冷暖课堂第6讲:中央空调冷(热)水机组的最新技术

  

  班主任有话说:

  同学们好,本期小课堂继续为大家带来2019制冷展的产品技术专题讲座。工商用冷(热)水机组作为技术集成度最高的制冷设备,代表了各中央空调厂家技术的最高水平,展示着各企业的发展方向和发展理念,也体现了制冷技术需求和应用的发展趋势,是历届制冷展的重要组成部分。

  

  第六课:工商业用中央空调冷(热)水机组的最新技术

  主讲人:北京建筑大学副教授徐荣吉、胡文举

  

  在2019制冷展上,麦克维尔、格力、海尔、美的、天加、格瑞德、顿汉布什、LG等30多家工商业用中央空调冷(热)水机组知名品牌均有高性能产品推出,展品总体上呈现出以下特点:

  5G和环保工质逐渐成为新一轮技术迭代的推动力

  磁悬浮机组爆炸式增长,产品线继续丰富,冷量范围和适用场景进一步扩大

  螺杆机组应用温区进一步扩大,应用场景不断拓展

  吸收式热泵成为“大温差”供暖的主流技术解决方案,吸收式制冷仍有新技术突破

  特色技术产品

  磁悬浮离心式机组

  随着磁悬浮压缩机的普及以及环保工质替代的推动,磁悬浮离心式机组展出规模不断扩大、快速增长的趋势,今年更是呈现爆炸式增长,部分厂家完成了多个产品线的布局。以麦克维尔、格力、海尔等为代表的十几家主流品牌均有相关产品展出。

  1)容量双向扩展,大冷量逐渐成为主流

  磁悬浮机组经过10多年的发展,其单机头冷量不断扩大。今年,格力公司展出的是单机头冷量达到1300RT的磁悬浮机组,该机组采用R134a制冷剂,轴承悬浮精度达到2-5μm。LG和麦克维尔也推出了单机大容量离心冷水机组,其单机冷量分别达到1100RT和800RT。

  与上述公司单机大容量技术不同,丹佛斯是以多机头并联技术为技术路线,冷机容量范围不断扩大。在单机头冷量达到450RT的技术支撑下,冷机通过多机头并联可实现2000RT制冷量。

  麦克维尔作为拥有自主磁悬浮压缩机的代表厂家,继去年展出了R1233ze新冷媒磁悬浮机组后,今年又展出了双机头1500RT大制冷量机组。该机组采用R134a为制冷剂,COP达到6.9,IPLV达到11.4。

  

  格力单机头大冷量磁悬浮变频离心式冷水机组

  除了大冷量这一特点外,磁悬浮离心压缩机冷水机组冷量范围双向扩展也是本次展出产品的一大特点,我们看到离心压缩机的冷量实现了50~2000RT这一宽区域范围冷量的覆盖。LG推出的磁悬浮机组冷量可实现300~1100RT工作区间安全、稳定、可靠、高效运行。

  麦克维尔展出的双机头1500RT大制冷量机组,采用供电IPS技术,可实现压缩机紧急断电保护,具有自己独特的技术优势。电力系统突然断电时,磁悬浮压缩机由于惯性继续高速旋转,电机进入制动发电状态,把机械动能转换为电能回馈到变频器,变频器供给IPS,IPS将直流电继续供电给磁轴承。电机减速至正常范围,辅助滚珠轴承保证电机继续安全转动并提供支撑直至顺利停机,避免主轴与电磁轴承之间出现碰撞导致损坏。

  

  麦克维尔磁悬浮离心压缩机冷水机组及断电IPS保护原理

  2)产品线逐渐丰富,各企业深谋产品布局

  本届制冷展上,各厂家的一系列新产品如磁悬浮热泵机组、蒸发冷机组、直接冷空调箱等均在展会上展出,进一步说明了磁悬浮技术的成熟,各大企业均完成了不同产品线的布局。

  必信、海尔推出的磁悬浮热泵机组是磁悬浮技术在空调制冷领域一次新的突破和应用。格力、海尔展出了直接制冷空调机组,也是对离心制冷技术的一次新的尝试。天加(SMARDT)展出了磁悬浮风冷机组,该机组采用可翻盖式热交换器设计,便于对换热器进行清洗维护,其蒸发冷机组集成太阳能光伏发电,辅助风机动力。

  

  必信热泵机组 海尔物联网风冷热泵机组

  

  格力直接制冷空调机组 海尔蒸发冷机组

  

  天加风冷磁悬浮机组 柯茂磁悬浮机组

  3)5G物联网云平台服务成为企业竞争阵地

  5G网络具备高带宽、低时延等特性,能够将机组能耗数据与维护提醒等信息迅速传输到E+云服务平台进行高速云计算,快速输出设备运行报告与维护方案等,从而更精准快速地实现设备自主控制。

