渦旋搭檔蒸發冷，創新融合，迸發燎原之星火

文/本刊編輯部

2015年10月10日，中華人民共和國工業和信息化部公告（2015年第63號）：工業和信息化部批準了由合肥通用機電產品檢測院有限公司、廣州市華德工業有限公司起草的JB/T 12323—2015《蒸汽壓縮循環蒸發式冷卻冷水（熱泵）機組》行業標準，于2015年10月10日發布，于2016年3月1日起實施。這標志著蒸發式冷卻技術已被行業認可，被市場接受。

——編者按

圖/廣州地鐵8號線琶洲站

暮色降臨，成群結隊的國內外客商，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，如果不仔細留意的話，很容易被忽略掉。在鐵柵欄旁邊，一位身穿藍色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！”

身穿藍色制服的青年人正是廣州市華德工業有限公司（以下簡稱華德）的服務工程師，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器，高高地豎立著，嗡嗡地運行聲音讓我們的大腦開始快速地運轉。因為在傳統的印象中，地鐵站用的空調一般都是安放在站里專門的機房中，而且機組體型龐大、管道復雜，乘客是沒有機會進入機房見到給他們提供清涼的空調機器的。

那么，這臺標有“ETCO羿歌”的機器有著怎樣的奧妙？它為何與傳統的機器不一樣？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出來，多年積累的經驗告訴我們，這臺機器看似“簡單”，卻并不“簡單”。

地鐵行業的“新來客”

一般而言，在地鐵的空調項目中，應用最多的產品當屬冷水機組。多年以來，這已經形成一種使用上的慣性。無論是中央空調企業還是地鐵甲方，他們在面對設備選型時，都會顯得“無可奈何”，因為始終沒有一種更為合適的替代品。

這一現狀，在華德推出板管蒸發冷卻式空調以后得到了改變。華德板管蒸發冷專利技術在廣州地鐵8號線項目中的成功應用，獲得了甲方客戶的一致認可，并逐漸成為地鐵行業的一種新風向。

廣州市華德工業有限公司總經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域。現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用蒸發冷空調。”

據統計，到目前為止，華德旗下羿歌牌板管蒸發冷卻式空調在國內投入運行的軌道交通項目已達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，運行效果較為良好。華德蒸發冷空調機組在琶洲地鐵站中的應用，就是其中的一個典型縮影。

無數的案例已經說明，蒸發式冷卻機組在標準工況下系統能效比相對更高，明顯優于冷水機組能源效率的國家最新等級指標水平，比水冷機組節能10%以上，比一般風冷機組節能30%以上，如表1所示。

眾所周知，在傳統的地鐵項目應用中，當我們采用傳統冷水機組和冷卻塔的時候，如果把它們放到地下的機房中，需要考慮吊裝的難題。因為在大多數的地鐵建設過程中，吊裝孔一般是3 m×4 m的，這對安裝提出了相當嚴格的要求。如果把它們放在地鐵站外，機組的超大運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險。此外，在冷凝水的排放處理方面，需設置冷凝水排放管路系統并將其排入指定排水溝，對安裝的空間又有一定的要求。

圖/廣州市華德工業有限公司總經理 牛培武

圖/琶洲地鐵站A號出口空調機房

圖/空調機組采用丹佛斯壓縮機

針對這種“兩邊不討好”的狀況，華德獨辟蹊徑，將主機采用渦旋壓縮機的形式，把蒸發冷的優勢和渦旋機的特點進行完美的結合。

如此一來，一方面，不需要額外配置冷卻水塔，機組占地面積更小，僅有4～5 m2，這極大方便了機組的搬運、安裝，后期維護也十分便捷。另一方面，經過消音處理之后，機組噪聲低至55～65 dB，比常規機組要低很多，對地面的周邊居民也不會造成影響。此外，最重要的一點是，通過將渦旋機并聯的形式可以更加容易調節冷量，來獲得更高的能效，而且機組使用壽命大大延長。

