
石文星教授
記者:我們都知道多聯(lián)機技術(shù)在中國的發(fā)展突飛猛進(jìn),多聯(lián)機產(chǎn)品市場(chǎng)的增長(cháng)非??捎^(guān)的,請您概述介紹一下目前我國多聯(lián)機產(chǎn)品的應用情況以及近些年來(lái)的發(fā)展,尤其是在產(chǎn)品技術(shù)方面的進(jìn)步體現在哪些方面,此項技術(shù)未來(lái)發(fā)展的趨勢如何?
石文星:多聯(lián)機可以認為是一種多室內機的房間空調器。從原理上看,它屬于直接蒸發(fā)式空調系統,勿需輸配系統,通過(guò)變容調節,其具有優(yōu)異的部分負荷性能和變工況性能;從使用上看,它室內機獨立控制、使用靈活,自帶控制系統,勿需專(zhuān)門(mén)的運行管理人員,且易于實(shí)現行為節能;從投資上看,它采用制冷劑直接輸配冷熱量故占用安裝空間小,有時(shí)也可不設室外機專(zhuān)用機房,且可分期建設、分期投資。如果多聯(lián)機系統設計、應用合理,則是一種很好的節能型空調系統形式。因此,近年來(lái)多聯(lián)機系統得到迅猛的發(fā)展,目前已成為非?;钴S的中央空調系統形式之一。
2013年商用空調市場(chǎng)規模的統計數據尚沒(méi)有公布,但從2010年至2012年的統計數據可以看出:目前,冷水機組和多聯(lián)機的市場(chǎng)份額均大于30%,其中多聯(lián)機的市場(chǎng)占有率逐年增加,其產(chǎn)值每年的增長(cháng)率都約20%,說(shuō)明多聯(lián)機這類(lèi)系統已得到市場(chǎng)的充分認同。
自1982年日本大金公司推出多聯(lián)機系統方案之后,日本各大空調企業(yè)都迅速推出了相應的產(chǎn)品,極大地推動(dòng)了多聯(lián)機的技術(shù)進(jìn)步。目前多聯(lián)機技術(shù)主要集中在日本、韓國和中國三個(gè)國家。我國的多聯(lián)機產(chǎn)業(yè)起步較晚,是從1998年左右才開(kāi)始自主研發(fā),雖然才15年左右的歷史,但我國的主要企業(yè),如美的、格力、海爾等投入的研發(fā)成本,培養和引進(jìn)了大量的優(yōu)秀人才,使我國多聯(lián)機的總體技術(shù)水平達到國際同行水平,并同在國際市場(chǎng)上競爭。近年來(lái)隨著(zhù)國內企業(yè)逐漸掌握了多聯(lián)機的核心技術(shù),并擁有了大量自主知識產(chǎn)權技術(shù),其發(fā)展速度更為迅猛,很多企業(yè)的多聯(lián)機市場(chǎng)份額逐年攀升,正在逐步追趕雄踞前兩位的大金和日立公司。
多聯(lián)機從產(chǎn)品研發(fā)、工程應用到運行管理各個(gè)環(huán)節都有其關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
(1)產(chǎn)品研發(fā):多聯(lián)機產(chǎn)品的研發(fā)涉及到制冷系統技術(shù)、模擬仿真技術(shù)和電子技術(shù)三大技術(shù)領(lǐng)域,這些技術(shù)包括制冷、空調、計算機、自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò )、通訊、電機、電子、機械等領(lǐng)域,是一個(gè)綜合難度很高的技術(shù),是一項艱巨復雜但又非常有意義的系統工程,被認為是制冷空調技術(shù)的制高點(diǎn)。在產(chǎn)品研發(fā)階段的關(guān)鍵技術(shù)除了壓縮機的驅動(dòng)和制冷劑分配控制外,更為重要的技術(shù)問(wèn)題在于制冷系統的優(yōu)化設計與優(yōu)化控制問(wèn)題。欲研發(fā)出高效、可靠的多聯(lián)機產(chǎn)品,則必須探明復雜制冷系統的穩態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性,明確制冷劑的動(dòng)態(tài)遷移特性,故必須對多聯(lián)機系統進(jìn)行模擬仿真和實(shí)驗研究。
