zhuǎn)”的技術(shù)特征使機組真正實現(xiàn)了全運行過程無摩擦；（3）在制冷劑替代迫在眉睫、節(jié)能減排呼聲高漲的形勢下，以R1233zd(E)、R1234ze為代表的新型冷媒被各廠家所推崇，成為工商業(yè)冷（熱）水機組廠家新的角逐點；（4）為適應工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域、居民供暖領(lǐng)域的需求，中高溫熱泵機組在本屆制冷展大放異彩；（5）適應特殊領(lǐng)域需求的特色高效產(chǎn)品突出，體現(xiàn)了參展商對市場需求的敏銳洞察力；（6）控制技術(shù)精細化成為參展商提升機組能效的重要手段，遠程控制數(shù)字智能化逐漸成為參展商提升服務能力與市場競爭力的新途徑。此外，在零配件領(lǐng)域，國內(nèi)各廠家已經(jīng)完成了“全鋁”空調(diào)換熱器、管路及輔件的生產(chǎn)制造能力準備，壓縮機“銅質(zhì)”吸排氣管是“全鋁”的盲點。

　　

　　3.2 特色產(chǎn)品　　

　　3.2.1 氣懸浮突破，磁懸浮成熟　　

　　靜壓氣懸浮技術(shù)利用壓力產(chǎn)生浮力的簡單原理實現(xiàn)轉(zhuǎn)子懸浮及自調(diào)節(jié)。不同于動壓氣懸浮的“先轉(zhuǎn)后浮”，靜壓氣懸浮技術(shù)實現(xiàn)了“先浮后轉(zhuǎn)”，消除了機組啟停過程中的摩擦問題，實現(xiàn)了機組運行全過程無摩擦。

　　

　　本屆展會海爾首次展出了應用靜壓氣懸浮的離心式冷水機組（圖3-1），并獲得2023年中國制冷展金獎產(chǎn)品。海爾靜壓氣懸浮軸承是利用制冷劑通過碳基復合材料所形成的微納尺度氣孔節(jié)流所形成氣膜的靜壓作用。采用冷凝器/蒸發(fā)器雙位置制冷劑取液、雙齒輪泵供液及高精度液位控制保障供液，采用電熱穩(wěn)壓及蒸發(fā)器泄壓實現(xiàn)氣體軸承的穩(wěn)定供氣壓力。此外，機組還針對離心機組的喘振難題，研發(fā)了智能喘振檢測方法和喘振自學習功能，使離心式冷水機組檢測喘振更準確，運行可靠性更高。海爾氣懸浮離心式冷水機組以350RT為主，已形成50-750RT系列化產(chǎn)品，COP、IPLV達到雙一級能效。格力也繼往屆LG、美的之后也展出了動壓氣懸浮壓縮機。

圖3-1 海爾靜壓氣懸浮離心式冷水機組

　　

