3. 工商業(yè)用中央空調(diào)冷（熱）水機(jī)組　　

　?。ū竟?jié)作者：北京建筑大學(xué)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(jī)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(jī)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(jī)組企業(yè)技術(shù)實力的標(biāo)志，寬范圍負(fù)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(jī)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(jī)組廠家新的角逐點；（4）為適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域、居民供暖領(lǐng)域的需求，中高溫?zé)岜脵C(jī)組在本屆制冷展大放異彩；（5）適應(yīng)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(xì)化成為參展商提升機(jī)組能效的重要手段，遠(yuǎn)程控制數(shù)字智能化逐漸成為參展商提升服務(wù)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(zhǔn)備，壓縮機(jī)“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(jī)組啟停過程中的摩擦問題，實現(xiàn)了機(jī)組運行全過程無摩擦。

　　

　　本屆展會海爾首次展出了應(yīng)用靜壓氣懸浮的離心式冷水機(jī)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(fù)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(jī)組還針對離心機(jī)組的喘振難題，研發(fā)了智能喘振檢測方法和喘振自學(xué)習(xí)功能，使離心式冷水機(jī)組檢測喘振更準(zhǔn)確，運行可靠性更高。海爾氣懸浮離心式冷水機(jī)組以350RT為主，已形成50-750RT系列化產(chǎn)品，COP、IPLV達(dá)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(jī)。

圖3-1 海爾靜壓氣懸浮離心式冷水機(jī)組

　　

　　磁懸浮冷水機(jī)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(jìn)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(jī)組，占據(jù)冷（熱）水機(jī)組主要位置。與往年相比，部分負(fù)荷高性能、新冷媒、寬負(fù)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(jī)組（圖3-2 (a)），該機(jī)組采用了喘振點虛擬感知技術(shù)、自學(xué)習(xí)、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(dá)4.65、常規(guī)空調(diào)工況達(dá)7.03，實現(xiàn)制冷、蓄冰雙工況高效運行，拓展了磁懸浮機(jī)組的應(yīng)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(jī)組（圖3-2 (b)），該機(jī)組采用8臺先進(jìn)的VTX壓縮機(jī)，單機(jī)最大冷量可達(dá)3600RT，COP高達(dá)6.5以上，IPLV達(dá)到10.8以上。麥克維爾WMTC磁懸浮冷水機(jī)組（圖3-2 (c)）采用自主研發(fā)磁懸浮壓縮機(jī)，配置雙級IGV+VFD實現(xiàn)100%~10%超強(qiáng)減載技術(shù)，可以獲得超越國標(biāo)一級能效的COP和IPLV。日立推出自主研發(fā)的配有經(jīng)濟(jì)器的雙葉輪磁懸浮壓縮機(jī)冷水機(jī)組（圖3-2 (d)），機(jī)組冷量介于200~1000RT，COP/IPLV均達(dá)到一級能效，較傳統(tǒng)普通離心機(jī)滿負(fù)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(jī)組（圖3-2 (e)），制冷COP為6.85，實現(xiàn)10%-100%無級調(diào)節(jié)。克萊門特展出了采用R1234ze的模塊式磁懸浮熱泵機(jī)組（圖3-2 (f)），綜合能效系數(shù)達(dá)到ACOP6.45。中廣歐斯特也展出了磁懸浮熱泵機(jī)組（圖3-2 (g)）及其采暖系統(tǒng)解決方案，機(jī)組最高出水溫度達(dá)到60℃。

圖3-2 磁懸浮離心式冷水機(jī)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(yīng)機(jī)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(yīng)用。本屆制冷展參展的工商業(yè)冷（熱）水機(jī)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(jī)組（圖3-3 (a)）、江森自控約克YZ新冷媒機(jī)組（圖3-3 (b)）、麥克維爾WMTC磁懸浮冷水機(jī)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(jī)組（圖3-2 (b)）、克萊門特模塊式磁懸浮水源熱泵機(jī)組（圖3-2 (f)）、格瑞德10 kV復(fù)疊式變頻離心高溫?zé)岜脵C(jī)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(jī)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(jī)組；江森自控約克展出采用NH3的螺桿式HPS熱泵機(jī)組，出水溫度可至90℃。

