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变容量数码多联中央空调系统的技术特点
摘要： 数码中央空调系统，是由采用了数码脉冲宽度调节控制变容量涡旋压缩机的室外机与多台可单独控制的室内机组成。简称DVM，是新一代模块化多联机系统，其安装维护的简便性使其更能满足空调市场的需求。数码中央空调系统可为办公室、公寓住宅、商场、酒店、医院、学校、工厂车间等场所以及机房、实验室提供广泛而多样化的空调方式。本文以设计实例来说明该空调在北方地区应用应注野的问题。
关键词： 数码空调 数码涡旋 PWM阀 冷量衰减
数码（可变多联）中央空调系统，是由采用了数码宽度脉冲调节控制技术的变容量涡旋压缩机的室外机与多台可单独控制的室内机组成,简称DVM，是新一代模块化多联机系统，属空调先进技术，其安装维护的简便性、灵活性使其更能满足空调市场的需求，该机组最大可配管长度为100米，高低差可达60米。由于该机组集约化程度高，又无需设置机房，为使用者节约了有效的空间，与水冷机组相比，又没有水系统，既节水又维护方便。新型数码中央空调系统可为办公室、公寓住宅、商场、酒店、医院、学校、工厂车间等场所以及机房、实验室等各种规模的建筑物，提供广泛而多样化的空调方式。
　　宽度脉冲调节式数码涡旋压缩机技术(PWM)，可根据负载自动调节制冷和制热容量，从而有效降低运行成本。该技术的精华在于压缩机本身具有“轴向柔性”的特点，当定涡旋盘向上移动时，压缩机无质流量通过，压缩机此时容量为零，不对制冷剂做功，即“卸载状态”；当定涡旋盘恢复原位啮合时，就是普通涡旋压缩机运行时的状态，制冷剂全部通过压缩机，压缩机对制冷剂做功，此时，压缩机容量为100％，被称为 “负载状态”。数码涡旋压缩机就是通过精密控制的PWM阀的动作和时间来实现的涡旋盘的微小移动（轴向移动0.6～1㎜），从而不断的变换定涡旋盘的升起和啮合，即改变“负载”和“卸载”的周期时间来实现变容量的调节，外部电磁阀根据系统容量的要求通过系统信号控制涡旋盘的“上升”和“复原”，使压缩机自动调节开启－关闭时间的比例，实现“0-1”输出，体现出数码功能，有效地降低运行成本。

　　数码涡旋压缩机从“负载状态”到“卸载状态”的变换损耗只有10％，低于变频压缩机的综合能源损耗，且数码涡旋技术能让压缩机在10％至100％容量范围下运行，实现了整个范围内的无级调节，使能量调节范围更广。除此之外，数码空调还具有如下特点：
1.可以根据实际能量需要，灵活组合。
2.整个组合系统采用集散控制，各个机组采用独立制冷系统，在不同季节和气温下可以自动调整负荷，保证运行在节能状态。
3.数码涡旋空调提供的无级容量输出，保证了房间温度的控制精度在±0.5℃，可使使用者在最舒适的开启空调环境下工作。其它类型空调的房间温度的控制在2-3℃，与数码空调的使用环境舒适感相差极大。
4.数码涡旋压缩机以单一速度运行，所以不会产生额外的噪音和振动，不会对周围环境造成不良影响。室内机噪音极低，远远低于国家对室内噪音标准。

5. 数码涡旋压缩机运行时，涡盘的负载卸载，均为一个简单的机械运动，不产生高次谐波，亦不会产生电磁干扰。
6. 数码涡旋不需要油分离器，或回油循环系统，利用气体流速让润滑油充分流向压缩机，不会因回油不良，而烧毁压缩机。

图1　PWM 脉冲宽度调节阀与负载的关系

图2　制冷、制热性能/效率比较

图3　制冷能力比较　　　　　图4　耗电量比较
运行费用的比较见表1，能耗比消耗见表2.
运行费用比较表1
区分
DVM
水冷机
VAV可变风量系统
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个月）
77436 kw
94170 kw
114972 kw
1年耗
5575
6780
8277
3年耗
16726
20340
24833
5年耗
27877
33900
41389
比较结果
100%
121%↑
148%↑
注：上述数据的测试条件如下：建筑面积750㎡，负荷在7740kw，冬、夏季各运行三个月。
能耗比计算表2
控制区域
测试条件
VAV
DVM
负载率
性能(w)
功率(w)
能耗比(w/w)
负载率
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：上述数据的测试条件如下：负荷在77400kw。
A：DB26.7 / WB19.4℃ , DB35 / WB23.9℃； B：DB26.7 / WB19.4℃ , DB27.8 / WB18.3℃。