(2)工程應用:工程應用主要是指針對具體建筑的多聯(lián)機系統的設計和安裝過(guò)程。多聯(lián)機系統的設計不僅僅是將多聯(lián)機布置在建筑中即可,而需要根據建筑的負荷特征和多聯(lián)機的運行特性,對建筑進(jìn)行合理分區,以保證每套多聯(lián)機系統能夠盡可能高效地運行;更為重要的是,多聯(lián)機是依靠制冷劑作為能量的輸配介質(zhì),且制冷劑中含有一定的潤滑油,故保證制冷劑的合理分配和潤滑油安全返回是極為重要的問(wèn)題。因此,多聯(lián)機系統的設計和安裝至關(guān)重要,不僅關(guān)于到系統的能效高低,而且關(guān)系到系統的安全運行。多聯(lián)式系統的設計與安裝是多聯(lián)機產(chǎn)品應用過(guò)程中的兩個(gè)重要環(huán)節,系統設計是產(chǎn)品設計的延伸,系統安裝是產(chǎn)品制造的擴展。為規范多聯(lián)機系統的設計與安裝,必須開(kāi)展系統特性模擬,總結實(shí)際設計經(jīng)驗,形成工程設計和安裝規范,以保證系統的可靠、高效運行。
(3)運行管理:在運行管理階段,需通過(guò)實(shí)際運行效果來(lái)檢驗多聯(lián)機產(chǎn)品的可靠性和系統設計的合理性,并檢驗產(chǎn)品和系統的運行性能。
到目前為止,各多聯(lián)機廠(chǎng)家已在上述三個(gè)環(huán)節開(kāi)展了大量的研發(fā)工作,大力推進(jìn)了多聯(lián)機行業(yè)的發(fā)展。今后尚需在新系統設計、系統仿真、故障診斷和現場(chǎng)性能測試方面開(kāi)展工作,以推動(dòng)多聯(lián)機系統整體技術(shù)的提升。
關(guān)于多聯(lián)機的標準建設
記者:目前多聯(lián)機的相關(guān)標準有哪些?國際上對于多聯(lián)機標準的主要不同點(diǎn)體現在哪些方面?我國的GB/T18837-2002施行多年來(lái),遇到哪些問(wèn)題?
石文星:構建多聯(lián)機標準體系是保證多聯(lián)機產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的必要條件。我國的多聯(lián)機產(chǎn)業(yè)雖然起步比日本晚,但從標準體系建設方面來(lái)看,我國是多聯(lián)機標準體系建立z*為完善的國家。
我國的多聯(lián)機標準主要分為三類(lèi):產(chǎn)品標準、產(chǎn)品的能效標準和產(chǎn)品應用標準。
(1)產(chǎn)品標準:包括GB/T 18837-2002《多聯(lián)式空調(熱泵)機組》、GB/T 22069-2008《燃氣發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)空調(熱泵)機組》和GB/T 25857-2010《低環(huán)境溫度空氣源多聯(lián)式熱泵(空調)機組》。GB/T 18837-2002適用于常規風(fēng)冷式多聯(lián)機產(chǎn)品,GB/T 25857-2010適用于北方地區使用的空氣源熱泵多聯(lián)機產(chǎn)品,GB/T 22069-2008適用于由燃氣發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)的風(fēng)冷式多聯(lián)機產(chǎn)品。三部標準基本覆蓋了現行產(chǎn)品,目前正在針對多聯(lián)機的一些衍生產(chǎn)品,如利用冷凝熱回收制備生活熱水和冬季采用地板輻射采暖的多聯(lián)機產(chǎn)品制定行業(yè)標準。