在琶洲地鐵站項目中，經過幾年時間的實際運行，搭配渦旋壓縮機的華德蒸發冷機組交出了一份滿意的答卷。由此，華德也成為國內第一個采用渦旋機來匹配蒸發式冷卻技術并用于地鐵項目中的廠家。

為數據中心賦能

除了地鐵領域，在總經理牛培武看來，數據中心也將成為蒸發冷空調在未來應用很好的一個領域，而且華德也一直在積累更多寶貴的工程經驗。

與地鐵項目的應用需求有所不同，數據中心要求空調設備制冷效率更高、運行更穩定、故障率和維護成本更低。一般而言，現在國內外眾多大型數據中心普遍使用冷凍水空調系統。

根據對國內數據中心的調查統計，對于未采用顯著節能措施的數據中心，面積為1 000 m2的機房，其每年的用電量基本都在500萬kW·h左右。因此，對于新建的大型數據中心，節能的重要性十分突出。

圖/丹佛斯位于武清工業園的壓縮機工廠

圖1 數據中心各部分的用電量分布

從圖1可以看出，空調制冷系統占數據中心總電量的近三分之一，是影響機房能耗的關鍵指標。不同數據中心空調制冷的能耗存在很大差異，但是好的空調制冷方案可以極大地降低能耗，降低PUE值。

而在廣州南翔·云數據中心項目中，華德創造性地將蒸發冷技術和渦旋技術進行了完美地融合，取得了意想不到的收獲。

據了解，南翔·云數據中心項目總體規劃3 000個機柜，一期投建1 200個柜，其中一期工程設7個常規數據機房、5個VIP數據機房。在這個龐大項目的背后，正是華德羿歌板管蒸發冷卻式渦旋自然冷源機組為其保駕護航。

圖 / 廣州南翔云數據中心項目

圖 / 廣州南翔云數據中心項目

圖 / 廣州南翔云數據中心項目

起初，如何實現系統更高能效、降低系統PUE，也是廣州市華德工業有限公司總工、高工張勇一直在苦苦思索的問題。

在諸多設計中，更合理地運用自然冷源顯得尤為關鍵。張勇說：“在如何擴充自然冷源應用條件的時候，我們想到采用高溫的回水、出水來實現。再進一步，我們又想到如果用高溫出水的時候，采用高蒸發溫度的應用以及多系統的應用，讓機組逐級實現高蒸發溫度。”

但這需要采用多系統才能實現，因為傳統的機組根本無法做到這一點。是打破常規創新，還是因循守舊？張勇陷入了兩難的境地。

恰在這個節骨眼上，丹佛斯恰好推出DSH40 HP大渦旋壓縮機系列，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，就可以實現多個蒸發溫度，此是其一；丹佛斯大渦旋壓縮機可以實現超過20 ℃的蒸發溫度，應用到華德的機組系統中，得到了很高的能效比，此是其二；將大渦旋壓縮機結合蒸發冷的應用，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的應用條件，此是其三。

從冷量范圍方面來看，丹佛斯大渦旋壓縮機可以采用多機頭并聯或者單機頭多系統，單機組冷量可以輕松做到300 kW以上，而且渦旋機組容易實現標準化設計，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的多機頭可以互為備用，提高生產效率，降低運行成本。而且壓縮機采用全封閉式，沒有泄露，無需補油，可靠性更高。此外，渦旋壓縮機可以在25%負荷下穩定運行。

從安裝方面來看，以一臺40 HP的丹佛斯大渦旋壓縮機為例，它的直徑僅有333 mm，高度755 mm，重量175 kg，結構更加緊湊。而且，相較于傳統螺桿壓縮機，系統結構設計及安裝更加寬松，還節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。

南翔云數據中心項目在經過初期的運行之后，華德板管蒸發冷卻式渦旋自然冷源機組贏得了客戶的認可。項目整體系統運行能效高，冬季利用自然冷源，全年能效可達8.5以上，系統PUE低于常規數據中心。

如今，隨著互聯網+、云計算及大數據產業的發展，數據中心行業已經進入了專業化、精細化的發展階段，提能降耗的技術產品和解決方案將發揮重要作用，綠色數據中心時代已經真正到來。

