文/本刊編輯部
2015年10月10日,中華人民共和國工業(yè)和信息化部公告(2015年第63號):工業(yè)和信息化部批準(zhǔn)了由合肥通用機(jī)電產(chǎn)品檢測院有限公司、廣州市華德工業(yè)有限公司起草的JB/T 12323—2015《蒸汽壓縮循環(huán)蒸發(fā)式冷卻冷水(熱泵)機(jī)組》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),于2015年10月10日發(fā)布,于2016年3月1日起實施。這標(biāo)志著蒸發(fā)式冷卻技術(shù)已被行業(yè)認(rèn)可,被市場接受。
——編者按
圖/廣州地鐵8號線琶洲站
暮色降臨,成群結(jié)隊的國內(nèi)外客商,從廣州地鐵8號線——琶洲站魚貫而入。十月的廣州是熱鬧非凡的,一年兩次的廣交會給這座城市帶來了巨大的人流量和消費(fèi)體量。
就在琶洲地鐵站A號出口的旁邊,有一片不起眼的鐵柵欄,如果不仔細(xì)留意的話,很容易被忽略掉。在鐵柵欄旁邊,一位身穿藍(lán)色T恤制服的青年人,正和地鐵站工作人員低頭交流著什么,看見有人上前,他們熱情地過來向我們打招呼:“歡迎啊,我們在這等候多時啦!”
身穿藍(lán)色制服的青年人正是廣州市華德工業(yè)有限公司(以下簡稱華德)的服務(wù)工程師,他率先從樓梯下到了鐵柵欄底下,我們在后邊跟著他一個一個下去。
鐵柵欄下面原來別有洞天,映入我們眼簾的,是一臺呈長方體形狀的機(jī)器,高高地豎立著,嗡嗡地運(yùn)行聲音讓我們的大腦開始快速地運(yùn)轉(zhuǎn)。因為在傳統(tǒng)的印象中,地鐵站用的空調(diào)一般都是安放在站里專門的機(jī)房中,而且機(jī)組體型龐大、管道復(fù)雜,乘客是沒有機(jī)會進(jìn)入機(jī)房見到給他們提供清涼的空調(diào)機(jī)器的。
那么,這臺標(biāo)有“ETCO羿歌”的機(jī)器有著怎樣的奧妙?它為何與傳統(tǒng)的機(jī)器不一樣?它的制冷效果能滿足如此龐大的人群嗎?這些疑問不斷地從腦海中涌現(xiàn)出來,多年積累的經(jīng)驗告訴我們,這臺機(jī)器看似“簡單”,卻并不“簡單”。
一般而言,在地鐵的空調(diào)項目中,應(yīng)用最多的產(chǎn)品當(dāng)屬冷水機(jī)組。多年以來,這已經(jīng)形成一種使用上的慣性。無論是中央空調(diào)企業(yè)還是地鐵甲方,他們在面對設(shè)備選型時,都會顯得“無可奈何”,因為始終沒有一種更為合適的替代品。
這一現(xiàn)狀,在華德推出板管蒸發(fā)冷卻式空調(diào)以后得到了改變。華德板管蒸發(fā)冷專利技術(shù)在廣州地鐵8號線項目中的成功應(yīng)用,獲得了甲方客戶的一致認(rèn)可,并逐漸成為地鐵行業(yè)的一種新風(fēng)向。
廣州市華德工業(yè)有限公司總經(jīng)理牛培武在接受采訪時說道:“軌道交通是華德切入比較早的領(lǐng)域?,F(xiàn)在的軌道交通不光是從南到北,很多城市的軌道交通項目都開始應(yīng)用蒸發(fā)冷空調(diào)?!?/p>
據(jù)統(tǒng)計,到目前為止,華德旗下羿歌牌板管蒸發(fā)冷卻式空調(diào)在國內(nèi)投入運(yùn)行的軌道交通項目已達(dá)12個城市,站點近40個,如廣州地鐵2號線和8號線、青島地鐵13號線等,運(yùn)行效果較為良好。華德蒸發(fā)冷空調(diào)機(jī)組在琶洲地鐵站中的應(yīng)用,就是其中的一個典型縮影。