(2)能效標準:GB 21454-2008《多聯(lián)式空調(熱泵)機組能效限定值及能源效率等級》是針對GB/T 18837-2002所述風(fēng)冷式多聯(lián)機產(chǎn)品的能效標準,是我國終端用電產(chǎn)品能效標準之一。
(3)應用標準:我國多聯(lián)機產(chǎn)品的應用標準有一部行業(yè)標準JGJ 174-2010《多聯(lián)機空調系統工程技術(shù)規程》和一部國家標準GB/T 27941-2011《多聯(lián)式空調(熱泵)機組應用設計與安裝要求》,這兩部行業(yè)標準為我國多聯(lián)機產(chǎn)品的應用提供了重要依據。此外,在GB50189《公共建筑節能設計標準》等建筑設計標準中也有對機組性能要求方面的條款。
記者:4年時(shí)間的研究,相信新標準應該更加充分考慮了各方面的因素,請您介紹一下此次修訂的過(guò)程,以及此修訂標準與現行的GB/T 18837-2002標準的主要區別。
石文星:這次標準的修訂是在充分研究現行標準在執行過(guò)程的優(yōu)勢和不足前提下進(jìn)行的。由于多聯(lián)機產(chǎn)業(yè)巨大,標準起草對行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要,故起草組非常慎重,并進(jìn)行了深入細致的研究、起草工作。
1、關(guān)于標準起草工作,可以從以下幾個(gè)方面可以看出本次修訂工作的嚴謹性。
(1)組建了包含全國近30家的多聯(lián)機主要研究機構和國內外生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)在內的標準起草組。
(2)成立了 "多聯(lián)式空調(熱泵)機組性能評價(jià)體系研究" 項目工作組,其成員基本覆蓋了起草組的主要研究機構和國內外生產(chǎn)研發(fā)企業(yè),開(kāi)展了近3年的實(shí)驗研究、數據調研和模擬仿真等工作,形成了多聯(lián)機性能評價(jià)體系和產(chǎn)品分類(lèi)體系的研究報告;
(3)邀請美國、日本、中國的多聯(lián)機標準起草專(zhuān)家,召開(kāi)了"多聯(lián)式空調(熱泵)機組性能評價(jià)國際研討會(huì )",對多聯(lián)機性能評價(jià)方法進(jìn)行了深入的研討;
(4)召開(kāi)了5次標準起草研討會(huì ),對標準研發(fā)過(guò)程的關(guān)鍵問(wèn)題和行業(yè)反饋意見(jiàn)進(jìn)行討論,以推進(jìn)標準起草工作的順利進(jìn)行;
(5)由起草單位進(jìn)行了30余臺套多聯(lián)機的全工況(制冷與自熱)實(shí)驗、除霜實(shí)驗、待機能耗實(shí)驗;
(6)通過(guò)雜志和網(wǎng)上發(fā)布標準《征求意見(jiàn)稿》,獲得了70余條意見(jiàn)和建議,起草組一一核實(shí)處理;
(7)2013年11月召開(kāi)了標準審查會(huì ),z*終于2013年12月形成了標準報批稿。一般的標準起草流程,除了標準《草稿》、《討論稿》外,都是"三稿定案"(《征求意見(jiàn)稿》、《送審稿》、《報批稿》),而這部標準是"五稿定案"(《征求意見(jiàn)稿》、《征求意見(jiàn)修改稿》、《送審討論稿》、《送審稿》、《報批稿》)??梢?jiàn),GB/T 18837-2002標準的修訂付出了起草組的多少艱苦和努力。
2、關(guān)于新標準與現行標準GB/T 18837-2002的主要區別在于以下幾個(gè)方面:
(1)標準的適用范圍有變化?,F行標準GB/T 18837-2002僅適用于T1氣候類(lèi)型的風(fēng)冷式機組,而新標準擴大至T1氣候類(lèi)型的風(fēng)冷式機組、水冷式機組以及同時(shí)制冷與制熱的熱回收型機組,且T2、T3氣候類(lèi)型的機組也可參考執行。
