編者按：
在我國(guó)致力于低碳能源轉(zhuǎn)型的大背景下，建設(shè)高效機(jī)房作為制冷產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展的重要方式，正成為暖通空調(diào)行業(yè)當(dāng)下關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域。本刊有幸和捷聯(lián)克萊門特商貿(mào)（上海）有限公司營(yíng)銷副總裁衛(wèi)宇就高效機(jī)房建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行交流探討，從衛(wèi)宇的話語中我們可以明顯感受這個(gè)意大利老牌企業(yè)的堅(jiān)守與努力。
圖/捷聯(lián)克萊門特商貿(mào)（上海）有限公司營(yíng)銷副總裁 衛(wèi)宇
在2020年“雙碳”目標(biāo)提出的大背景下，“高效機(jī)房”一度成為行業(yè)焦點(diǎn)，眾多品牌項(xiàng)目方持續(xù)關(guān)注，尋求發(fā)展的契機(jī)。實(shí)際上，參照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)或者新加坡綠建標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際運(yùn)行能效SCOP=總制冷量 /（冷水機(jī)組+冷凍水泵+冷卻水泵+冷卻塔）總功率，SCOP值超過5.0以上均可以定義為高效機(jī)房。但是，因?yàn)楦咝C(jī)房在國(guó)內(nèi)起步較晚，很多方面的發(fā)展仍不夠完善。
如何平衡高效機(jī)房制冷劑側(cè)與水側(cè)的溫差、流量和壓頭三者之間的關(guān)系？如何優(yōu)化控制邏輯和控制系統(tǒng)？攻克這些難題對(duì)于任何一家制冷設(shè)備廠商而言無異于摸著石頭過河。作為意大利老牌制冷設(shè)備供應(yīng)商，克萊門特在高效機(jī)房領(lǐng)域擁有多年研究經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)當(dāng)下制冷機(jī)房難言高效的尷尬處境，克萊門特用全磁懸浮變流量技術(shù)交出了一份令人滿意的答卷。
丨從硬件出發(fā)，選用節(jié)能硬件設(shè)備有效提升機(jī)房能效
工欲善其事，必先利其器。要在制冷機(jī)房功耗上動(dòng)刀，首先得把硬件這把刀子磨快。硬件是高效機(jī)房的基礎(chǔ)，選用高效的冷水機(jī)組是搭建高效機(jī)房的地基。
對(duì)于冷水機(jī)組而言，從壓縮機(jī)和電機(jī)兩個(gè)部分進(jìn)行硬件的優(yōu)化升級(jí)往往是最簡(jiǎn)單高效的。從運(yùn)行原理來看，中央空調(diào)壓縮機(jī)是將低溫低壓氣體通過壓縮，提升為高溫高壓氣體的一種從動(dòng)的流體機(jī)械，是制冷系統(tǒng)的心臟。心臟的強(qiáng)勁與否，直接決定了制冷主機(jī)的效率。因此，節(jié)能高效的壓縮機(jī)是市場(chǎng)熱門?？巳R門特在磁懸浮冷水機(jī)中采用的是與 Turbocor協(xié)作開發(fā)的磁懸浮離心壓縮機(jī)，采用兩級(jí)壓縮的方式，絕熱指數(shù)提高3%～5%；磁懸浮離心不僅可以避免傳統(tǒng)的渦旋和潤(rùn)滑油在傳熱管的表面和外表面累積很厚的油垢，還能利用無油膜熱阻將機(jī)房能效提升10%～15%。
圖/全磁懸浮變流量高效機(jī)房系統(tǒng)
另一方面，電機(jī)和驅(qū)動(dòng)也是提升能效的重要因素，電機(jī)和驅(qū)動(dòng)上采用永磁同步電可以增加8%～10%的系統(tǒng)能效；變頻調(diào)節(jié)更是可以將效率提升20%～25%。“水冷磁懸浮機(jī)組從這幾個(gè)方面將總能效提升40%～45%，對(duì)于制冷機(jī)房來說是很關(guān)鍵的?！毙l(wèi)宇說道。
需要注意的是，“只要用磁懸浮就節(jié)能”的觀點(diǎn)是不準(zhǔn)確的，只有面對(duì)連續(xù)且長(zhǎng)期的制冷需求，把全磁懸浮與變流量技術(shù)和冷卻塔配合起來使用，才能將其高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來。
丨于邏輯深挖，轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)控制邏輯擺脫傳統(tǒng)技術(shù)弊病
想要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效，控制邏輯是繞不開的一環(huán)，即對(duì)制冷劑側(cè)和水側(cè)的功耗進(jìn)行優(yōu)化。衛(wèi)宇認(rèn)為，“應(yīng)當(dāng)想盡辦法降低水側(cè)輸送功耗和冷卻塔的功耗”。為此，克萊門特采用的是變流量技術(shù)，也就是利用變頻的模糊邏輯控制技術(shù)來對(duì)水冷磁懸浮離心機(jī)組系統(tǒng)進(jìn)行變流量聯(lián)控。