　　磁懸浮冷水機組在國內(nèi)歷經(jīng)10余年發(fā)展，憑借其節(jié)能、高效及無油等優(yōu)勢，越來越成為各廠家技術(shù)實力的代表，技術(shù)日益成熟的同時，也有不同的新技術(shù)進展。在2023年制冷展，美的、天加、約克、麥克維爾、海爾、格力、鑫磊等均展出了磁懸浮冷水機組，占據(jù)冷（熱）水機組主要位置。與往年相比，部分負荷高性能、新冷媒、寬負載率范圍及高COP是各廠家的重要技術(shù)展示點。美的展出了磁懸浮離心式冰蓄冷雙工況機組（圖3-2 (a)），該機組采用了喘振點虛擬感知技術(shù)、自學習、多工況氣動優(yōu)化技術(shù)及磁懸浮控制技術(shù)，蓄冰工況能效達4.65、常規(guī)空調(diào)工況達7.03，實現(xiàn)制冷、蓄冰雙工況高效運行，拓展了磁懸浮機組的應用方式、領(lǐng)域和范圍。天加展出了SMARDT無油磁懸浮水冷式冷水機組（圖3-2 (b)），該機組采用8臺先進的VTX壓縮機，單機最大冷量可達3600RT，COP高達6.5以上，IPLV達到10.8以上。麥克維爾WMTC磁懸浮冷水機組（圖3-2 (c)）采用自主研發(fā)磁懸浮壓縮機，配置雙級IGV+VFD實現(xiàn)100%~10%超強減載技術(shù)，可以獲得超越國標一級能效的COP和IPLV。日立推出自主研發(fā)的配有經(jīng)濟器的雙葉輪磁懸浮壓縮機冷水機組（圖3-2 (d)），機組冷量介于200~1000RT，COP/IPLV均達到一級能效，較傳統(tǒng)普通離心機滿負荷COP和IPLV分別提升了14%和67%。鑫磊股份推出的XLMC500RT磁懸浮冷水機組（圖3-2 (e)），制冷COP為6.85，實現(xiàn)10%-100%無級調(diào)節(jié)?？巳R門特展出了采用R1234ze的模塊式磁懸浮熱泵機組（圖3-2 (f)），綜合能效系數(shù)達到ACOP6.45。中廣歐斯特也展出了磁懸浮熱泵機組（圖3-2 (g)）及其采暖系統(tǒng)解決方案，機組最高出水溫度達到60℃。

圖3-2 磁懸浮離心式冷水機組

　　

　　3.2.2 新型環(huán)保冷媒成為各廠商重要展點　　

　　隨著節(jié)能、環(huán)保、低碳理念日益深入人心，同時為了適應機組運行工況的需要，環(huán)保型冷媒繼續(xù)受到重視并逐漸推廣應用。本屆制冷展參展的工商業(yè)冷（熱）水機組所用新型冷媒主要有R1233zd(E)、R1234ze。格力工業(yè)大容量高溫離心熱水機組（圖3-3 (a)）、江森自控約克YZ新冷媒機組（圖3-3 (b)）、麥克維爾WMTC磁懸浮冷水機組（圖3-2 (c)）均采用ODP=0，GWP=1的R1233zd(E)；天加展出的SMARDT無油磁懸浮水冷式冷水機組（圖3-2 (b)）、克萊門特模塊式磁懸浮水源熱泵機組（圖3-2 (f)）、格瑞德10 kV復疊式變頻離心高溫熱泵機組（圖3-3 (c)）均采用ODP=0，GWP<1的R1234ze冷媒；克萊門特超高溫水源熱泵機組（圖3-3 (d)）采用ODP=0，GWP=1030的HFOR-245fa冷媒；芬尼克茲展出采用CO2為冷媒可制取90℃高溫水的熱泵熱水機組；江森自控約克展出采用NH3的螺桿式HPS熱泵機組，出水溫度可至90℃。

圖3-3 環(huán)保制冷劑冷（熱）水機組

　　

　　3.2.3 適應市場需求，特色產(chǎn)品涌現(xiàn)　

　　適應特殊需求領(lǐng)域的高效、特色產(chǎn)品涌現(xiàn)，代表性的機組設(shè)備有高效的適應冰蓄冷的雙工況機組、基于能量梯級充分利用理念的四管制、六管制冷水機組、利用余熱驅(qū)動的模塊型吸收式小型熱泵機組、燃氣驅(qū)動的空氣源熱泵機組、適應嚴寒寒冷地區(qū)的低溫空氣源熱泵機組。美的冰蓄冷雙工況機組實現(xiàn)了制冷蓄冰雙工況高效。歐博參展的四管制模塊機組（圖3-4 (a)）不僅可以單獨供冷、單獨供熱，還能同時提供冷熱聯(lián)供的功能，進而可以實現(xiàn)對大型建筑不同功能分區(qū)同時供冷和供熱。克萊門特在原四管制機組的基礎(chǔ)上增加一套熱水系統(tǒng)，推出六管制多功能風冷熱泵（圖3-4 (b)），實現(xiàn)空調(diào)全年同時制冷和制熱，同時提供衛(wèi)生熱水。該機組可實現(xiàn)冷凍進出水溫12/7℃，空調(diào)用熱水進出水溫40/45℃，衛(wèi)生熱水進出水溫70/78℃工況運行，制冷量為297~1303 kW，制熱量309~1338kW，高溫熱水制熱量70~279 kW。

