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熙元动态
文章来源:郑州熙元空调设备 发布时间:2016-06-20 12:01:42

    用“心脏”来比喻压缩机是最形象不过的了,作为空调及制冷设备各部件中最重要的部分,压缩机以及压缩机行业的产品技术发展对整个暖通行业来说都起着至关重要的作用。随着社会节能减排需求的日益提升,压缩机变频化已是大势所趋,围绕着“压缩机变频化”这一课题,压缩机制造企业和主机制造企业也一直在努力寻求突破。因此,在继《芯势力》之后,我们围绕压缩机又进行了一次讨论。

正如诸君所看到的,近年来“变频化”浪潮席卷行业。事实上,多联机的变频化已经完成的很彻底,但水系统的变频化一直在坎坷中行进,门外人往往会惊叹,仅仅因为“氟”、“水”的相差一字,两者变频化的差距竟然如此之大,是政策的原因?是技术的原因?还是市场的原因?业内人士知道,水系统变频化进展如此缓慢,绝不仅仅是一字之差那么简单。

 

一、变频化排头兵

压缩机,将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械,是空调、冰箱等制冷设备的核心部件。长期以来,由于技术门槛相对较低以及更易受市场引导等原因,家用空调、冰箱等制冷设备的压缩机技术总是领先于中央空调压缩机技术,也正因为如此,家电行业一直充当着压缩机技术的试验田,压缩机变频技术也始于此。

在节能减排的时代背景下,空调、冰箱等耗电大户的正迎来绿色技术的不断革新,而变频化是主要的方向之一。以空调市场为例,更加节能的变频空调正引领传统空调的升级换代,成为市场上的主流代表。变频空调的迅速普及也给主要部件变频压缩机带来了前所未有的发展契机。

政策对行业的影响不言而喻,以日系品牌为例,日本国内在2007年就通过制定政策做出节能减排的要求,“逼迫”日本暖通行业选择节能环保的变频压缩机,客观上推动了日本压缩机变频化的进程,这也很好解答了为什么大金、日立等日系品牌初到中国,就给市场留下了“先进”、“节能”等正面印象。

事实上,以多联机为代表的氟系统在变频化道路上行进得十分顺利,多联机系统,从出生以来就是变频系统(中间穿插了数码的过渡技术),不变频根本无从谈起控制,比如负荷很低的时候,没有变频技术根本无法满足用户的使用,所以多联机的变频是必然的。经过二十多年的应用及发展,该项技术日益完善与成熟,已成为当今世界上最先进的舒适性中央空调形式之一。

在政策影响的同时,消费者物质生活水平的提高,对舒适的需求也越来越高。不可否认的是,变频压缩机具有先天的优势,例如可以根据室外气温变化选择高低频运转,实现高温快速制冷,低温低速低噪音运行等。政策的扶持、市场的肯定以及行业的努力,三方因素共同培养出压缩机变频化茁壮成长的土壤,变频压缩机技术在短期内发展势头十分迅猛。

二、不平衡的“天平”

众所周知,根据换热介质的不同,中央空调又可以区分为氟系统和水系统,现如今多联机系统的变频化已经完成得相当彻底,单元机也在快速推进过程中,然而,在中高端项目市场中享有绝对话语权的水系统却在变频化进程中留下了匆匆的几个脚印,与多联机相比,水系统的变频化要显得缓慢很多。

诚然,与氟系统的一次换热相比,水系统属于二次换热,即通过冷媒与水换热,然后水再与空气换热,换热效率低;另外,水的热容率很大,对变频的调节的节能性不如冷媒的敏感,而且,由于水系统都是解决商用工程的项目居多,这部分用户对产品的成本非常敏感,所以变频水系统产品在市场的发展并没想象中那么简单。

作为水系统的重要产品之一,变频模块机的变频化很具有代表性。变频模块机作为水系统产品变频化的一个先行者,曾受到部分企业的关注和推动,但似乎很快就冷却下来了。变频模块机没有在市场上热卖,主要还是因为它对于终端客户来说,性价比不高。选用模块机的客户,本来就是对于价格比较敏感的。如果让客户用更高的价格,去选购与普通模块机相比,在舒适和节能效果上差别不大的产品,客户肯定是没有积极性的。

同样遭遇不幸的还有变频螺杆机,从技术上看,变频螺杆式压缩机已经十分成熟,同样是因为受制于成本,其很难在市场上得到有效推广。与此同时,螺杆压缩机本身的特性也使得其变频化发展受到阻碍。相比小型压缩机,螺杆式压缩机具有容量调节功能,本身就可以做无级调节,因此其IPLV就会表现的比小型压缩机高很多,而变频螺杆式压缩机会将容量调节功能关闭,此时,尽管变频螺杆式压缩机IPLV比螺杆压缩机要高,但并没有太明显的差距,前者的成本显然会比后者高很多,客户必然会选择后者,这也是变频螺杆压缩机一直发展缓慢的重要原因。

至于变频离心压缩机,可以说在所有的压缩机中,离心压缩机的变频化是最艰难的。因为如果离心机组具有本身无法克服的致命问题——“喘振”,“喘振”的诱发因素是冷凝压力与蒸发压力压差过高或压缩机流量过低,也就是说在部分负荷时“喘振”是很容易发生的。而变频技术恰恰要解决的是部分负荷的节能问题,这样就为研制变频技术的专家们制造了一个很大的问题。如果有一个点控制不好的话,机组就会无法正常运行,严重时甚至会造成压缩机轴承损坏。虽然经过艰难的探索变频离心压缩机终于面世,在市场上也曾经辉煌过一阵,但因为成本的原因一直遭受诟病。

