涡旋搭档蒸发冷，创新融合，迸发燎原之星火

文/本刊编辑部

2015年10月10日，中华人民共和国工业和信息化部公告（2015年第63号）：工业和信息化部批准了由合肥通用机电产品检测院有限公司、广州市华德工业有限公司起草的JB/T 12323—2015《蒸汽压缩循环蒸发式冷却冷水（热泵）机组》行业标准，于2015年10月10日发布，于2016年3月1日起实施。这标志着蒸发式冷却技术已被行业认可，被市场接受。

——编者按

图/广州地铁8号线琶洲站

暮色降临，成群结队的国内外客商，从广州地铁8号线——琶洲站鱼贯而入。十月的广州是热闹非凡的，一年两次的广交会给这座城市带来了巨大的人流量和消费体量。

就在琶洲地铁站A号出口的旁边，有一片不起眼的铁栅栏，如果不仔细留意的话，很容易被忽略掉。在铁栅栏旁边，一位身穿蓝色T恤制服的青年人，正和地铁站工作人员低头交流着什么，看见有人上前，他们热情地过来向我们打招呼：“欢迎啊，我们在这等候多时啦！”

身穿蓝色制服的青年人正是广州市华德工业有限公司（以下简称华德）的服务工程师，他率先从楼梯下到了铁栅栏底下，我们在后边跟着他一个一个下去。

铁栅栏下面原来别有洞天，映入我们眼帘的，是一台呈长方体形状的机器，高高地竖立着，嗡嗡地运行声音让我们的大脑开始快速地运转。因为在传统的印象中，地铁站用的空调一般都是安放在站里专门的机房中，而且机组体型庞大、管道复杂，乘客是没有机会进入机房见到给他们提供清凉的空调机器的。

那么，这台标有“ETCO羿歌”的机器有着怎样的奥妙？它为何与传统的机器不一样？它的制冷效果能满足如此庞大的人群吗？这些疑问不断地从脑海中涌现出来，多年积累的经验告诉我们，这台机器看似“简单”，却并不“简单”。

地铁行业的“新来客”

一般而言，在地铁的空调项目中，应用最多的产品当属冷水机组。多年以来，这已经形成一种使用上的惯性。无论是中央空调企业还是地铁甲方，他们在面对设备选型时，都会显得“无可奈何”，因为始终没有一种更为合适的替代品。

这一现状，在华德推出板管蒸发冷却式空调以后得到了改变。华德板管蒸发冷专利技术在广州地铁8号线项目中的成功应用，获得了甲方客户的一致认可，并逐渐成为地铁行业的一种新风向。

广州市华德工业有限公司总经理牛培武在接受采访时说道：“轨道交通是华德切入比较早的领域。现在的轨道交通不光是从南到北，很多城市的轨道交通项目都开始应用蒸发冷空调。”

据统计，到目前为止，华德旗下羿歌牌板管蒸发冷却式空调在国内投入运行的轨道交通项目已达12个城市，站点近40个，如广州地铁2号线和8号线、青岛地铁13号线等，运行效果较为良好。华德蒸发冷空调机组在琶洲地铁站中的应用，就是其中的一个典型缩影。

无数的案例已经说明，蒸发式冷却机组在标准工况下系统能效比相对更高，明显优于冷水机组能源效率的国家最新等级指标水平，比水冷机组节能10%以上，比一般风冷机组节能30%以上，如表1所示。

众所周知，在传统的地铁项目应用中，当我们采用传统冷水机组和冷却塔的时候，如果把它们放到地下的机房中，需要考虑吊装的难题。因为在大多数的地铁建设过程中，吊装孔一般是3 m×4 m的，这对安装提出了相当严格的要求。如果把它们放在地铁站外，机组的超大运行噪声以及冷却塔的“飞水”会对乘客或周边居民造成一定的干扰，地铁方可能要面临被投诉的风险。此外，在冷凝水的排放处理方面，需设置冷凝水排放管路系统并将其排入指定排水沟，对安装的空间又有一定的要求。

图/广州市华德工业有限公司总经理 牛培武

图/琶洲地铁站A号出口空调机房

图/空调机组采用丹佛斯压缩机

针对这种“两边不讨好”的状况，华德独辟蹊径，将主机采用涡旋压缩机的形式，把蒸发冷的优势和涡旋机的特点进行完美的结合。

如此一来，一方面，不需要额外配置冷却水塔，机组占地面积更小，仅有4～5 m2，这极大方便了机组的搬运、安装，后期维护也十分便捷。另一方面，经过消音处理之后，机组噪声低至55～65 dB，比常规机组要低很多，对地面的周边居民也不会造成影响。此外，最重要的一点是，通过将涡旋机并联的形式可以更加容易调节冷量，来获得更高的能效，而且机组使用寿命大大延长。

