創(chuàng)新品質(zhì)   低碳健康

2022年第33屆“中國(guó)制冷展”技術(shù)總結(jié)報(bào)告

　　二、技術(shù)進(jìn)展　　

　　3.工商業(yè)用中央空調(diào)冷（熱）水機(jī)組　　

　　3.1技術(shù)特點(diǎn)　　

　　盡管今年工商業(yè)用中央空調(diào)冷(熱)水機(jī)組參展規(guī)模下降，但仍然有格力、麥克維爾、天加、冰山、冰輪、重通等知名企業(yè)參展。在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略的大背景下，各企業(yè)積極響應(yīng)、主動(dòng)擔(dān)當(dāng)，不斷孕育并研發(fā)新技術(shù)，其具體體現(xiàn)在：磁懸浮技術(shù)日趨成熟并進(jìn)一步普及，技術(shù)上注重壓縮機(jī)的適用范圍、多類機(jī)頭并用機(jī)組，采用綜合性能指數(shù)評(píng)價(jià)機(jī)組性能；從系統(tǒng)角度綜合考慮機(jī)組運(yùn)行效率并智能尋優(yōu)；突破光伏直驅(qū)技術(shù)并逐漸成熟，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組、光伏與電網(wǎng)的真正融合；蒸發(fā)冷技術(shù)在具體實(shí)現(xiàn)形式上也有新突破；面向行業(yè)需求，特色化螺桿機(jī)組得到持續(xù)發(fā)展。

　　

　　在管材、閥件、保溫材料等方面，展出規(guī)模保持穩(wěn)定，整體技術(shù)保持穩(wěn)定，環(huán)保、節(jié)能、智能、易用依然是行業(yè)發(fā)展的主流。

　　

　　3.2特色產(chǎn)品　

　　（1）系統(tǒng)角度智能調(diào)控，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率　　

　　繼2021年多家智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能后，格力、天加和鑫磊等企業(yè)為進(jìn)一步綜合考慮系統(tǒng)整體運(yùn)行性能，研發(fā)了制冷機(jī)房能效管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

　　

　　天加將福加高效制冷節(jié)能控制系統(tǒng)融合到SMARDT磁懸浮冷水機(jī)組中，打造“全生命期成本更低”的iSolution解決方案(圖3-1)，實(shí)現(xiàn)了三方(企業(yè)、用戶及第三方)監(jiān)控以及主動(dòng)尋優(yōu)功能。在滿足冷量需求的前提下，利用深度算法，尋找系統(tǒng)對(duì)應(yīng)工況中最佳機(jī)組能耗、泵功、冷卻塔風(fēng)機(jī)能耗點(diǎn)，提升系統(tǒng)整體能效，將制冷機(jī)房的制冷季節(jié)能效比由3.5~3.6 kWh/ kWh提升至6.5~7.0 kWh/ kWh。

　　此外，麥克維爾還展出了開啟式單螺桿式鹽水機(jī)組采用FridgeWatch3000的工業(yè)級(jí)智能控制系統(tǒng)；鑫磊展出了采用云端遠(yuǎn)程智能控制的降膜式磁懸浮離心冷水機(jī)組和降膜式螺桿冷水機(jī)組，實(shí)現(xiàn)故障自診斷功能和遠(yuǎn)程運(yùn)維及調(diào)試功能。

　　

　　（2）光伏直驅(qū)技術(shù)突破成熟　　

　　可再生能源的利用是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必然選擇，光伏直驅(qū)、光儲(chǔ)直柔是主要技術(shù)路線。格力引領(lǐng)行業(yè)光伏直驅(qū)技術(shù)，突破了光伏、市電混合供電技術(shù)，并拓展到各類型冷水機(jī)組及空調(diào)產(chǎn)品中。

