户式数码中央空调的特点及应用研究
摘要 数码多联户式中央空调系统 (简称DVM)，该机组集约化程度高，既可制冷又可制热，安装维护简便、灵活性强，适用于多种场所。特别是数码涡旋技术能让压缩机在10%至100%的容量范围下实现无级调节运行，能耗低于普通压缩机综合能源损耗40%以上，是值得推广的技术。由于北方地区冬季气温较低，既要求房间供暖，又要求管道防冻，因此，对机组的制热性能要求较高，本文重点介绍该空调技术和在北方地区的应用特点。
关键词：户式空调、数码涡旋、应用、研究
引言 户式中央空调一般指可满足60～600m2之间的各种户型多个房间的要求，带有集中冷热源的空调形式。现被广泛应用于各种别墅、大面积住宅、各类区域分隔式办公建筑以及较小建筑面积的办公建筑。目前，经济发达国家的户式中央空调的普及率已达到50%以上，而我国普及率还不到1%，从发展趋势上看，户式中央空调将成为住宅、办公室空调的主流产品，因此，中国市场发展前景非常诱人。由于目前中国仍存在用电紧张现象，因此国人更加关注节能，使数码涡旋压缩技术受到推崇的主要原因，就是它节能的技术优势。
1. 数码中央空调系统的技术特点 户式数码多联中央空调系统，是指由采用了数码宽度脉冲调节控制技术的变容量涡旋压缩机的空调室外机与多台可单独控制调节的空调室内机组成,简称DVM，是新一代多联机系统。由于其安装维护的简便性、灵活性使其更能满足空调市场的需求。该空调的最大冷媒配管长度可达100-150米，高低差可达30-50米，完全可以满足相当大范围分散空间的空气调节。
来自于“谷轮”的宽度脉冲调节式数码涡旋压缩机技术(PWM)，利用变容量控制原理，创造性地通过压缩机的动静涡旋盘的离合来控制系统的制冷剂流量，从而达到控制系统的能量输出，使整个系统更加节能、更加可靠。该技术的精华在于压缩机本身具有“轴向柔性”的特点：当电磁阀打开时，定涡旋盘向上移动，压缩机容量为零，无制冷剂流量通过，压缩机不对制冷剂做功，这个过程，称为“卸载状态”；当电磁阀闭合，定涡旋盘恢复原位啮合，此时就是普通涡旋压缩机运行时的状态，压缩机容量为100%，制冷剂全部通过压缩机，压缩机对制冷剂做功，这个过程，被称为 “负载状态”。数码涡旋压缩机就是通过精密控制的PWM阀的动作和时间来实现的涡旋盘的微小移动(轴向移动0.6-1㎜)，从而不断的变换定涡旋盘的升起和啮合，即改变“负载”和“卸载”的周期时间来实现变容量的调节，外部电磁阀根据系统容量的要求通过系统信号控制涡旋盘的“上升”和“复原”，使压缩机自动调节开启-关闭时间的比例，实现“0-1”输出，体现出数码功能，有效地降低了运行成本。数码涡旋压缩机从“负载状态”到“卸载状态”的变换损耗只有10%，低于变频压缩机的综合能源损耗，且数码涡旋技术能让压缩机在10%至100%容量范围下，实现了整个范围内的无级调节运行，具有优秀的季节能耗比。由于数码涡旋压缩机以单一速度运行，不会产生额外的振动和噪音，室内机的噪音也远远低于国家对室内噪音要求的标准，不会对周围环境产生不良影响。数码涡旋压缩机运行时，涡盘的负载、卸载，均为一个简单的机械运动，不产生高次谐波，不会产生电磁干扰。另外，数码涡旋不需要油分离器或回油循环系统，利用负载周期内气体流速就可以让润滑油充分流向压缩机。
一个“周期时间”，包括“负载状态”时间和“卸载状态”时间。这两个时间阶段的组合决定压缩机的容量调节。例如：在20s周期时间内，若负载状态时间为10s，卸载状态时间为10s，压缩机调节量为(10sxl00%+10sxO%)/20=50%。若在相同的周期时间内负载状态时间为15s而卸载状态时间为5s，则压缩机调节量为75%。容量为负载状态和卸载状态时间平均的总和。通过改变负载状态时间和卸载状态时间，压缩机就可提供任意大小的容量(10%～100%)。PWM阀的开启与负载的关系见图1。
2. 技术比较和分析图表 我们将DVM空调机组与其他空调方式在实验室的对比测试情况，并用图表加以说明。
从图表中不难看出，在综合能效比、制冷能力和节电方面，DVM机组均占有一定的优势。
除此之外，户式数码中央空调还具有如下特点：1.可以根据实际能量需要，灵活组合；2.整个组合系统采用集散控制，各个机组采用独立制冷系统，在不同季节和气温下可以自动调整负荷，保证运行在节能状态；3.DVM提供的无级容量输出，保证了房间温度的控制精度在±0.5℃，让使用者在最舒适的空调环境下工作。