無數(shù)的案例已經(jīng)說明,蒸發(fā)式冷卻機(jī)組在標(biāo)準(zhǔn)工況下系統(tǒng)能效比相對更高,明顯優(yōu)于冷水機(jī)組能源效率的國家最新等級指標(biāo)水平,比水冷機(jī)組節(jié)能10%以上,比一般風(fēng)冷機(jī)組節(jié)能30%以上,如表1所示。
眾所周知,在傳統(tǒng)的地鐵項目應(yīng)用中,當(dāng)我們采用傳統(tǒng)冷水機(jī)組和冷卻塔的時候,如果把它們放到地下的機(jī)房中,需要考慮吊裝的難題。因為在大多數(shù)的地鐵建設(shè)過程中,吊裝孔一般是3 m×4 m的,這對安裝提出了相當(dāng)嚴(yán)格的要求。如果把它們放在地鐵站外,機(jī)組的超大運(yùn)行噪聲以及冷卻塔的“飛水”會對乘客或周邊居民造成一定的干擾,地鐵方可能要面臨被投訴的風(fēng)險。此外,在冷凝水的排放處理方面,需設(shè)置冷凝水排放管路系統(tǒng)并將其排入指定排水溝,對安裝的空間又有一定的要求。
圖/廣州市華德工業(yè)有限公司總經(jīng)理 牛培武
圖/琶洲地鐵站A號出口空調(diào)機(jī)房
圖/空調(diào)機(jī)組采用丹佛斯壓縮機(jī)
針對這種“兩邊不討好”的狀況,華德獨辟蹊徑,將主機(jī)采用渦旋壓縮機(jī)的形式,把蒸發(fā)冷的優(yōu)勢和渦旋機(jī)的特點進(jìn)行完美的結(jié)合。
如此一來,一方面,不需要額外配置冷卻水塔,機(jī)組占地面積更小,僅有4~5 m2,這極大方便了機(jī)組的搬運(yùn)、安裝,后期維護(hù)也十分便捷。另一方面,經(jīng)過消音處理之后,機(jī)組噪聲低至55~65 dB,比常規(guī)機(jī)組要低很多,對地面的周邊居民也不會造成影響。此外,最重要的一點是,通過將渦旋機(jī)并聯(lián)的形式可以更加容易調(diào)節(jié)冷量,來獲得更高的能效,而且機(jī)組使用壽命大大延長。
在琶洲地鐵站項目中,經(jīng)過幾年時間的實際運(yùn)行,搭配渦旋壓縮機(jī)的華德蒸發(fā)冷機(jī)組交出了一份滿意的答卷。由此,華德也成為國內(nèi)第一個采用渦旋機(jī)來匹配蒸發(fā)式冷卻技術(shù)并用于地鐵項目中的廠家。
除了地鐵領(lǐng)域,在總經(jīng)理牛培武看來,數(shù)據(jù)中心也將成為蒸發(fā)冷空調(diào)在未來應(yīng)用很好的一個領(lǐng)域,而且華德也一直在積累更多寶貴的工程經(jīng)驗。
與地鐵項目的應(yīng)用需求有所不同,數(shù)據(jù)中心要求空調(diào)設(shè)備制冷效率更高、運(yùn)行更穩(wěn)定、故障率和維護(hù)成本更低。一般而言,現(xiàn)在國內(nèi)外眾多大型數(shù)據(jù)中心普遍使用冷凍水空調(diào)系統(tǒng)。
根據(jù)對國內(nèi)數(shù)據(jù)中心的調(diào)查統(tǒng)計,對于未采用顯著節(jié)能措施的數(shù)據(jù)中心,面積為1 000 m2的機(jī)房,其每年的用電量基本都在500萬kW·h左右。因此,對于新建的大型數(shù)據(jù)中心,節(jié)能的重要性十分突出。
圖/丹佛斯位于武清工業(yè)園的壓縮機(jī)工廠
圖1 數(shù)據(jù)中心各部分的用電量分布
從圖1可以看出,空調(diào)制冷系統(tǒng)占數(shù)據(jù)中心總電量的近三分之一,是影響機(jī)房能耗的關(guān)鍵指標(biāo)。不同數(shù)據(jù)中心空調(diào)制冷的能耗存在很大差異,但是好的空調(diào)制冷方案可以極大地降低能耗,降低PUE值。