在琶洲地铁站项目中，经过几年时间的实际运行，搭配涡旋压缩机的华德蒸发冷机组交出了一份满意的答卷。由此，华德也成为国内第一个采用涡旋机来匹配蒸发式冷却技术并用于地铁项目中的厂家。

为数据中心赋能

除了地铁领域，在总经理牛培武看来，数据中心也将成为蒸发冷空调在未来应用很好的一个领域，而且华德也一直在积累更多宝贵的工程经验。

与地铁项目的应用需求有所不同，数据中心要求空调设备制冷效率更高、运行更稳定、故障率和维护成本更低。一般而言，现在国内外众多大型数据中心普遍使用冷冻水空调系统。

根据对国内数据中心的调查统计，对于未采用显著节能措施的数据中心，面积为1 000 m2的机房，其每年的用电量基本都在500万kW·h左右。因此，对于新建的大型数据中心，节能的重要性十分突出。

图/丹佛斯位于武清工业园的压缩机工厂

图1 数据中心各部分的用电量分布

从图1可以看出，空调制冷系统占数据中心总电量的近三分之一，是影响机房能耗的关键指标。不同数据中心空调制冷的能耗存在很大差异，但是好的空调制冷方案可以极大地降低能耗，降低PUE值。

而在广州南翔·云数据中心项目中，华德创造性地将蒸发冷技术和涡旋技术进行了完美地融合，取得了意想不到的收获。

据了解，南翔·云数据中心项目总体规划3 000个机柜，一期投建1 200个柜，其中一期工程设7个常规数据机房、5个VIP数据机房。在这个庞大项目的背后，正是华德羿歌板管蒸发冷却式涡旋自然冷源机组为其保驾护航。

图 / 广州南翔云数据中心项目

图 / 广州南翔云数据中心项目

图 / 广州南翔云数据中心项目

起初，如何实现系统更高能效、降低系统PUE，也是广州市华德工业有限公司总工、高工张勇一直在苦苦思索的问题。

在诸多设计中，更合理地运用自然冷源显得尤为关键。张勇说：“在如何扩充自然冷源应用条件的时候，我们想到采用高温的回水、出水来实现。再进一步，我们又想到如果用高温出水的时候，采用高蒸发温度的应用以及多系统的应用，让机组逐级实现高蒸发温度。”

但这需要采用多系统才能实现，因为传统的机组根本无法做到这一点。是打破常规创新，还是因循守旧？张勇陷入了两难的境地。

恰在这个节骨眼上，丹佛斯恰好推出DSH40 HP大涡旋压缩机系列，这正契合了项目的需求，两边一拍即合。

在张勇看来，做到多个制冷系统，就可以实现多个蒸发温度，此是其一；丹佛斯大涡旋压缩机可以实现超过20 ℃的蒸发温度，应用到华德的机组系统中，得到了很高的能效比，此是其二；将大涡旋压缩机结合蒸发冷的应用，可以把冷凝温度大幅降低，降低了压比，更好地拓宽了压缩机的应用条件，此是其三。

从冷量范围方面来看，丹佛斯大涡旋压缩机可以采用多机头并联或者单机头多系统，单机组冷量可以轻松做到300 kW以上，而且涡旋机组容易实现标准化设计，可以自由组合，从而来满足客户的需求。

从可靠性方面来看，丹佛斯大涡旋压缩机的多机头可以互为备用，提高生产效率，降低运行成本。而且压缩机采用全封闭式，没有泄露，无需补油，可靠性更高。此外，涡旋压缩机可以在25%负荷下稳定运行。

从安装方面来看，以一台40 HP的丹佛斯大涡旋压缩机为例，它的直径仅有333 mm，高度755 mm，重量175 kg，结构更加紧凑。而且，相较于传统螺杆压缩机，系统结构设计及安装更加宽松，还节省了安装空间和成本，在全生命周期后的更换改造也非常方便。

南翔云数据中心项目在经过初期的运行之后，华德板管蒸发冷却式涡旋自然冷源机组赢得了客户的认可。项目整体系统运行能效高，冬季利用自然冷源，全年能效可达8.5以上，系统PUE低于常规数据中心。