圖3-3 環(huán)保制冷劑冷（熱）水機(jī)組

　　

　　3.2.3 適應(yīng)市場需求，特色產(chǎn)品涌現(xiàn)　

　　適應(yīng)特殊需求領(lǐng)域的高效、特色產(chǎn)品涌現(xiàn)，代表性的機(jī)組設(shè)備有高效的適應(yīng)冰蓄冷的雙工況機(jī)組、基于能量梯級充分利用理念的四管制、六管制冷水機(jī)組、利用余熱驅(qū)動的模塊型吸收式小型熱泵機(jī)組、燃?xì)怛?qū)動的空氣源熱泵機(jī)組、適應(yīng)嚴(yán)寒寒冷地區(qū)的低溫空氣源熱泵機(jī)組。美的冰蓄冷雙工況機(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)組的基礎(chǔ)上增加一套熱水系統(tǒng)，推出六管制多功能風(fēng)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(jī)組可實現(xiàn)冷凍進(jìn)出水溫12/7℃，空調(diào)用熱水進(jìn)出水溫40/45℃，衛(wèi)生熱水進(jìn)出水溫70/78℃工況運行，制冷量為297~1303 kW，制熱量309~1338kW，高溫?zé)崴茻崃?0~279 kW。

圖3-4 特色熱泵機(jī)組

　　

　　冰輪華源泰盟參展的模塊型吸收式熱泵（制冷）機(jī)組（圖3-4 (c)）實現(xiàn)吸收式熱泵機(jī)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(jī)組、余熱供暖機(jī)組及制冷3種工作模式（圖3-5）。松下制冷推出GHP U型燃?xì)怛?qū)動熱泵見圖3-4 (d)），該產(chǎn)品通過發(fā)動機(jī)系統(tǒng)升級、離合系統(tǒng)升級、壓縮機(jī)提效、送風(fēng)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(jī)型數(shù)據(jù)）。芬尼克茲超級北極星空氣源熱泵機(jī)組采用三閥復(fù)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(jī)組能效比可達(dá)5.18，制熱出水溫度可達(dá)90℃（圖3-4(e)）。此外，日立、美的、盾安等企業(yè)均有適應(yīng)低溫環(huán)境的空氣源熱泵冷熱水機(jī)組展出。

圖3-5 冰輪模塊型吸收式熱泵（制冷）機(jī)組工作模式

　　

　　3.2.4 控制技術(shù)精細(xì)化，遠(yuǎn)程控制數(shù)智化　

　　工商用冷（熱）水機(jī)組的控制日益向精細(xì)化發(fā)展，主要圍繞離心機(jī)組的防喘振、部分負(fù)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(jī)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(yīng)精準(zhǔn)適配，使機(jī)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(dá)到7.03，相對一級能效提高了30%。該機(jī)組有助解決水地源熱泵機(jī)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(fēng)冷螺桿式熱泵機(jī)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(dá)3.63，IPLV最高可達(dá)4.79，實現(xiàn)制冷制熱全年自由切換。

圖3-6 約克全變頻風(fēng)冷螺桿式熱泵機(jī)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(yīng)技術(shù)在工商業(yè)冷（熱）水機(jī)組設(shè)備的遠(yuǎn)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(jī)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(yuǎn)程智能服務(wù)，以此提高產(chǎn)品的市場競爭力，部分遠(yuǎn)程智能機(jī)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(jī)，根據(jù)內(nèi)置的200種運行工況，自適應(yīng)變頻運行：當(dāng)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(jìn)行通訊，通過接受系統(tǒng)控制指令進(jìn)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(dāng)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(jī)吸排氣管仍然為銅管，部分管路仍然要鋁變通。壓縮機(jī)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(jī)組參展規(guī)?？涨?，適應(yīng)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(jī)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(biāo)。總結(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(yù)示了新的發(fā)展方向?！　?/div>