而在廣州南翔·云數(shù)據(jù)中心項目中,華德創(chuàng)造性地將蒸發(fā)冷技術(shù)和渦旋技術(shù)進(jìn)行了完美地融合,取得了意想不到的收獲。
據(jù)了解,南翔·云數(shù)據(jù)中心項目總體規(guī)劃3 000個機(jī)柜,一期投建1 200個柜,其中一期工程設(shè)7個常規(guī)數(shù)據(jù)機(jī)房、5個VIP數(shù)據(jù)機(jī)房。在這個龐大項目的背后,正是華德羿歌板管蒸發(fā)冷卻式渦旋自然冷源機(jī)組為其保駕護(hù)航。
圖 / 廣州南翔云數(shù)據(jù)中心項目
圖 / 廣州南翔云數(shù)據(jù)中心項目
圖 / 廣州南翔云數(shù)據(jù)中心項目
起初,如何實現(xiàn)系統(tǒng)更高能效、降低系統(tǒng)PUE,也是廣州市華德工業(yè)有限公司總工、高工張勇一直在苦苦思索的問題。
在諸多設(shè)計中,更合理地運(yùn)用自然冷源顯得尤為關(guān)鍵。張勇說:“在如何擴(kuò)充自然冷源應(yīng)用條件的時候,我們想到采用高溫的回水、出水來實現(xiàn)。再進(jìn)一步,我們又想到如果用高溫出水的時候,采用高蒸發(fā)溫度的應(yīng)用以及多系統(tǒng)的應(yīng)用,讓機(jī)組逐級實現(xiàn)高蒸發(fā)溫度?!?/p>
但這需要采用多系統(tǒng)才能實現(xiàn),因為傳統(tǒng)的機(jī)組根本無法做到這一點。是打破常規(guī)創(chuàng)新,還是因循守舊?張勇陷入了兩難的境地。
恰在這個節(jié)骨眼上,丹佛斯恰好推出DSH40 HP大渦旋壓縮機(jī)系列,這正契合了項目的需求,兩邊一拍即合。
在張勇看來,做到多個制冷系統(tǒng),就可以實現(xiàn)多個蒸發(fā)溫度,此是其一;丹佛斯大渦旋壓縮機(jī)可以實現(xiàn)超過20 ℃的蒸發(fā)溫度,應(yīng)用到華德的機(jī)組系統(tǒng)中,得到了很高的能效比,此是其二;將大渦旋壓縮機(jī)結(jié)合蒸發(fā)冷的應(yīng)用,可以把冷凝溫度大幅降低,降低了壓比,更好地拓寬了壓縮機(jī)的應(yīng)用條件,此是其三。
從冷量范圍方面來看,丹佛斯大渦旋壓縮機(jī)可以采用多機(jī)頭并聯(lián)或者單機(jī)頭多系統(tǒng),單機(jī)組冷量可以輕松做到300 kW以上,而且渦旋機(jī)組容易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,可以自由組合,從而來滿足客戶的需求。
從可靠性方面來看,丹佛斯大渦旋壓縮機(jī)的多機(jī)頭可以互為備用,提高生產(chǎn)效率,降低運(yùn)行成本。而且壓縮機(jī)采用全封閉式,沒有泄露,無需補(bǔ)油,可靠性更高。此外,渦旋壓縮機(jī)可以在25%負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行。
從安裝方面來看,以一臺40 HP的丹佛斯大渦旋壓縮機(jī)為例,它的直徑僅有333 mm,高度755 mm,重量175 kg,結(jié)構(gòu)更加緊湊。而且,相較于傳統(tǒng)螺桿壓縮機(jī),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及安裝更加寬松,還節(jié)省了安裝空間和成本,在全生命周期后的更換改造也非常方便。
南翔云數(shù)據(jù)中心項目在經(jīng)過初期的運(yùn)行之后,華德板管蒸發(fā)冷卻式渦旋自然冷源機(jī)組贏得了客戶的認(rèn)可。項目整體系統(tǒng)運(yùn)行能效高,冬季利用自然冷源,全年能效可達(dá)8.5以上,系統(tǒng)PUE低于常規(guī)數(shù)據(jù)中心。