  基于5G的物联网,数据传输速度和传输量大大提高,企业以冷(热)水机组为载体,为用户提供的服务有更多可能。各冷机厂家除了在机组本身性能方面的竞技外,充分利用5G物联网技术强化各自在服务方面的优势愈加成为各自的发展目标。

  海尔、格力、美的等公司分别搭建了云服务平台,服务于冷水机组及多联机系统。海尔是较早布局5G物联网“云控系统”的企业典型代表,今年展出了应用环保冷媒R1233ze的物联网磁悬浮冷水机组,除采用环保冷媒外,该机组更是强调其物联网“云控系统”。

  

  海尔物联网新冷媒磁悬浮离心式冷水机组

  气体轴承离心式机组

  气体轴承离心式压缩机是“无油”润滑轴承的另一种技术方向。与磁悬浮技术相比,不需要复杂的传感器及控制系统,成本更低,维护更简单,适用于小冷量机组。往届展会主要有美的和LG展出过气体轴承离心式冷水机组,2019年展出规模增加,顿汉布什、LG、纳森等多家企业均推出了产品。

  顿汉布什展出了制冷量为300RT、以R134a为制冷剂、COP达到6.3、IPLV达到12.2的气体轴承离心式冷水机组。LG展出了制冷量为150RT的气体轴承压缩机,其气体轴承利用离心扩压原理支撑轴旋转。纳森展出了制冷量为175kW的气体轴承离心压缩机机组,其气体轴承压缩机冷量范围涵盖50~250RT。

  

  顿汉布什气体轴承离心机组 纳森气体轴承离心机组

  

  LG气体轴承原理示意图

  螺杆式冷热水机组

  螺杆机组展出规模与去年相差不大,不过在今年的展会上,可见其单机高压比的技术优势进一步凸显,应用的温度区间、应用场景也不断拓展。

  1)单机双级超低温空气源热泵满足北方采暖市场

  随着北方清洁供热的不断推进,适应于北方寒冷、严寒地区供热的热泵技术不断取得进步。在这一领域,螺杆压缩机的技术特点和优势得以充分体现,相应的螺杆空气源热泵机组特别是超低温空气源热泵机组成为一个重要技术发展方向。

件,做到“有霜除霜,无霜不除”。

  

  顿汉布什低温螺杆机组

  2)应用领域不断拓展

  除了满足传统空调制冷需求外,螺杆机组产品开始多样化发展,以适用不同领域的技术需求。

  烟台冰轮展出了GHWS-HFO高温水汽机,回收冷凝废热,产生高达128℃的高温蒸汽,应用新型环保工质R1336mzz(Z)(ODP=0、GWP=9)。武汉新世界展出的水蒸气螺杆膨胀机组,直接利用水蒸气乏汽推动螺杆膨胀机发电。大连冷冻展出了石化专用螺杆乙二醇机组,主要应用于石油、化工领域,其转子采用N型线,高效油分离器,R134a制冷剂,蒸发温度-20~-5℃,冷凝温度小于43℃。天加展出的一体式蒸发冷螺杆冷水机组,主机、冷却塔、水处理装置一体化集成,蒸发冷凝器连续降膜,换热效率高,以R134a为制冷剂,采用满液式蒸发器。

  

  冰轮高温水汽机组 武汉新世界直接水蒸气膨胀机组

  吸收式机组

  本届展会上吸收式制冷机组参展产品数量较少。松下展出的吸收式冷水机组,机组采用双段蒸发、双段吸收技术,热水侧供回水温度可实现40℃温差(95-55℃),回收热量是传统机组的2倍,温水流量降低38%,输送功耗降低,单效机组COP达到0.6-0.7之间,制冷量为33RT。双良展出了其吸收式机组节能的系统解决方案。

  

  松下“大温差”单效吸收式冷水机组

  总之,在工商业用中央空调冷(热)水机组中,磁悬浮离心式冷水机是各厂家的重点推介对象,产品呈现多样化发展,借助5G物联网的技术快车,各企业由过去强调技术COP及IPLV开始向突出服务、提高远程控制的安全高效等方面转变。螺杆机组发展平稳,但为了满足北方清洁供热等新应用场景,产品开始注重技术特色和差异化,相关制冷技术正在向深层次和精细化方向发展。吸收式制冷机组参展产品数量较少,主要强调热量回收与系统节能。

  

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  往期课程回顾

  第1讲:压缩机的2018(一)

  第2讲:压缩机的2018(二)

  第3讲:空气源热泵市场的现状和未来

  第4讲:舒适家居五大产品首次全面解读

  第5讲:压缩机的技术方向

  

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