(2)多聯(lián)機的性能評價(jià)體系有變化。為保證標準體系的延續性,并與國際標準接軌,本次標準修訂z*大的特點(diǎn)是對各類(lèi)多聯(lián)機的評價(jià)體系進(jìn)行了調整和完善,以消除現行標準中IPLV指標中存在的不足。新標準規定,風(fēng)冷式機組采用全年性能系數APF(針對熱泵型)或制冷季節能效比SEER(針對單冷型)取代現行標準的綜合部分負荷性能系數IPLV對產(chǎn)品性能進(jìn)行評價(jià)。對于水冷式多聯(lián)機組,由于水源的不同,機組的評價(jià)工況也不同,但由于水源極為復雜,故本次修訂時(shí)僅對制冷季節給出了IPLV(C)的評價(jià)指標,其制熱性能僅采用名義工況性能指標進(jìn)行評價(jià)。今后可根據對水冷式機組的發(fā)展和研究的深入進(jìn)行補充和完善。
值得注意的是,無(wú)論是APF(包括SEER)體系,還是IPLV體系,其核心思想相同,均是希望用相同的基準來(lái)衡量不同產(chǎn)品的季節運行性能,是反映不同機組在對應典型氣象條件、對應典型建筑負荷和對應運行作息時(shí)間條件下的運行性能優(yōu)劣。當這些條件均相同時(shí),APF和IPLV體系應具有一致性。由于不同類(lèi)型機組規定的上述條件和構成環(huán)節(如:是否包括能量輸配系統)存在差異,故盡管采用了相同的指標體系,但其指標的數值大小也不具有可比性;對于同一臺產(chǎn)品采用不同標準來(lái)評價(jià)時(shí),盡管其標準體系相同,但其數值大小也有一定的差別,例如采用GB/T 18837報批稿規定方法獲得的APF(或SEER)數值與日本標準JIS B 8616- 2006、ISO標準ISO 15042以及歐洲標準SEERon/SCOPon的數值也不一定相同,故在說(shuō)明或標注產(chǎn)品性能指標時(shí)應給出其對應的評價(jià)標準。
(3)增加了一種多聯(lián)機的連接方式??偨Y多聯(lián)機在實(shí)際應用中的系統連接形式,補充了一種性能測試時(shí)室內、外機的連接方式,使得測試工況更為接近實(shí)際使用情況。
(4)增加了多聯(lián)機性能測試時(shí)對室內機的組合方式和開(kāi)機狀態(tài)的要求和規定。在現行標準中未明確性能測試時(shí)的室內機的開(kāi)啟狀態(tài),而在制定多聯(lián)機能效標準GB 21454-2008時(shí)給出了明確的開(kāi)啟狀態(tài),但在采用APF(包括SEER)體系性能指標時(shí),其開(kāi)啟狀態(tài)和組合方式對數值大小有直接的影響,故給出了明確的規定和要求。
(5)增加了風(fēng)冷多聯(lián)式空調(熱泵)機組穩態(tài)和非穩態(tài)制熱性能的測試要求。風(fēng)冷式機組在制熱運行時(shí)往往會(huì )出現結霜、除霜運行,是一個(gè)典型的非穩態(tài)過(guò)程,為此,規定其性能測試方法是保證數據一致性的重要條件,故新標準對此進(jìn)行了詳細的規定。
(6)增加了多聯(lián)式空調(熱泵)機組待機功率的測試要求。新標準將待機功率作為性能指標提出了要求,但只給出了提出明示值的要求,尚未給定具體的指標要求,隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展,未來(lái)有可能將待機功率限定值作為其性能評價(jià)指標之一。
(7)增加了室內外機連接管長(cháng)度對多聯(lián)機性能參數影響程度的測試方法的資料性附錄,為了向暖通空調工程師提供系統設計的依據,提供室內外機連接管長(cháng)度對多聯(lián)機性能參數影響程度的修正系數公式或表格是必要的,故新標準對管道長(cháng)度修正系數的測試方法給出了具體規定。當然新標準的更新內容不僅僅包含上述內容,還有一些細節有所變化,請相關(guān)人員認真研讀此后正式發(fā)布的產(chǎn)品標準。
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