如今,隨著互聯(lián)網(wǎng)+、云計算及大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,數(shù)據(jù)中心行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了專業(yè)化、精細(xì)化的發(fā)展階段,提能降耗的技術(shù)產(chǎn)品和解決方案將發(fā)揮重要作用,綠色數(shù)據(jù)中心時代已經(jīng)真正到來。
而華德的一次創(chuàng)新性的嘗試,或許可以為數(shù)據(jù)中心行業(yè)帶來全新的變革。
5 HP的風(fēng)管機(jī)、天花機(jī)、柜機(jī)等產(chǎn)品上,后來慢慢地開始應(yīng)用于多聯(lián)機(jī)產(chǎn)品。進(jìn)入2003年之后,渦旋壓縮機(jī)又開始向冷水機(jī)組領(lǐng)域發(fā)展。
如今,業(yè)界已經(jīng)形成對渦旋壓縮機(jī)的統(tǒng)一認(rèn)識:一方面,在制熱、變頻、新制冷劑等技術(shù)上深耕細(xì)作,繼續(xù)發(fā)揮渦旋壓縮機(jī)的優(yōu)勢;另一方面,將觸角延伸到螺桿機(jī)中的壓縮機(jī)領(lǐng)域,擴(kuò)大渦旋壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍。
與螺桿壓縮機(jī)相比,渦旋壓縮機(jī)的產(chǎn)量更高,成本優(yōu)勢更大。而且小功率的螺桿壓縮機(jī)正逐步被渦旋壓縮機(jī)所替代,隨著渦旋壓縮機(jī)技術(shù)的不斷完善成熟,替代更大功率的螺桿壓縮機(jī)也不是沒有可能。
此外,螺桿機(jī)市場的發(fā)展還存在一些瓶頸,比如:在備用性方面,螺桿機(jī)功率較大,做多系統(tǒng)比較困難;在能效方面,螺桿機(jī)實際運(yùn)行能效相對較低,與政府提倡的節(jié)能政策相違背;在舒適性方面,螺桿機(jī)的噪聲相對較大,對舒適性體驗造成一定的影響。
對于華德而言,搶占傳統(tǒng)螺桿機(jī)的市場,也是其推出板管蒸發(fā)式渦旋冷熱水機(jī)組的一大初衷。丹佛斯20 HP、25 HP、30 HP、40 HP大渦旋壓縮機(jī)適時的推出,也為華德實現(xiàn)這個初衷增添助力。
“丹佛斯40 HP大渦旋產(chǎn)品的推出,對我們來講是一個很好的武器,因為它可以使我們勇于跟螺桿機(jī)進(jìn)行市場競爭。我們采用三機(jī)并聯(lián)、雙系統(tǒng),就很容易做到240 HP的功率,這就可以和螺桿機(jī)進(jìn)行有力的競爭。而且我們再往上做的話,還可以做到360 HP?!睆堄抡f道。
圖 / 廣州市華德工業(yè)有限公司總工程師、高級工程師 張勇
圖 / 安裝在數(shù)據(jù)中心樓頂?shù)娜A德羿歌機(jī)組
可以看到,無論是在廣州地鐵8號線琶洲站,還是在南翔·云數(shù)據(jù)中心項目中,華德聯(lián)手丹佛斯最終用出色的解決方案征服了甲方客戶。
此外,大渦旋并聯(lián)利用多機(jī)頭的優(yōu)勢代替小螺桿機(jī)以后,它的冷量變化范圍更廣,可以實現(xiàn)百分之十幾的負(fù)荷運(yùn)行,噪聲更低。而且,大渦旋并聯(lián)之后,它的IPLV值也要比螺桿機(jī)高出很多。
圖 / 空調(diào)機(jī)組采用丹佛斯壓縮機(jī),兩兩并聯(lián)
圖 / 丹佛斯渦旋壓縮機(jī)DSH485