如今，随着互联网+、云计算及大数据产业的发展，数据中心行业已经进入了专业化、精细化的发展阶段，提能降耗的技术产品和解决方案将发挥重要作用，绿色数据中心时代已经真正到来。

而华德的一次创新性的尝试，或许可以为数据中心行业带来全新的变革。

涡旋替代螺杆是大势所趋众所周知，涡旋压缩机最早是应用于3～

5 HP的风管机、天花机、柜机等产品上，后来慢慢地开始应用于多联机产品。进入2003年之后，涡旋压缩机又开始向冷水机组领域发展。

如今，业界已经形成对涡旋压缩机的统一认识：一方面，在制热、变频、新制冷剂等技术上深耕细作，继续发挥涡旋压缩机的优势；另一方面，将触角延伸到螺杆机中的压缩机领域，扩大涡旋压缩机的应用范围。

与螺杆压缩机相比，涡旋压缩机的产量更高，成本优势更大。而且小功率的螺杆压缩机正逐步被涡旋压缩机所替代，随着涡旋压缩机技术的不断完善成熟，替代更大功率的螺杆压缩机也不是没有可能。

此外，螺杆机市场的发展还存在一些瓶颈，比如：在备用性方面，螺杆机功率较大，做多系统比较困难；在能效方面，螺杆机实际运行能效相对较低，与政府提倡的节能政策相违背；在舒适性方面，螺杆机的噪声相对较大，对舒适性体验造成一定的影响。

对于华德而言，抢占传统螺杆机的市场，也是其推出板管蒸发式涡旋冷热水机组的一大初衷。丹佛斯20 HP、25 HP、30 HP、40 HP大涡旋压缩机适时的推出，也为华德实现这个初衷增添助力。

“丹佛斯40 HP大涡旋产品的推出，对我们来讲是一个很好的武器，因为它可以使我们勇于跟螺杆机进行市场竞争。我们采用三机并联、双系统，就很容易做到240 HP的功率，这就可以和螺杆机进行有力的竞争。而且我们再往上做的话，还可以做到360 HP。”张勇说道。

图 / 广州市华德工业有限公司总工程师、高级工程师 张勇

图 / 安装在数据中心楼顶的华德羿歌机组

可以看到，无论是在广州地铁8号线琶洲站，还是在南翔·云数据中心项目中，华德联手丹佛斯最终用出色的解决方案征服了甲方客户。

此外，大涡旋并联利用多机头的优势代替小螺杆机以后，它的冷量变化范围更广，可以实现百分之十几的负荷运行，噪声更低。而且，大涡旋并联之后，它的IPLV值也要比螺杆机高出很多。

图 / 空调机组采用丹佛斯压缩机，两两并联

图 / 丹佛斯涡旋压缩机DSH485

图 / 丹佛斯大涡旋压缩机

图 / 丹佛斯压缩机多机并联

而在时下比较火热的热泵应用方面，大多数螺杆机采用的是R134冷媒，但是在低温状况下，其对压缩机的控制可靠性方面不是很好。而对采用并联的涡旋机而言，它拥有着宽广的运行范围，使得产品即使在北方地区，也能够有着更好的安全性和可靠性，可以适应中国大部分地区。特别是在冷热水应用场合，搭载R410A制冷剂的涡旋压缩机的制热性能比螺杆机更加稳定、可靠。

比如在2017年冬天的湖北荆州曲尺河温泉度假村，当时室外气温只有-6 ℃，而室内温度却达到了27 ℃。正是因为羿歌板管蒸发式涡旋冷热水机组坚定地矗立在寒风中，低调、安稳地运行着，为整个度假村提供了24 h的稳定热源，包括采暖和生活热水，出水稳定在目标温度50 ℃。

我们知道，在长江流域采用风冷热泵制热是有一定难度的，最大的困难就是融霜工况时间很长。而蒸发冷热泵不需要融霜，可以持续稳定制热，而且它可以在低温工况下获得比风冷热泵更好、更多的热量，同时也收获更高的COP。在结合丹佛斯40 HP大涡旋压缩机后，华德在蒸发冷热泵方面做得更好了。

广州市华德工业有限公司营销管理部技术总监罗硕成在接受采访时说道：“事实上，华德所有的产品都是围绕板式蒸发冷却技术在做，而在满足行业客户功能需求的时候，我们也是会更多地来选择涡旋压缩机解决方案。其中，绝大部分都是选择和丹佛斯合作。”