　　格力集成光伏(儲(chǔ))直流直驅(qū)、多端多元換流、四象限全控整流和全網(wǎng)通自適應(yīng)等技術(shù)，同時(shí)，機(jī)組搭配光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能擴(kuò)展系統(tǒng)(可選)和G-IEMS能源信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了純光伏發(fā)電、余電上網(wǎng)、混合供電、常規(guī)空調(diào)、光伏空調(diào)等五種運(yùn)行模式，集成光伏發(fā)電、變頻離心機(jī)與發(fā)用電一體化管理，與傳統(tǒng)光伏板發(fā)電+光伏逆變器+空調(diào)用電模式相比，系統(tǒng)損耗下降6%~8%。展出了光伏直驅(qū)變頻熱氟融霜制冷機(jī)組和CVS光伏直驅(qū)變頻離心機(jī)組(圖3-2)。

　　

　　（3）磁懸浮冷水機(jī)組日趨成熟并普及　　

　　磁懸浮冷水機(jī)組在國(guó)內(nèi)發(fā)展10余年以來(lái)，自主壓縮機(jī)及集成壓縮機(jī)機(jī)組均日趨成熟，格力、麥克維爾、天加、重慶通用、鑫磊等結(jié)合企業(yè)技術(shù)特點(diǎn)和市場(chǎng)定位展出了不同類型的磁懸浮冷水機(jī)組，以滿足對(duì)工商業(yè)冷水機(jī)組的高效節(jié)能和環(huán)保的新需求。

　　

　　SMARDT展出了采用丹佛斯VTCA磁懸浮壓縮機(jī)的G-Class Z系列冷水機(jī)組和采用丹佛斯TTH375磁懸浮壓縮機(jī)的H-Class Z系列磁懸浮熱泵(圖3-3)。G-Class Z系列冷水機(jī)組采用多種壓縮機(jī)混用設(shè)計(jì)(磁懸浮+螺桿)，螺桿壓縮機(jī)主要應(yīng)對(duì)極端工況運(yùn)行、磁懸浮壓縮機(jī)正常工況運(yùn)行，機(jī)組采用了環(huán)保制冷劑R1234ze，可提供0.52kW/RT全負(fù)荷效率和0.31kW/RT的IPLV效率，拓寬了機(jī)組的高效運(yùn)行工況范圍。與此同時(shí)，機(jī)組配套福加高效制冷節(jié)能控制系統(tǒng)。H-Class Z系列無(wú)油磁懸浮熱泵，制冷量涵蓋210kW-4200kW，制熱量涵蓋310kW-6200kW。

　　重慶通用展出了適用于綠色建筑、大數(shù)據(jù)中心、軍工、醫(yī)院、商場(chǎng)及化工工業(yè)等領(lǐng)域的磁懸浮永磁變頻離心式冷水機(jī)組(圖3-4)，機(jī)組采用雙級(jí)壓縮結(jié)構(gòu)形式，搭載自主開發(fā)的高速磁懸浮壓縮機(jī)，機(jī)組制冷量為1231kW，達(dá)到一級(jí)能效水平。采用R134a制冷劑，變頻調(diào)節(jié)范圍廣，可實(shí)現(xiàn)20%-100%制冷量調(diào)節(jié)。

　　鑫磊壓縮機(jī)展出了制冷量為75~300RT、制熱量為85RT-370RT的降膜式磁懸浮冷水機(jī)組(圖3-5)，機(jī)組滿載COP超過(guò)6.3，采用R134a制冷劑，機(jī)組可實(shí)現(xiàn)10%~100%負(fù)荷連續(xù)智能調(diào)節(jié)，出水溫度控制精度±0.1℃。采用自主研發(fā)的轉(zhuǎn)速達(dá)30000rpm、無(wú)油磁懸浮離心壓縮機(jī)，通過(guò)高速永磁同步電機(jī)直驅(qū)葉輪、雙級(jí)補(bǔ)氣技術(shù)、變轉(zhuǎn)速+內(nèi)置式導(dǎo)葉(IGV)+旁通閥結(jié)合等技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)組高效率、大冷量調(diào)節(jié)范圍和低啟動(dòng)電流等運(yùn)行效果。機(jī)組的蒸發(fā)器和冷凝器均采用內(nèi)、外壁強(qiáng)化的高效換熱銅管束的降膜式熱交換器，制冷劑充注量降低30%。且機(jī)組采用模塊式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，方便搬運(yùn)和安裝。

