數(shù)碼(可變多聯(lián))中央空調(diào)系統(tǒng),是由采用了數(shù)碼寬度脈沖調(diào)節(jié)控制技術(shù)的變?nèi)萘繙u旋壓縮機的室外機與多臺可單獨控制的室內(nèi)機組成,簡稱DVM,是新一代模塊化多聯(lián)機系統(tǒng),屬空調(diào)先進技術(shù),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,該機組最大可配管長度為100米,高低差可達60米。由于該機組集約化程度高,又無需設(shè)置機房,為使用者節(jié)約了有效的空間,與水冷機組相比,又沒有水系統(tǒng),既節(jié)水又維護方便。新型數(shù)碼中央空調(diào)系統(tǒng)可為辦公室、公寓住宅、商場、酒店、醫(yī)院、學(xué)校、工廠車間等場所以及機房、實驗室等各種規(guī)模的建筑物,提供廣泛而多樣化的空調(diào)方式。
寬度脈沖調(diào)節(jié)式數(shù)碼渦旋壓縮機技術(shù)(PWM),可根據(jù)負載自動調(diào)節(jié)制冷和制熱容量,從而有效降低運行成本。該技術(shù)的精華在于壓縮機本身具有“軸向柔性”的特點,當定渦旋盤向上移動時,壓縮機無質(zhì)流量通過,壓縮機此時容量為零,不對制冷劑做功,即“卸載狀態(tài)”;當定渦旋盤恢復(fù)原位嚙合時,就是普通渦旋壓縮機運行時的狀態(tài),制冷劑全部通過壓縮機,壓縮機對制冷劑做功,此時,壓縮機容量為100%,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0.6~1㎜),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)能讓壓縮機在10%至100%容量范圍下運行,實現(xiàn)了整個范圍內(nèi)的無級調(diào)節(jié),使能量調(diào)節(jié)范圍更廣。除此之外,數(shù)碼空調(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)碼渦旋空調(diào)提供的無級容量輸出,保證了房間溫度的控制精度在±0.5℃,可使使用者在最舒適的開啟空調(diào)環(huán)境下工作。其它類型空調(diào)的房間溫度的控制在2-3℃,與數(shù)碼空調(diào)的使用環(huán)境舒適感相差極大。
4.數(shù)碼渦旋壓縮機以單一速度運行,所以不會產(chǎn)生額外的噪音和振動,不會對周圍環(huán)境造成不良影響。室內(nèi)機噪音極低,遠遠低于國家對室內(nèi)噪音標準。
5. 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,亦不會產(chǎn)生電磁干擾。
6. 數(shù)碼渦旋不需要油分離器,或回油循環(huán)系統(tǒng),利用氣體流速讓潤滑油充分流向壓縮機,不會因回油不良,而燒毀壓縮機。
圖1 PWM 脈沖寬度調(diào)節(jié)閥與負載的關(guān)系
圖2 制冷、制熱性能/效率比較
圖3 制冷能力比較 圖4 耗電量比較
運行費用的比較見表1,能耗比消耗見表2.