而華德的一次創新性的嘗試，或許可以為數據中心行業帶來全新的變革。

渦旋替代螺桿是大勢所趨眾所周知，渦旋壓縮機最早是應用于3～

5 HP的風管機、天花機、柜機等產品上，后來慢慢地開始應用于多聯機產品。進入2003年之后，渦旋壓縮機又開始向冷水機組領域發展。

如今，業界已經形成對渦旋壓縮機的統一認識：一方面，在制熱、變頻、新制冷劑等技術上深耕細作，繼續發揮渦旋壓縮機的優勢；另一方面，將觸角延伸到螺桿機中的壓縮機領域，擴大渦旋壓縮機的應用范圍。

與螺桿壓縮機相比，渦旋壓縮機的產量更高，成本優勢更大。而且小功率的螺桿壓縮機正逐步被渦旋壓縮機所替代，隨著渦旋壓縮機技術的不斷完善成熟，替代更大功率的螺桿壓縮機也不是沒有可能。

此外，螺桿機市場的發展還存在一些瓶頸，比如：在備用性方面，螺桿機功率較大，做多系統比較困難；在能效方面，螺桿機實際運行能效相對較低，與政府提倡的節能政策相違背；在舒適性方面，螺桿機的噪聲相對較大，對舒適性體驗造成一定的影響。

對于華德而言，搶占傳統螺桿機的市場，也是其推出板管蒸發式渦旋冷熱水機組的一大初衷。丹佛斯20 HP、25 HP、30 HP、40 HP大渦旋壓縮機適時的推出，也為華德實現這個初衷增添助力。

“丹佛斯40 HP大渦旋產品的推出，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進行市場競爭。我們采用三機并聯、雙系統，就很容易做到240 HP的功率，這就可以和螺桿機進行有力的競爭。而且我們再往上做的話，還可以做到360 HP。”張勇說道。

圖 / 廣州市華德工業有限公司總工程師、高級工程師 張勇

圖 / 安裝在數據中心樓頂的華德羿歌機組

可以看到，無論是在廣州地鐵8號線琶洲站，還是在南翔·云數據中心項目中，華德聯手丹佛斯最終用出色的解決方案征服了甲方客戶。

此外，大渦旋并聯利用多機頭的優勢代替小螺桿機以后，它的冷量變化范圍更廣，可以實現百分之十幾的負荷運行，噪聲更低。而且，大渦旋并聯之后，它的IPLV值也要比螺桿機高出很多。

圖 / 空調機組采用丹佛斯壓縮機，兩兩并聯

圖 / 丹佛斯渦旋壓縮機DSH485

圖 / 丹佛斯大渦旋壓縮機

圖 / 丹佛斯壓縮機多機并聯

而在時下比較火熱的熱泵應用方面，大多數螺桿機采用的是R134冷媒，但是在低溫狀況下，其對壓縮機的控制可靠性方面不是很好。而對采用并聯的渦旋機而言，它擁有著寬廣的運行范圍，使得產品即使在北方地區，也能夠有著更好的安全性和可靠性，可以適應中國大部分地區。特別是在冷熱水應用場合，搭載R410A制冷劑的渦旋壓縮機的制熱性能比螺桿機更加穩定、可靠。

比如在2017年冬天的湖北荊州曲尺河溫泉度假村，當時室外氣溫只有-6 ℃，而室內溫度卻達到了27 ℃。正是因為羿歌板管蒸發式渦旋冷熱水機組堅定地矗立在寒風中，低調、安穩地運行著，為整個度假村提供了24 h的穩定熱源，包括采暖和生活熱水，出水穩定在目標溫度50 ℃。

我們知道，在長江流域采用風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。而蒸發冷熱泵不需要融霜，可以持續穩定制熱，而且它可以在低溫工況下獲得比風冷熱泵更好、更多的熱量，同時也收獲更高的COP。在結合丹佛斯40 HP大渦旋壓縮機后，華德在蒸發冷熱泵方面做得更好了。