3. 数码空调的应用调研
在韩国，许多建筑，包括高层建筑均采用了这种空调方式。在汉城某22层公寓及写字楼，全部使用了DVM空调系统，并配有全热交换器进行新风置换。其中，公寓的面积从180-400平方米不等，每套房配以6匹室外机组1-2台，放置在专为机组设计的配有可开启的落地百叶窗的封闭阳台上，机组上配有专用导气管，使室外机冷凝空气的流向利于机组散热，不产生空气短路和乱流。在写字楼内，由于空间较大，大多装有大量的风管式室内机，按房间分布情况布置送回风口，室内机组承担室内的主要空调负荷。由于办公建筑负荷较大，为节约能源，装有数台全热交换器，保证室内空气环境满足卫生要求。
在我国江南地区，空调主要被用在夏季制冷方面，且由于南方冬季室外空气温度相对较高，即使冬季供热也不会出现任何问题，因此已有许多用户采用这种空调系统，其市场发展的前景也非常乐观。但在我国广大的北方地区就不同了，由于冬季夜间室外气温较低，需要进行冬季供暖和设备、管道的防冻，尽管从产品样本所标技术参数上看，该空调完全可以做到在零下20℃的条件下的正常启动供热，甚至在实验室中，零下28℃以下也可以工作，但实际上真正利用该空调系统进行冬季供暖的，还缺少广泛的应用实例。
4. 数码空调的应用举例 首先可以肯定，户式数码中央空调是一种不错的选择，但在北方地区住宅单独只使用户式空调时，其供热工况常令设计者担心。使设计者担心的不仅有机器出力影响室温问题，还有因设计考虑不周而造成设备、管道冻坏情况发生的可能，加上人们习惯定时开关空调主机，往往忽略对防冻工况的重视，因此在设计使用户式空调时，应充分考虑这种情况。
笔者借用工程设计实例，说明户式数码多联机组在北方地区设计中应注意的问题。
例1，某基地高层商务楼，地上十层，分三个楼座，每个楼座的每一层算为一个空调单元，每个单元选用1台RVMH100户式数码室外机(单台理论制冷量为28kw,理论制热量为31.5 kw)，室内机按照50%-100%的室外机容量配备3台AVMHH105风管内藏式高静压室内机，并使用恒温换气机为房间提供新风。图7为首层空调平面图。由于该卫生间是无外窗、无外墙的暗卫生间，设有排气扇，该建筑设专用管道竖井，因此，未设计任何辅助加热设备，只需对管道做了保温防冻处理。从已建好的样板间去年冬天运转情况来看，效果良好。
图7 某商务楼一层空调布置平面图
例2某地下娱乐中心空调设计，该建筑为全地下建筑， 建筑面积约1600m2，功能为卡拉OK厅。共有大小包间47间，水吧、歌舞厅各一个。使用户式数码多联机组合，室外机选用RVMH100，RVMH140，RVMH160，RVMH180，RVMH200各1台，室内选用嵌入式室内机63台，由于地下娱乐场所所要求的新风量较大，故设有大型恒温换气机2台做为娱乐场所的新风换气设备，通过风道从室内排出污浊空气和向室内补充新风。由于是地下建筑，无设备、管道冻毁之忧，因此，按照常规进行设计，未采取任何辅助供热措施，只是将消防喷淋系统改成预作用式，而上、下水管道和消火栓管道均只做了管道保温处理。图8是该娱乐场所的空调多联机布置平面图。
5 结论 新型户式数码多联中央空调系统可为办公室、公寓住宅、商场、酒店、医院、学校、工厂车间等场所以及机房、实验室等各种规模的建筑物，提供广泛而多样化的空调方式，是值得信赖和推广的技术。在北方地区单独使用时，如果空调方案能得到建筑专业的配合，将会取得良好的效果。如果建筑结构已不能发生变化，则应根据现场建筑构造的实际情况和节能运行的要求，适当考虑值班供热方式和管道设备的防冻问题，但究竟采用何种方式进行补充供热，可参照上述设计实例，根据不同情况，通过经济技术比较后确定。
主要参考文献：
1.邵宗义、刘江 数码空调系统的技术特点及应用推广 全国暖通空调2004学术年会文集
2.姚国琦， 规范、有序、健康地发展我国户式中央空调 供热制冷2004.4
3.数码涡旋技术，供热制冷 2004.10
4.邵宗义 主编 《民用建筑暖通及给排水设计实例》中国化工出版社
5.邵宗义 主编 《建筑供热采暖设计参考图集》 机械工业出版社