图5　（冷/暖）室外机系统原理图
　　在韩国，已有数百栋建筑，特别是高层建筑采用了这种空调方式，且市场发展看好。笔者曾到韩国参观考察该系列空调的使用情况，在汉城某22层公寓及写字楼，全部使用DVM空调系统，并配有全热交换器进行新风置换，其中，公寓的面积从180～400平方米不等，每套房配以6匹室外机组1～2台，放置在专为机组设计的半封闭阳台上，该阳台配有可开启的落地百叶窗，机组上配有专用导气管，使室外机冷凝空气的流向利于机组散热，不产生空气短路和乱流。阳台上部装有全热交换器，用风管与室内排风口连接，用于解决室内新风交换问题。空调室内机视房间的大小、高度和负荷情况，分别安装有多向气流的天花板嵌入式室内机和单向气流的天花板嵌入式室内机；房间高度低的，安装天花板悬吊式或壁挂式；有些场所安装柜式室内机，个别大空间还装有风管式室内机。

　　在写字楼内，由于空间较大，大多装有大量的风管式室内机，按房间分布情况布置送回风口，该室内机组承担室内的主要空调负荷，并装设有高静压风管式室内机组，做为新风机组使用，该室内机只承担新风负荷。由于办公建筑负荷较大，为节约能源，还装有数台全热交换器，进行空气置换，保证室内空气环境满足卫生要求。
　　值得一提的是，在韩国，众多采用DVM空调系统的建筑，尽管使用的DVM机组，均为可制冷、制热的热泵式机组，但在所见到的建筑中，全部配有低温热水地板采暖系统的水盘管，或配有发热电缆，很少有建筑只设置单独的一套空调系统。问及当地的工程技术人员其中的原因，或说不清，或说当地供热很便宜，或说有规定等等，结果不得而知。
　　在我国江南地区，空调主要被用在夏季制冷方面，且由于南方冬季室外空气温度相对较高，即使供热也不会出现在低温下长期运行的问题，因此已有许多用户采用这种空调系统，其发展的前景也非常乐观。但在我国广大的北方地区就不同了，由于冬季室外气温较低，采暖期亦较长，需要进行冬季供热采暖，尽管从产品样本所标技术参数上看，该空调系统完全可以做到在零下18℃的条件下的正常启动供热，甚至在零下20℃以下也可以工作，只是这时应考虑机组除霜时的停机间隔造成的效率下降，按厂方技术资料提供的数据显示，在低温启动时，该机组出力将有15%～25％的衰减，可通过增大机器功率配置予以解决，但无论在韩国还是中国，真正利用该空调系统进行冬季供暖的工程，还缺少实例。在许多设计部门，都因担心该系统人为关机和事故停机将造成建筑内的水系统冻坏，不愿意承担这种设计风险，也使该空调方式在北方推广受到直接的影响。
　　以笔者所做实际工程设计为例，这是一栋位于北方城市的二层综合办公楼，仿古建筑，地下一层，地上一层，地上办公，地下一部分做为员工宿舍，另一部分做为办公用房。该建筑总面积为1400㎡，由于SARS的流行，甲方要求房间内要有足够的新风换气量。该建筑的冬季采暖负荷为120kw,夏季空调负荷为130 kw，（均含有新风负荷）。由于该建筑的所在地区对环保要求较严，不能使用燃煤锅炉，且无天然气源，只能利用电能。原始设计方案为电锅炉采暖加空调系统。
　　在修改设计中，笔者既考虑了DVM空调系统的优点，也考虑了意外情况发生的可能性，在卫生间、盥洗室、浴室等增加了辅助供热电暖装置，辅助供热的室内设计温度按5℃计算，保证室内不结冻，保证万无一失，不出现责任事故，还并将室内给排水管道进行了电伴热及保温处理。通过对DVM空调系统的设计方案进行了多次修改，修正了设计方案，改为使用数码冷暖空调弥补了出力衰减，减少了主机配置数量，降低了初投资，使该产品更具有竞争力，为在北方推广DVM空调系统，做出一种尝试。据此，在设计过程中，初期选用4台RVMH100GAMO,制冷量28 kw,制热31.5 kw，

版权、出处： 论文提供：xiaoer0502 录入时间：2004-12-31