廣州市華德工業有限公司營銷管理部技術總監羅碩成在接受采訪時說道：“事實上，華德所有的產品都是圍繞板式蒸發冷卻技術在做，而在滿足行業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，丹佛斯渦旋壓縮機除了能通過多機頭組合并聯運行，實現能量負荷的范圍變化以外，它在制熱方面比螺桿機要強。

目前，華德已經成為國家“十三五”長江流域熱泵專題里面唯一的一個主機生產廠家，而且一直采用丹佛斯的渦旋壓縮機來解決熱泵采暖的問題。

企業組團合力征戰

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，默契配合、抱團共贏，也是它們在商場上的立身之本。

圖 / 廣州市華德工業有限公司營銷管理部技術總監 羅碩成

隨著經濟的發展逐步趨于理性，當下的中央空調行業也開始駛入一條穩定的發展軌道。無論是近幾年來發展異常迅猛的磁懸浮中央空調，還是來勢洶洶的渦旋機并聯技術，它們的目標都是一致的，就是替代更多螺桿機的市場。而在它們的背后，也都有同一個有力的后盾——壓縮機的供應商丹佛斯。

極為優良的產品品質是長久合作下去的基石，這在丹佛斯身上體現得尤為突出。到目前為止，華德已經應用了幾千臺丹佛斯的渦旋壓縮機產品，而在項目現場，丹佛斯壓縮機的故障率為零。

在華德方面看來，這是在各個團隊通力合作下實現的一個零故障碩果。

其一，丹佛斯作為一個世界知名品牌，其壓縮機的品質一流；

其二，丹佛斯的技術支持是相當到位的，無論是在與華德工廠還是項目現場客戶的服務上，丹佛斯的專業技術水平、敬業態度以及服務能力堪稱頂尖，這樣一來，就把壓縮機的功能發揮到極致；

其三，團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·云數據中心項目中，丹佛斯多次派技術專家現場指導，悉心關注每一個細節，全力保障機組的完美運行。

憑借以上這三點，再加上華德對蒸發冷技術的理解，以及對整體機組的品質管控，零故障率的結果讓客戶、華德、丹佛斯都十分滿意。

對品質的苛求，對技術的創新，對客戶的負責，一直都是丹佛斯所崇尚和堅持的。在許多工業、商業領域中，客戶不僅享受著丹佛斯提供的服務，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、新方案的推行，不是靠一家之言、一家之力來推動，而是要靠整個行業的力量來促進。

機遇與問題并存。目前，全國做蒸發冷空調的企業僅有十幾家，主推大渦旋并聯技術的壓縮機廠家也為數不多。不過欣喜的是，美系以及國產家電系幾大品牌都已經開始進入這一領域，并積極地規劃和布局。

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部華南區銷售經理 宋志文

圖 / 項目測評小組在南翔·云數據中心合影

丹佛斯中國制冷事業部華南區銷售經理宋志文說道：“在華德以及代理商的鼎力支持下，丹佛斯渦旋并聯方案已經在華南地區的諸多項目中得到了廣泛應用，我們希望通過其節能、配置簡單等優勢為更多客戶帶去更加優質的體驗，同時也希望更多企業能夠更全面地了解和使用這一方案。”

眾人拾柴火焰高，在眾多“推手”的合力作用下，可以預見，未來渦旋機并聯將會在很長的一段時間內逐步替代螺桿機。

采訪手記

當我們驅車到達廣州地鐵8號線琶洲站的時候，天空飄著蒙蒙細雨，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·云數據中心的樓頂，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行著的若干臺華德的機組，四周及中間都設有專門參觀的通道，通道上方均安裝了攝像頭。項目負責人告訴我們：“等工程全部竣工，我們會把它打造成一個典型樣板，供客戶來參觀學習。”

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。最終得出的結論是，它們都是技術流派，它們對于技術創新的執著和努力，讓其他很多企業都望塵莫及，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冷和渦旋并聯技術的結合應用，難道不是一次完美的結合嗎？