圖 / 丹佛斯大渦旋壓縮機(jī)
圖 / 丹佛斯壓縮機(jī)多機(jī)并聯(lián)
而在時下比較火熱的熱泵應(yīng)用方面,大多數(shù)螺桿機(jī)采用的是R134冷媒,但是在低溫狀況下,其對壓縮機(jī)的控制可靠性方面不是很好。而對采用并聯(lián)的渦旋機(jī)而言,它擁有著寬廣的運(yùn)行范圍,使得產(chǎn)品即使在北方地區(qū),也能夠有著更好的安全性和可靠性,可以適應(yīng)中國大部分地區(qū)。特別是在冷熱水應(yīng)用場合,搭載R410A制冷劑的渦旋壓縮機(jī)的制熱性能比螺桿機(jī)更加穩(wěn)定、可靠。
比如在2017年冬天的湖北荊州曲尺河溫泉度假村,當(dāng)時室外氣溫只有-6 ℃,而室內(nèi)溫度卻達(dá)到了27 ℃。正是因為羿歌板管蒸發(fā)式渦旋冷熱水機(jī)組堅定地矗立在寒風(fēng)中,低調(diào)、安穩(wěn)地運(yùn)行著,為整個度假村提供了24 h的穩(wěn)定熱源,包括采暖和生活熱水,出水穩(wěn)定在目標(biāo)溫度50 ℃。
我們知道,在長江流域采用風(fēng)冷熱泵制熱是有一定難度的,最大的困難就是融霜工況時間很長。而蒸發(fā)冷熱泵不需要融霜,可以持續(xù)穩(wěn)定制熱,而且它可以在低溫工況下獲得比風(fēng)冷熱泵更好、更多的熱量,同時也收獲更高的COP。在結(jié)合丹佛斯40 HP大渦旋壓縮機(jī)后,華德在蒸發(fā)冷熱泵方面做得更好了。
廣州市華德工業(yè)有限公司營銷管理部技術(shù)總監(jiān)羅碩成在接受采訪時說道:“事實上,華德所有的產(chǎn)品都是圍繞板式蒸發(fā)冷卻技術(shù)在做,而在滿足行業(yè)客戶功能需求的時候,我們也是會更多地來選擇渦旋壓縮機(jī)解決方案。其中,絕大部分都是選擇和丹佛斯合作。”
在羅碩成看來,丹佛斯渦旋壓縮機(jī)除了能通過多機(jī)頭組合并聯(lián)運(yùn)行,實現(xiàn)能量負(fù)荷的范圍變化以外,它在制熱方面比螺桿機(jī)要強(qiáng)。
目前,華德已經(jīng)成為國家“十三五”長江流域熱泵專題里面唯一的一個主機(jī)生產(chǎn)廠家,而且一直采用丹佛斯的渦旋壓縮機(jī)來解決熱泵采暖的問題。
大到一個國家,和諧共處、互惠互利,是它們長久的外交政策。小至一個企業(yè),默契配合、抱團(tuán)共贏,也是它們在商場上的立身之本。
圖 / 廣州市華德工業(yè)有限公司營銷管理部技術(shù)總監(jiān) 羅碩成
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐步趨于理性,當(dāng)下的中央空調(diào)行業(yè)也開始駛?cè)胍粭l穩(wěn)定的發(fā)展軌道。無論是近幾年來發(fā)展異常迅猛的磁懸浮中央空調(diào),還是來勢洶洶的渦旋機(jī)并聯(lián)技術(shù),它們的目標(biāo)都是一致的,就是替代更多螺桿機(jī)的市場。而在它們的背后,也都有同一個有力的后盾——壓縮機(jī)的供應(yīng)商丹佛斯。
極為優(yōu)良的產(chǎn)品品質(zhì)是長久合作下去的基石,這在丹佛斯身上體現(xiàn)得尤為突出。到目前為止,華德已經(jīng)應(yīng)用了幾千臺丹佛斯的渦旋壓縮機(jī)產(chǎn)品,而在項目現(xiàn)場,丹佛斯壓縮機(jī)的故障率為零。
在華德方面看來,這是在各個團(tuán)隊通力合作下實現(xiàn)的一個零故障碩果。
其一,丹佛斯作為一個世界知名品牌,其壓縮機(jī)的品質(zhì)一流;