　　（4）螺桿冷水機(jī)組應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展　　

　　螺桿機(jī)組技術(shù)成熟，適用工況寬，麥克維爾、冰輪、冰山、鑫磊和歐博等均展出各自新型螺桿機(jī)組。

　　

　　為適用于化工、制藥、食品等各種工業(yè)對(duì)制冷的需求，麥克維爾展出了制冷量為85-807kW的開啟單螺桿式鹽水機(jī)組(圖3-6)。機(jī)組采用開啟式電機(jī)，可應(yīng)對(duì)多種電壓需求；采用無(wú)需油泵的高效臥式油分離，分油效率可達(dá)5ppm；采用工業(yè)級(jí)智能控制系統(tǒng)，制冷劑可采用R717/R507A/R404A等多種環(huán)保制冷劑，載冷劑為鹽水類溶液；采用整體撬塊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了噪音低、振動(dòng)小和維護(hù)方便等特點(diǎn)。

　　冰輪環(huán)境展出了適用于食品冷凍冷藏及深加工、畜禽屠宰、冷鏈物流、冰雪場(chǎng)館等領(lǐng)域的永磁變頻CO2半封螺桿制冷壓縮機(jī)組(圖3-7(a))。機(jī)組采用新一代半封閉式CO2螺桿制冷壓縮機(jī)，壓縮機(jī)設(shè)置內(nèi)油路多點(diǎn)噴油方式，絕熱效率高；采用優(yōu)化的轉(zhuǎn)子形線提升容積效率，配備的永磁變頻電機(jī)使機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行全時(shí)段節(jié)能降耗；采用集成設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便運(yùn)維。同時(shí)，還展出了適用于LNG船、集氣站、液化基地等多種場(chǎng)合的船陸兩用低溫BOG螺桿壓縮機(jī)組(圖3-7(b))，滿足低溫BOG-160℃壓縮工藝需求。采用不銹鋼無(wú)油螺桿壓縮機(jī)、永磁變頻電機(jī)和全新油氣分離系統(tǒng)，機(jī)組無(wú)需常規(guī)BOG壓縮機(jī)入口輔熱工序，在0~20bar工況下，無(wú)油低溫雙級(jí)比常規(guī)雙級(jí)壓縮機(jī)降耗達(dá)40%。冰山展出了復(fù)疊式氨螺桿熱泵機(jī)組，利用余熱制取50℃~75℃熱水(圖3-8)。

　　鑫磊展出了制冷量為62~171RT、制熱量為74~200RT的降膜式螺桿冷水機(jī)組(圖3-9)，采用高效半封閉栓螺桿壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)制冷量調(diào)節(jié)25%~100%的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，采用R134a制冷劑，壓縮機(jī)采用半封閉結(jié)構(gòu)，電機(jī)主軸與螺桿陽(yáng)轉(zhuǎn)子軸直連無(wú)需聯(lián)軸器，5齒對(duì)6齒螺旋轉(zhuǎn)子相互嚙合的型線壓縮氣體實(shí)現(xiàn)無(wú)余隙容積與泄漏。蒸發(fā)器和冷凝器采用內(nèi)外壁強(qiáng)化的高效換熱銅管束的降膜式熱交換器，制冷劑充注量降低30%。歐博展出了變頻式水冷螺桿冷水機(jī)組(圖3-10)，機(jī)組在20~60Hz高效可靠運(yùn)行，兼顧大范圍負(fù)荷變化和高效節(jié)能的解決方案，尤其適合工業(yè)制冷/冷卻以及中央空調(diào)過(guò)渡季節(jié)高能效的市場(chǎng)需求。

　　（5）環(huán)保制冷劑引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展　　

　　環(huán)保制冷劑的替代會(huì)引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)迭代發(fā)展，離心機(jī)組以R1233zd(e)為主要發(fā)展趨勢(shì)，螺桿機(jī)組以CO2和NH3為主。天加展出的SMARDT G-Class Z系列和H-Class Z系列的磁懸浮冷水機(jī)組均采用低GWP的R1234ze制冷劑；麥克維爾展出的磁懸浮變頻離心式壓縮機(jī)采用了新型環(huán)保制冷劑R1233zd；麥克維爾展出的開啟單螺桿式鹽水機(jī)組中可采用NH3為制冷劑；冰輪環(huán)境展出的永磁變頻半封螺桿制冷壓縮機(jī)組采用了CO2作為制冷劑；冰山展出的復(fù)疊式氨螺桿熱泵機(jī)組采用了NH3作為制冷劑(圖3-8)。