眾所周知，傳統(tǒng)的壓差控制系統(tǒng)在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)采用20多年了，不能滿足當(dāng)下搭建高效機(jī)房的節(jié)能需求，克萊門特針對(duì)壓差控制邏輯的技術(shù)弊病，采用了溫差控制的方法來規(guī)避。
若依然要利用壓差來控制，那么采用一次泵變流量（VPF）控制技術(shù)，外加兩塊小的控制板，其通過壓差來取冷凍水的流量信號(hào)，使流量信號(hào)與水泵頻率動(dòng)態(tài)匹配。換句話講，克萊門特變流量冷水機(jī)組的水泵頻率是與冷凍水的流量同步變頻運(yùn)行的。這樣不但減少了蒸發(fā)器流量，保證了運(yùn)行效率，而且還改變了輸送系統(tǒng)的水流量，使出水溫度的調(diào)節(jié)更加精準(zhǔn)，力爭(zhēng)將水側(cè)輸送和冷卻塔的功耗降低至總功耗的20%或以下。
丨在頂層落實(shí)，創(chuàng)新監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)真正做到高效運(yùn)行
針對(duì)制冷機(jī)房檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)控制不夠精準(zhǔn)的弊病，衛(wèi)宇一針見血地指出，優(yōu)化才是制冷機(jī)房得以高效節(jié)能的關(guān)鍵。因?yàn)橹评錂C(jī)房是一個(gè)多變量的系統(tǒng)，優(yōu)化檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵是在制冷劑側(cè)與水側(cè)的溫差、流量和壓頭三者之間維持動(dòng)態(tài)有機(jī)平衡。
雖然選用小容量、小冷量的機(jī)組來滿足需求的方向并沒有錯(cuò)，因?yàn)橐恍O端低負(fù)荷的案例是存在的。但是，隨著行業(yè)的發(fā)展，磁懸浮壓縮機(jī)和冷水機(jī)組的性價(jià)比大幅提升。如今在歐洲，大量的磁懸浮機(jī)組已經(jīng)回到了多臺(tái)相同冷量冷水機(jī)組的配置，而克萊門特選用的同樣也是多臺(tái)全磁懸浮冷水機(jī)的配置。
以3臺(tái)一組的冷水機(jī)組為例，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用的是逐臺(tái)加載、逐臺(tái)減載的分級(jí)控制方式，即如果需要1/3的制冷量，那么就關(guān)掉2臺(tái)冷水機(jī)來達(dá)到需求。但是，因?yàn)榄h(huán)境的不斷變化，冷水機(jī)會(huì)隨著負(fù)荷不斷地開啟關(guān)閉，整個(gè)系統(tǒng)的SCOP是不升反降的。與此不同，克萊門特全磁懸浮變流量高效機(jī)房搭載的 ClimaPRO 機(jī)房管理系統(tǒng)通過對(duì)多臺(tái)冷水/熱泵機(jī)組的集中控制和優(yōu)化。
在同樣的情況下，假如需要1/3的制冷量，系統(tǒng)是將3臺(tái)冷水機(jī)的運(yùn)行效率都調(diào)成33%，而非簡(jiǎn)單的關(guān)閉2臺(tái)機(jī)組。這樣一來，機(jī)組的功耗更低，水泵的能效也不差。同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)機(jī)房運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而不斷對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，真正的將機(jī)房系統(tǒng)的功耗降下來。
圖/北京五棵松冰上運(yùn)動(dòng)中心
經(jīng)過在高效機(jī)房領(lǐng)域的探索和實(shí)踐，克萊門特樹立了眾多優(yōu)秀的樣板工程。例如，北京五棵松冰上運(yùn)動(dòng)中心采用的就是克萊門特水冷變頻磁懸浮離心式冷水機(jī)組，其總制冷量應(yīng)為4 566kW，機(jī)組滿負(fù)荷COP為5.87，IPLV為10.41，完全滿足建筑超低能耗需求。該項(xiàng)目不僅標(biāo)志著克萊門特的高效機(jī)房解決方案實(shí)現(xiàn)了新的突破，也體現(xiàn)了市場(chǎng)對(duì)于克萊門特制冷產(chǎn)品的高度認(rèn)可。
克萊門特在高效機(jī)房的創(chuàng)新是可圈可點(diǎn)的。從行業(yè)的角度而言，唯有更多更好的解決方案不斷出現(xiàn)，才能促進(jìn)國(guó)內(nèi)高效機(jī)房的發(fā)展與創(chuàng)新，有效推動(dòng)智能化進(jìn)程，提高系統(tǒng)效率，使高效機(jī)房的的建筑節(jié)能性不斷向前推進(jìn)，更好的響應(yīng)國(guó)家“雙碳”行動(dòng)的目標(biāo)。
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