在罗硕成看来，丹佛斯涡旋压缩机除了能通过多机头组合并联运行，实现能量负荷的范围变化以外，它在制热方面比螺杆机要强。

目前，华德已经成为国家“十三五”长江流域热泵专题里面唯一的一个主机生产厂家，而且一直采用丹佛斯的涡旋压缩机来解决热泵采暖的问题。

企业组团合力征战

大到一个国家，和谐共处、互惠互利，是它们长久的外交政策。小至一个企业，默契配合、抱团共赢，也是它们在商场上的立身之本。

图 / 广州市华德工业有限公司营销管理部技术总监 罗硕成

随着经济的发展逐步趋于理性，当下的中央空调行业也开始驶入一条稳定的发展轨道。无论是近几年来发展异常迅猛的磁悬浮中央空调，还是来势汹汹的涡旋机并联技术，它们的目标都是一致的，就是替代更多螺杆机的市场。而在它们的背后，也都有同一个有力的后盾——压缩机的供应商丹佛斯。

极为优良的产品品质是长久合作下去的基石，这在丹佛斯身上体现得尤为突出。到目前为止，华德已经应用了几千台丹佛斯的涡旋压缩机产品，而在项目现场，丹佛斯压缩机的故障率为零。

在华德方面看来，这是在各个团队通力合作下实现的一个零故障硕果。

其一，丹佛斯作为一个世界知名品牌，其压缩机的品质一流；

其二，丹佛斯的技术支持是相当到位的，无论是在与华德工厂还是项目现场客户的服务上，丹佛斯的专业技术水平、敬业态度以及服务能力堪称顶尖，这样一来，就把压缩机的功能发挥到极致；

其三，团队之间拥有无缝对接的合作和时时刻刻的交流，比如在广州地铁8号线以及南翔·云数据中心项目中，丹佛斯多次派技术专家现场指导，悉心关注每一个细节，全力保障机组的完美运行。

凭借以上这三点，再加上华德对蒸发冷技术的理解，以及对整体机组的品质管控，零故障率的结果让客户、华德、丹佛斯都十分满意。

对品质的苛求，对技术的创新，对客户的负责，一直都是丹佛斯所崇尚和坚持的。在许多工业、商业领域中，客户不仅享受着丹佛斯提供的服务，而且与丹佛斯还保持着深厚的友谊，并成为长期合作的伙伴。

一项新技术、新方案的推行，不是靠一家之言、一家之力来推动，而是要靠整个行业的力量来促进。

机遇与问题并存。目前，全国做蒸发冷空调的企业仅有十几家，主推大涡旋并联技术的压缩机厂家也为数不多。不过欣喜的是，美系以及国产家电系几大品牌都已经开始进入这一领域，并积极地规划和布局。

图 / 华德工厂

图 / 项目测评小组在琶洲地铁站合影

图 / 丹佛斯中国制冷事业部华南区销售经理 宋志文

图 / 项目测评小组在南翔·云数据中心合影

丹佛斯中国制冷事业部华南区销售经理宋志文说道：“在华德以及代理商的鼎力支持下，丹佛斯涡旋并联方案已经在华南地区的诸多项目中得到了广泛应用，我们希望通过其节能、配置简单等优势为更多客户带去更加优质的体验，同时也希望更多企业能够更全面地了解和使用这一方案。”

众人拾柴火焰高，在众多“推手”的合力作用下，可以预见，未来涡旋机并联将会在很长的一段时间内逐步替代螺杆机。

采访手记

当我们驱车到达广州地铁8号线琶洲站的时候，天空飘着蒙蒙细雨，正赶上各地客商从展馆涌向地铁站。作为一线城市的广州果然名不虚传，繁忙的交通、拥挤的人群，即使在平时的晚高峰，琶洲地铁站都承担着巨大的客流量压力，更不用说是在广交会期间。

而在南翔·云数据中心的楼顶，我们也着实被眼前的景象所“震慑”到。在楼顶偌大的平台上，整齐地摆放着正在运行着的若干台华德的机组，四周及中间都设有专门参观的通道，通道上方均安装了摄像头。项目负责人告诉我们：“等工程全部竣工，我们会把它打造成一个典型样板，供客户来参观学习。”

一路上，我们也一直在讨论，华德和丹佛斯在某种意义上是否存在一些共性。最终得出的结论是，它们都是技术流派，它们对于技术创新的执着和努力，让其他很多企业都望尘莫及，这恐怕也是双方合作多年的重要原因。

如果，我们回过头再来看蒸发冷和涡旋并联技术的结合应用，难道不是一次完美的结合吗？