其二,丹佛斯的技術(shù)支持是相當(dāng)?shù)轿坏模瑹o論是在與華德工廠還是項目現(xiàn)場客戶的服務(wù)上,丹佛斯的專業(yè)技術(shù)水平、敬業(yè)態(tài)度以及服務(wù)能力堪稱頂尖,這樣一來,就把壓縮機(jī)的功能發(fā)揮到極致;
其三,團(tuán)隊之間擁有無縫對接的合作和時時刻刻的交流,比如在廣州地鐵8號線以及南翔·云數(shù)據(jù)中心項目中,丹佛斯多次派技術(shù)專家現(xiàn)場指導(dǎo),悉心關(guān)注每一個細(xì)節(jié),全力保障機(jī)組的完美運(yùn)行。
憑借以上這三點,再加上華德對蒸發(fā)冷技術(shù)的理解,以及對整體機(jī)組的品質(zhì)管控,零故障率的結(jié)果讓客戶、華德、丹佛斯都十分滿意。
對品質(zhì)的苛求,對技術(shù)的創(chuàng)新,對客戶的負(fù)責(zé),一直都是丹佛斯所崇尚和堅持的。在許多工業(yè)、商業(yè)領(lǐng)域中,客戶不僅享受著丹佛斯提供的服務(wù),而且與丹佛斯還保持著深厚的友誼,并成為長期合作的伙伴。
一項新技術(shù)、新方案的推行,不是靠一家之言、一家之力來推動,而是要靠整個行業(yè)的力量來促進(jìn)。
機(jī)遇與問題并存。目前,全國做蒸發(fā)冷空調(diào)的企業(yè)僅有十幾家,主推大渦旋并聯(lián)技術(shù)的壓縮機(jī)廠家也為數(shù)不多。不過欣喜的是,美系以及國產(chǎn)家電系幾大品牌都已經(jīng)開始進(jìn)入這一領(lǐng)域,并積極地規(guī)劃和布局。
圖 / 華德工廠
圖 / 項目測評小組在琶洲地鐵站合影
圖 / 丹佛斯中國制冷事業(yè)部華南區(qū)銷售經(jīng)理 宋志文
圖 / 項目測評小組在南翔·云數(shù)據(jù)中心合影
丹佛斯中國制冷事業(yè)部華南區(qū)銷售經(jīng)理宋志文說道:“在華德以及代理商的鼎力支持下,丹佛斯渦旋并聯(lián)方案已經(jīng)在華南地區(qū)的諸多項目中得到了廣泛應(yīng)用,我們希望通過其節(jié)能、配置簡單等優(yōu)勢為更多客戶帶去更加優(yōu)質(zhì)的體驗,同時也希望更多企業(yè)能夠更全面地了解和使用這一方案?!?/p>
眾人拾柴火焰高,在眾多“推手”的合力作用下,可以預(yù)見,未來渦旋機(jī)并聯(lián)將會在很長的一段時間內(nèi)逐步替代螺桿機(jī)。
當(dāng)我們驅(qū)車到達(dá)廣州地鐵8號線琶洲站的時候,天空飄著蒙蒙細(xì)雨,正趕上各地客商從展館涌向地鐵站。作為一線城市的廣州果然名不虛傳,繁忙的交通、擁擠的人群,即使在平時的晚高峰,琶洲地鐵站都承擔(dān)著巨大的客流量壓力,更不用說是在廣交會期間。
而在南翔·云數(shù)據(jù)中心的樓頂,我們也著實被眼前的景象所“震懾”到。在樓頂偌大的平臺上,整齊地擺放著正在運(yùn)行著的若干臺華德的機(jī)組,四周及中間都設(shè)有專門參觀的通道,通道上方均安裝了攝像頭。項目負(fù)責(zé)人告訴我們:“等工程全部竣工,我們會把它打造成一個典型樣板,供客戶來參觀學(xué)習(xí)。”
一路上,我們也一直在討論,華德和丹佛斯在某種意義上是否存在一些共性。最終得出的結(jié)論是,它們都是技術(shù)流派,它們對于技術(shù)創(chuàng)新的執(zhí)著和努力,讓其他很多企業(yè)都望塵莫及,這恐怕也是雙方合作多年的重要原因。
如果,我們回過頭再來看蒸發(fā)冷和渦旋并聯(lián)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用,難道不是一次完美的結(jié)合嗎?