一分钱难倒英雄汉,水系统先天的技术因素以及成本问题共同阻碍了水系统变频化进程,在这个一切向“钱”看的市场,成本的问题似乎才是阻碍水系统变频化的真凶。在雅士看来,“贵”是市场对变频压缩机的普遍认知,变频机压缩机贵,相对定频机整机价格过高,因此消费者购买意愿不足,销量较低,而较低的销量导致厂商不愿意购买大型自动化生产设备,无法实现生产规模化,生产成本自然也就难以下降,这是一个颇有悲观色彩的恶性循环。

除此之外,也有行业人士指出,尽管国家已经制定出一系列相关的政策法规,但这些还不足以推动变频化的发展。比如冷水机组的能效标准,采用普通的压缩机就能够达到2级能效,那么整机生产厂家就没有动力去开发变频机组。这个又反过来使得大冷量的变频压缩机及其变频器的销量有限,成本自然就居高不下,如果要推动变频化,就必须进一步提高能效标准。

在市场需求和产业政策总体向好的环境下,变频压缩机生产企业尤其是冷水机组压缩机生产企业还需在成本控制、匹配环保制冷剂应用、应对竞争升级和消费需求变化等方面提升自身实力。当然,市场才是试金石,消费者一切向“钱”看,解决钱这个大问题才是压缩机制造企业和主机制造企业的当务之急。

解题进行时

政策的鼓励,市场的需求,促使一大批相关企业在压缩机变频化道路上愈行愈远,无论是氟系统还是水系统,在短短数十年的时间内取得了令人瞩目的成就。GMCC作为最早研究变频压缩机的企业之一,早在2003年就推出了R410A直流变频压缩机,目前,GMCC变频压缩机已广泛应用于家用空调领域。

与此同时,作为商业及家用供暖、通风、空调及制冷解决方案的卓越供应商,艾默生环境优化技术顺应市场需求和产业环境的变化,推出了多款谷轮涡旋TM变频压缩机,在能效、制冷制热能力、运行范围等多方面具有明显优势。谷轮涡旋TM变频压缩机分为三大系列,为亚太市场应用量身打造,是真正针对中国能效标准特点进行的压缩机设计,广泛适用于家用和商用多联机系统、屋顶机、冷水和热泵机组及机房空调等。

丹佛斯开发变频压缩机,也走过了从交流变频到直流变频这一过程。由于丹佛斯一直致力于开发压缩机和变频器组件,在提高压缩机和变频器的整体效率基础上,更好地保证组件的可靠性,所以每一次新产品的开发,都会由制冷事业部与传动事业部两个事业部联手,压缩机、电机、变频器和电控部门各部门的共同参与,以达到产品性能和可靠性的最优。为客户提供经过优化的压缩机和变频器的组件,也为客户缩短了整体的开发时间,这就是丹佛斯变频压缩机方案得天独厚的竞争优势所在。另外丹佛斯的竞争力还体现在掌握大冷量变频涡旋压缩机及变频器的技术。目前丹佛斯能提供单机冷量最大到26HP的直流变频涡旋压缩机,开创了行业的先河。

正如前文所提到的,氟系统的变频化显得十分顺利,但在不少行业人士看来,水系统变频化是未来的方向,在中高端项目市场的前景将会非常可观,不少企业将目光转移到磁悬浮这个被誉为“行业金字塔”的新技术,值得一提的是,随着磁悬浮技术的发展,磁悬浮变频压缩机在市场应用中越来越普遍。在这片领域,丹佛斯一直是其中的佼佼者,而在2016年的中国制冷展上,汉钟推出磁悬浮变频压缩机,正式踏入磁悬浮战场。

随着环保节能的呼声日益高涨,R32R290R410ACO2等低GWP环保冷媒的应用成为暖通空调制冷行业探索的新方向。顺应潮流,压缩机在变频化发展的同时,与新冷媒的结合也是非常重要的一个方面。格力结合空调发展以及业内新冷媒研究进展,积极开展新冷媒的研究应用,成功研发并成功批量国内首款R32压缩机。目前格力已批量R410AR32R404AR134a等变频压缩机,在其他冷媒方向也有一些研究如CO2等;艾默生长期致力于新冷媒的应用创新以及与变频技术的结合,谷轮涡旋TM变频压缩机均可采用R410A环保冷煤;GMCC的产品变频化及新冷媒研发几乎是同时进行的,孕育了全球领先的自然环保冷媒R290技术和全球首创的3HP双缸变容技术等累累硕果……

可以肯定的是,主机制造企业和压缩机制造企业在压缩机变频化进程中并不是相互独立的,变频中央空调机组的开发,是个系统优化的过程。如果只是把现有的定速机组里面的压缩机替换成变频压缩机,不做系统优化的话,变频系统的舒适和节能优势是无法发挥出来的。这就要求整机生产厂商在开发变频机组时,要从整个系统优化的角度去研究。同时积极与变频压缩机制造企业分享变频压缩机在实际机组运行时的工作状况,以帮助压缩机开发设计时能够针对实际应用情况进行优化,从而进一步提升整机的性能。对于变频压缩机制造企业来说,基于变频压缩机实际运行工况的千变万化,如何对于变频压缩机进行性能优化,一直是个极大的挑战。这就要求压缩机企业能够对于机组实际应用情况有非常清晰的认识。

  
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