 

　　（6）蒸發(fā)冷系統(tǒng)的融合創(chuàng)新　　

　　星浪空調(diào)展出了直膨式蒸發(fā)冷冷水機(jī)組及風(fēng)冷+直膨式蒸發(fā)冷混合式熱泵機(jī)組(圖3-11)，室外換熱器盤管與冷卻塔填料采用分段式混合設(shè)計(jì)，多段盤管并聯(lián)并直接與冷卻塔冷卻水換熱；熱泵機(jī)組除采用直膨式蒸發(fā)冷外，經(jīng)過(guò)冷卻塔換熱的空氣與風(fēng)冷換熱器換熱。冰山集團(tuán)也展出了冷卻塔與風(fēng)冷冷凝器組合的蒸發(fā)冷氣冷器，其適用于CO2機(jī)組，換熱量150kW，風(fēng)量48671m³/h(圖3-12)。

　　（7）配件與輔材　　

　　1）威樂(lè)高效水泵　　

　　威樂(lè)展出了Wilo-Atmos TERA-SCH中開雙吸泵和Para MAXO高效屏蔽泵兩項(xiàng)創(chuàng)新產(chǎn)品(圖3-13)。Wilo-Atmos TERA-SCH中開雙吸泵采用獨(dú)特機(jī)械密封裝配設(shè)計(jì)、配置震動(dòng)和溫度等監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)了水力部件運(yùn)行平穩(wěn)和智能互聯(lián)等特點(diǎn)，中開結(jié)構(gòu)方便維護(hù)；Para MAXO高效屏蔽泵采用高效直流電機(jī)、大流量高揚(yáng)程水力模型、個(gè)性化控制模塊等配置。

　

　　2）搏力謀能量閥　　

　　搏力謀能量閥為一體式設(shè)計(jì)，由具有熱能計(jì)量功能的邏輯模塊、超聲波流量計(jì)、執(zhí)行器以及控制球閥組成(圖3-14)。通過(guò)超聲波流量計(jì)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)流量以及進(jìn)、回水的實(shí)際溫度，對(duì)比在邏輯模塊中設(shè)定的額定流量、溫差以及設(shè)定的控制模式(閥位控制模式、流量控制模式、能量控制模式)進(jìn)行閥門開度的智能調(diào)節(jié)，從而根據(jù)實(shí)際動(dòng)態(tài)需求進(jìn)行流量的控制調(diào)節(jié)。邏輯模塊中集成了智能熱能計(jì)量功能。同時(shí)設(shè)計(jì)有智能通訊以及Cloud應(yīng)用，可提供物聯(lián)網(wǎng)IoT解決方案及智慧建筑的數(shù)字化發(fā)展需求。

　　3）銅管及代銅管材/件　　

　　金龍管業(yè)展出了工商業(yè)冷水機(jī)組用的系類高效銅管管材(圖3-15)。高效冷凝管GDHT-C系類銅管，管徑f15.88~25.4mm，外翅19~40個(gè)/英寸，通過(guò)優(yōu)化管外翅和管內(nèi)齒實(shí)現(xiàn)冷凝液膜變薄、熱阻減小、制冷劑排出流暢和水?dāng)_動(dòng)增強(qiáng)；滿液式高效蒸發(fā)管GDHT-B系列銅管，管徑f15.88~25.4mm，外翅19~60個(gè)/英寸，通過(guò)優(yōu)化管外翅和管內(nèi)齒實(shí)現(xiàn)汽化核心數(shù)增多、氣泡脫離頻率提高和水?dāng)_動(dòng)增強(qiáng)。

　　

