7℃出水7.0 COP变频螺杆式冷水机组关键技术.pdf

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1、武晓昆 博士格力电器商 技一部上海制冷展2023.04.0701 螺杆机的高效化技术进展02 高效压缩机视角下的水机CONTENTS03 7.0COP的探索与尝试04 总结与展望螺杆机的高效化技术进展01 n螺杆式冷水机组，大型公共建筑的冷源供给，冷量100-600RT，市场容量占比30-35%螺杆压缩机n 螺杆压缩机的效率组成螺杆机的高效化技术进展01 螺杆制冷压缩机的基本结构图容积调节滑阀部分负荷、变工况效率全工况指示效率电机效率 定/变频电机转子效率提效的潜力？效率提效的新方向？n 定频向变频化发展：定频螺杆压缩机需采用滑阀进行容量调节，部分负荷旁通损失大，易欠压缩，效率衰减严重 变频技

2、术通过转速实现流量调节，无旁通损失，部分负荷调节效率提升 特别是永磁变频，无转差率，调速范围宽，可完全取消滑阀，同时宽负载下电机效率高螺杆机的高效化技术进展01 结构问题效率问题固定块+滑阀 部分负荷效率衰减三相异步电机 效率达到极限转子单点设计变转速效率衰减永磁电机n 定Vi向多段变Vi/连续变Vi/连续变容积发展：不同气候环境、建筑类型时用户需求各有不同，不同应用场合下负荷-工况在特定时间内的运行特征不同，容易忽视的内外压比适配螺杆机的高效化技术进展01 欠压缩过压缩排气提前排气延后齿间容积内气体压力（kPa）Vc/max螺杆压缩机p-V示功图舒适性空调运行特性数据中心空调运行特性采暖(热

3、泵)空调运行特性区域能源空调运行特性n 定Vi向多段变Vi/连续变Vi/连续变容积发展：Vi=排气打开容积/吸气结束容积，决定内压比；调节方式：有级=多段调节，无级=连续调节；新型转速-容积协同调节，小负荷下调节吸气容积，拉升转速，规避效率急速衰减螺杆机的高效化技术进展01 0.60.650.70.750.80%20%40%60%80%100%120%(排气开始角可变排气容积)（吸气结束角可变吸气容积）*变频螺杆制冷压缩机转速容积调节特性研究2019年中国制冷学会压缩机技术研讨会n转子型线的设计从通用化向定制化发展 螺杆转子型线的设计、试切难度大，投入成本高，技术迭代周期长，定型后通用化应用

4、在齿数比、扭转角、长径比、转子材料设计方面精准适配应用工况特点、工质物性及转速螺杆机的高效化技术进展01 高速低压比小压差高速高压比小压差低速低压比小压差低压比大压差nGREE永磁变频变容螺杆制冷压缩机螺杆机的高效化技术进展01 自适应控制系统负荷适配机组需求压比适配吸排气容积协同调节机构永磁同步电机变频器驱动系统容积控制系统380V执行机构信号处理第V代双驱转子型线及轴径混流孔口布局电机效率指示效率变工况效率高效区适配高效压缩机视角下的水机02 n 以水冷冷水机组为例，冷冻水-/7，冷却水30/-国标工况下，达到相同满负荷COP=6.0n 压缩机效率每提升1%，蒸发器换热面积平均可降低12%

5、，冷凝器换热面积平均可降低15%n 制冷压缩机的高效化技术发展是提升冷水机组经济性指标的核心关键压缩机效率对冷凝器换热面积的影响压缩机效率对蒸发器换热面积的影响效率+3.7%面积-56%面积-57%效率+4.8%高效压缩机视角下的水机02 n 压缩机效率越高可配置更具经济性的换热面积满足新的更高要求能效标准n 相同换热面积配置时，换热温差水平相当，压缩机效率基本决定了机组性能指标先进性n 2021年起，基于R134a制冷剂围绕压缩机效率再突破开展7.0COP冷水机组的尝试与探索GB19577冷水机组能效标准升级不同换热端温差配置下效率与性能关系单级压缩能效水平*R134a制冷剂，7/30水机工

6、况7.07.0COP的探索与尝试03 n 技术路线一：采用逆流水路串联多系统，分配多压缩机工况，降低单压缩机的运行压比和压差，适配小压比高效化设计，提升压缩机效率同时提升系统能效；当串联系统数达到3时，能效提升幅度已不再明显，综合经济性考虑，研发双系统串联逆流水路串联系统最优串流数逆流水路串联双系统7.0COP的探索与尝试03 n 2021年研制出逆流串联双系统变频螺杆式冷水机组 制冷量：350RT，工质：R134a 7出水GB工况下COP=7.08 W/W，较一级能效提升1