運行費用比較表1
區(qū)分 |
DVM |
水冷機 |
VAV可變風量系統(tǒng) |
能 耗 |
44.2kw×0.8
(Variable Compressor) |
43kw×1.0 |
52.5kw×1.0 |
月 耗 |
12906 kw |
15695 kw |
19162 kw |
半年耗(6個月) |
77436 kw |
94170 kw |
114972 kw |
1年耗 |
5575 |
6780 |
8277 |
3年耗 |
16726 |
20340 |
24833 |
5年耗 |
27877 |
33900 |
41389 |
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。
能耗比計算表2
控制區(qū)域 |
測試條件 |
VAV |
DVM |
負載率 |
性能(w) |
功率(w) |
能耗比(w/w) |
負載率 |
性能
(w) |
功率(w) |
能耗比(w/w) |
25% |
A |
25% |
7344 |
7138 |
1.134 |
Max |
5381 |
2593 |
1.944 |
Min |
3997 |
1977 |
B |
8016 |
6313 |
Max |
5510 |
2353 |
Min |
4365 |
2073 |
50% |
A |
50% |
11997 |
7353 |
1.794 |
Max |
11222 |
4457 |
2.478 |
Min |
7119 |
3238 |
B |
13015 |
6486 |
Max |
11597 |
4164 |
Min |
8177 |
3118 |
75% |
A |
75% |
15857 |
7504 |
2.298 |
Max |
16692 |
6190 |
2.790 |
Min |
11666 |
4630 |
B |
16996 |
6626 |
Max |
17329 |
5680 |
Min |
12567 |
4216 |
100% |
A |
100% |
17200 |
7630 |
2.492 |
Max |
19836 |
7336 |
2.860 |
Min |
15512 |
5897 |
B |
19007 |
6802 |
Max |
20786 |
6666 |
Min |
15880 |
5152 |
注:上述數(shù)據(jù)的測試條件如下:負荷在77400kw。
A:DB26.7 / WB19.4℃ , DB35 / WB23.9℃; B:DB26.7 / WB19.4℃ , DB27.8 / WB18.3℃。
圖5。ɡ/暖)室外機系統(tǒng)原理圖
在韓國,已有數(shù)百棟建筑,特別是高層建筑采用了這種空調(diào)方式,且市場發(fā)展看好。筆者曾到韓國參觀考察該系列空調(diào)的使用情況,在漢城某22層公寓及寫字樓,全部使用DVM空調(diào)系統(tǒng),并配有全熱交
換器進行新風置換,其中,公寓的面積從180~400平方米不等,每套房配以6匹室外機組1~2臺,放置在專為機組設(shè)計的半封閉陽臺上,該陽臺配有可開啟的落地百葉窗,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。陽臺上部裝有全熱交換器,用風管與室內(nèi)排風口連接,用于解決室內(nèi)新風交換問題?照{(diào)室內(nèi)機視房間的大小、高度和負荷情況,分別安裝有多向氣流的天花板嵌入式室內(nèi)機和單向氣流的天花板嵌入式室內(nèi)機;房間高度低的,安裝天花板懸吊式或壁掛式;有些場所安裝柜式室內(nèi)機,個別大空間還裝有風管式室內(nèi)機。
在寫字樓內(nèi),由于空間較大,大多裝有大量的風管式室內(nèi)機,按房間分布情況布置送回風口,該室內(nèi)機組承擔室內(nèi)的主要空調(diào)負荷,并裝設(shè)有高靜壓風管式室內(nèi)機組,做為新風機組使用,該室內(nèi)機只承擔新風負荷。由于辦公建筑負荷較大,為節(jié)約能源,還裝有數(shù)臺全熱交換器,進行空氣置換,保證室內(nèi)空氣環(huán)境滿足衛(wèi)生要求。
值得一提的是,在韓國,眾多采用DVM空調(diào)系統(tǒng)的建筑,盡管使用的DVM機組,均為可制冷、制熱的熱泵式機組,但在所見到的建筑中,全部配有低溫熱水地板采暖系統(tǒng)的水盤管,或配有發(fā)熱電纜,很少有建筑只設(shè)置單獨的一套空調(diào)系統(tǒng)。問及當?shù)氐墓こ碳夹g(shù)人員其中的原因,或說不清,或說當?shù)毓岷鼙阋,或說有規(guī)定等等,結(jié)果不得而知。
在我國江南地區(qū),空調(diào)主要被用在夏季制冷方面,且由于南方冬季室外空氣溫度相對較高,即使供熱也不會出現(xiàn)在低溫下長期運行的問題,因此已有許多用戶采用這種空調(diào)系統(tǒng),其發(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,由于冬季室外氣溫較低,采暖期亦較長,需要進行冬季供熱采暖,盡管從產(chǎn)品樣本所標技術(shù)參數(shù)上看,該空調(diào)系統(tǒng)完全可以做到在零下18℃的條件下的正常啟動供熱,甚至在零下20℃以下也可以工作,只是這時應(yīng)考慮機組除霜時的停機間隔造成的效率下降,按廠方技術(shù)資料提供的數(shù)據(jù)顯示,在低溫啟動時,該機組出力將有15%~25%的衰減,可通過增大機器功率配置予以解決,但無論在韓國還是中國,真正利用該空調(diào)系統(tǒng)進行冬季供暖的工程,還缺少實例。在許多設(shè)計部門,都因擔心該系統(tǒng)人為關(guān)機和事故停機將造成建筑內(nèi)的水系統(tǒng)凍壞,不愿意承擔這種設(shè)計風險,也使該空調(diào)方式在北方推廣受到直接的影響。