圖3-4 特色熱泵機組

　　

　　冰輪華源泰盟參展的模塊型吸收式熱泵（制冷）機組（圖3-4 (c)）實現(xiàn)吸收式熱泵機組小型化，可以跟小型的燃煤鍋爐結(jié)合或者工業(yè)廢熱場合，實現(xiàn)大溫差換熱機組、余熱供暖機組及制冷3種工作模式（圖3-5）。松下制冷推出GHP U型燃氣驅(qū)動熱泵見圖3-4 (d)），該產(chǎn)品通過發(fā)動機系統(tǒng)升級、離合系統(tǒng)升級、壓縮機提效、送風吸氣優(yōu)化、點火及控制系統(tǒng)優(yōu)化，較上一代相比產(chǎn)品全年能源消耗APF提高42%（代表機型數(shù)據(jù)）。芬尼克茲超級北極星空氣源熱泵機組采用三閥復合節(jié)流技術(shù)，可實現(xiàn)-38℃制熱。此外，芬尼克茲展出的CO2熱泵機組能效比可達5.18，制熱出水溫度可達90℃（圖3-4(e)）。此外，日立、美的、盾安等企業(yè)均有適應低溫環(huán)境的空氣源熱泵冷熱水機組展出。

圖3-5 冰輪模塊型吸收式熱泵（制冷）機組工作模式

　　

　　3.2.4 控制技術(shù)精細化，遠程控制數(shù)智化　

　　工商用冷（熱）水機組的控制日益向精細化發(fā)展，主要圍繞離心機組的防喘振、部分負荷高效運行、變頻控制而展開，成為廠家提高產(chǎn)品性能的重要手段。格力公司的變頻變?nèi)萋輻U式熱泵機組（圖3-4 (b)）采用變頻變壓比智能控制技術(shù)，實現(xiàn)壓比-流量的解耦自適應精準適配，使機組能夠在制冷和制熱工況下持續(xù)保持高能效狀態(tài)運行，全年綜合性能系數(shù)ACOP達到7.03，相對一級能效提高了30%。該機組有助解決水地源熱泵機組全年運行能耗高的痛點問題，也為充分利用自然界與生產(chǎn)生活排放存在的大量低位熱源提供了解決方案。約克公司的YSPA-V全變頻風冷螺桿式熱泵機組（圖3-6）采用Stepless Vi無極可變內(nèi)容積比技術(shù)，運行范圍寬廣，制冷COP最高可達3.63，IPLV最高可達4.79，實現(xiàn)制冷制熱全年自由切換。

圖3-6 約克全變頻風冷螺桿式熱泵機組

　　

　　除此之外，隨著近年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、5G技術(shù)的發(fā)展，相應技術(shù)在工商業(yè)冷（熱）水機組設(shè)備的遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控、故障快速處理方面已經(jīng)成熟普遍，海爾、格力、格瑞德、芬尼克茲、日立、江森自控等廠家產(chǎn)品均可實現(xiàn)機組數(shù)據(jù)監(jiān)控分析、故障隱患及時報警、故障快速診斷等遠程智能服務，以此提高產(chǎn)品的市場競爭力，部分遠程智能機組如圖3-7和圖3-8所示。