　　銅管免焊快接國(guó)產(chǎn)化實(shí)現(xiàn)突破，銳克科技展出的銳克復(fù)合環(huán)，可替代德國(guó)洛克復(fù)合環(huán)，連接快捷程度及耐壓程度均達(dá)到同等水平，該公司還展出了自主設(shè)計(jì)研發(fā)用于連接銳克復(fù)合環(huán)的可更換鉗口的自動(dòng)化接管工具(圖3-16)。

　　在代銅管材/件方面有了新進(jìn)展，恒發(fā)空調(diào)部件公司展出了全套鋁材制作的分液器、集液管、彎頭、異型管等(圖3-17)；神通機(jī)電也展出了針對(duì)CO2機(jī)組需求的不銹鋼分液器、避震管、工藝閥等部件，這些工作為全鋁制冷空調(diào)產(chǎn)品提供了基礎(chǔ)條件。

　　4）保溫材料　　

　　保溫材料展出規(guī)模與往年持平，技術(shù)發(fā)展平穩(wěn)，發(fā)展方向依然是環(huán)保、易用，且持續(xù)拓展應(yīng)用領(lǐng)域。華美展出了建筑、冷庫(kù)、石化和太陽(yáng)能等保溫解決方案(圖3-18)。擠塑聚苯乙烯(XPS)是一款超薄、密度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、防水和隔熱的地面保溫材料，具有柔性與水泥熱脹冷縮同頻，保證水泥不開裂；高密度玻璃棉板用于建筑外墻保溫，通過(guò)玄武棉線六面整體縫制，增強(qiáng)拉巴強(qiáng)度，最大耐溫100℃。

　　此外，本屆展會(huì)還展出了一款摻混石墨的導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫性能好，適用于冷庫(kù)的保溫材料。二烯烴與丁腈橡膠復(fù)合深冷絕熱保溫材料，適用于-196℃的石化、液化天然氣等低溫領(lǐng)域。三元美樂(lè)斯橡塑采用三元乙丙橡膠為原料發(fā)泡而成的軟質(zhì)絕熱保溫材料(規(guī)格為10×1.2m)，其使用溫度范圍為-50℃-150℃，間隔性使用時(shí)可達(dá)175℃，適用于太陽(yáng)能光熱等高溫領(lǐng)域。

　　

　　3.3評(píng)價(jià)與展望　　

　　受疫情影響，工商用中央空調(diào)冷(熱)水機(jī)組的參展規(guī)模下降，然而，在新技術(shù)方面，參展機(jī)組依然各具特色，新技術(shù)漸露頭角。同時(shí)，在“雙碳”目標(biāo)下，工商用冷水機(jī)組將更加注重系統(tǒng)節(jié)能、環(huán)保和智能化，其主要發(fā)展趨勢(shì)如下：　　

　　1）光伏直驅(qū)變頻離心機(jī)組將開啟工商業(yè)冷水機(jī)組向“零碳源”方向發(fā)展新路徑；　　

　　2）磁懸浮離心機(jī)單機(jī)頭1300RT和2000RT持續(xù)追求大冷量、大壓比，而單機(jī)60-370RT的多機(jī)頭并聯(lián)形式可實(shí)現(xiàn)冷量的靈活匹配，且拓展了其適用范圍；　　

　　3）螺桿式冷水機(jī)組更加注重機(jī)組的油路設(shè)計(jì)、環(huán)保制冷劑壓縮機(jī)開發(fā)，面向市場(chǎng)需求，其特色化機(jī)組將不斷涌現(xiàn)；　　

　　4）環(huán)保制冷劑和機(jī)組智能控制系統(tǒng)，將推動(dòng)工商業(yè)冷水機(jī)組逐步接近“雙碳”目標(biāo)；　　

　　5）銅管管材適應(yīng)小管徑、降膜及雙效強(qiáng)化換熱需求；鋁代銅、不銹鋼代銅持續(xù)發(fā)酵；保溫材料將繼續(xù)向更加環(huán)保、品質(zhì)提升方向發(fā)展。　　

　　（本節(jié)作者：北京建筑大學(xué) 徐榮吉教授、王剛博士、胡文舉副教授）