　　3.2.5 配件與輔材　　

　　（1）“物聯(lián)智能”水泵顯露頭角　　

　　從系統(tǒng)角度考慮節(jié)能越來越受重視，“物聯(lián)”水泵給系統(tǒng)節(jié)能提供了可能。威樂展出了Wilo-Yonos MAXO循環(huán)泵（圖3-9(a)），該水泵配備高效永磁屏蔽電機，根據(jù)內(nèi)置的200種運行工況，自適應變頻運行：當系統(tǒng)阻力大時，意味著末端能量需求少，會降頻運行，反之，會升頻運行。Wilo-Yonos MAXO循環(huán)泵通過與系統(tǒng)需求匹配，實現(xiàn)降低運行能耗。此外，Wilo?Yonos MAXO循環(huán)泵還可以自動檢測是否堵轉(zhuǎn)，并會用高功率運行自動解除堵轉(zhuǎn)；此外，該水泵可選配Connect Module模塊，實現(xiàn)外部通訊功能與水力系統(tǒng)配合。格蘭富展出了具有智能通訊模式的端吸泵（圖3-9(b)），其控制模式有“比例壓力”“恒定流量”“恒定壓力”“恒定壓差”與“恒定溫度”5種，還可以通過2個溫度傳感器實現(xiàn)溫差控制或通過2個壓力傳感器實現(xiàn)壓差控制。泵的運行可受系統(tǒng)控制，從系統(tǒng)角度節(jié)能運行。

圖3-9 “物聯(lián)”水泵

　　

　　（2）傳感控制一體式閥門發(fā)展迅速　　

　　山東耀誠展出了一款集成了溫度、流量測試功能的電動控制閥門（圖3-10(a)），24 V直流供電，具有外界通訊模塊。西門子也展出了一款具有超聲波流量測試功能的調(diào)節(jié)閥及一款具有無線通訊功能的調(diào)節(jié)閥（圖3-10(b)、圖3-10(c)）。閥門均可與系統(tǒng)進行通訊，通過接受系統(tǒng)控制指令進行調(diào)控。

 

　　新菱展出了動態(tài)流量平衡調(diào)節(jié)球閥（圖3-11），該平衡調(diào)節(jié)閥由流量傳感器和帶等百分比特性的SBV法蘭式控制球閥組合而成。在流量范圍內(nèi)，可以根據(jù)系統(tǒng)需要自行設(shè)定閥門的輸出流量值，執(zhí)行器按設(shè)定流量值調(diào)節(jié)控制球閥的開度。當系統(tǒng)流體壓力發(fā)生變化而使流量改變時，執(zhí)行器能夠動態(tài)自動調(diào)節(jié)閥門開度，使流量始終恒定在設(shè)定流量值。

圖3-11 新菱動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥

　　

　?。?）銅管及代銅管材/件　　

　　由于海外市場的旺盛需求，國內(nèi)生產(chǎn)廠家基本具備了“全鋁”空調(diào)的技術(shù)及加工生產(chǎn)能力。江蘇萬源、廣州奧藤展出了完整的鋁代銅方案，包括鋁管鋁翅片換熱器（圖3-12 (a)）、全鋁分液器及集液管、全鋁歧管（圖3-12 (b)）。佛山佳銳展出了專門適用于鋁管的加工設(shè)備（圖3-13），支撐全鋁空調(diào)的發(fā)展。傳統(tǒng)銅管加工企業(yè)也開始展出不同規(guī)格型號的鋁盤管。但是，考慮到壓縮機吸排氣管仍然為銅管，部分管路仍然要鋁變通。壓縮機銅質(zhì)吸排氣管成為全鋁空調(diào)的盲點。

 

圖3-13 鋁管智能彎管器

　　

　　3.3 評價與展望　　

　　工商用中央空調(diào)冷（熱）水機組參展規(guī)?？涨?，適應市場需求的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，氣懸浮、磁懸浮等各參展機組展臺爭艷，“節(jié)能、環(huán)保、智能”是各個廠家角逐的主要目標?？偨Y(jié)主要發(fā)展趨勢如下：　　

　?。?）氣懸浮技術(shù)實現(xiàn)突破，靜壓氣懸浮技術(shù)特色優(yōu)勢明顯，預示了新的發(fā)展方向。　　

　?。?）磁懸浮技術(shù)日趨成熟普及的同時，適應市場需求的蓄冷雙工況機組、高溫熱泵機組及模塊化機組等不斷涌現(xiàn)?！?/div>

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