多联：数码涡旋与直流变频的对比作者XXXX ―日期XXXX数码涡旋与直流变频的对比目前可变冷媒流量空调系统在实际工程中得到了广泛的应用,各大空调厂 家纷纷推出相应的产品在目前国内多联机产品中，基本都采用涡旋压缩机， 压缩机中有动盘和静盘，涡盘型线经过精心设计，系统排气不需要阀门，余隙 容积小，能效比较高多联机的重要特性是可以根据用户的需求调节容量输 出，在容量调节方面，主要分两条技术路线，一种是“变频”技术，另外一种是 “数码涡旋”技术20世纪 90年代我国从日本引进变频技术，经过更新换代，目前的主流变 频产品是直流变频系统，以日系空调为主，国内采用该技术的代表厂家主要有 大金、三菱机电、三菱重工、日立、三菱重工（海尔）、美的、海信、海尔 等在21世纪初，美国EMERSON环境公司将其最先进的COPELAND（谷轮） 系列数码涡旋压缩机引入中国，目前采用数码涡旋技术的中央空调代表厂家主 要是美系品牌如开利、特灵、约克、麦克维尔等变频”（包括直流变频） 与“数码涡旋”是两种不同的技术路线，在压缩机 结构、系统电控系统、控制逻辑等方面具有一定的差异1.两种技术的概述1.1 变频（包括直流变频）压缩机的动盘与静盘始终保持啮合，压缩机的容量是通过变频压缩机马达 的转速改变的。
当室内负荷要求提高时，压缩机马达的频率随之增大，马达转 速更快，容量输出更高同样地，当室内负荷要求随之降低时，压缩机的频率 减小，从而使容量输出降低1.2数码涡旋数码涡旋压缩机利用轴向“柔性”技术实现变容量控制压缩机能量输出的数 值化，其工作状态由100%能力输出和0%输出组成，分别称其为1状态(100%) 和0状态(0%)这种1与0交错的容量调节方式与电子产品中的数码1和0的 数据表达方式类似，因此被称为“数码涡旋”技术具体方法是通过调整静涡盘和动涡盘的轴向间隙实现0和1的转变1状态 时，动静涡盘处于正常设计位置，此时压缩机全负荷工作；0状态时，PWM电 磁阀开启，使调节腔与回气旁通，动涡盘和静涡盘处于轴向分离状态，由于无 气体压缩，故压缩机排气量为0，此时压缩机静功和制冷量很小这样通过0状 态和1状态的时间长度(占空比)调整，实现压缩机排气量的积分连续调节2s 18s 10s 10e10%能力箍出 30%能力输出以一个周期20秒为例，如图2所示，当压缩机输出10%能力时，负载卸载时 间分别为2秒和18秒；当压缩机输出为50%时，负载卸载时间分别为10秒和 10秒；当压缩机输出为100%时，负载时间为20秒，无卸载。
2•调节技术的对比参数数码涡旋变频技术（直流变频）压缩机容量是通过涡旋盘的周期压缩的容量是通过压缩机马达的性啮合与脱开来改变的当外部转速来改变的当室内负荷要求工作原理电磁阀关闭时，数码涡旋象标准提高时，压缩机马达的频率随之型压缩机一样工作，容量达到增大，从而导致马达转速更快，100%当外部电磁阀打开时，两容量更咼同样地，当室内负荷个涡旋盘稍微脱离此时压缩机要求随之降低时，压缩的频率减无制冷剂被压缩，从而也无容量 输出所以，在一个10秒钟的循 环中，如果涡盘加载2秒钟，卸 载8秒钟，其平均时间容量就是 20%加载时间占循环周期的比 例可以在10%到100%输出容量 的范围内任意改变小，从而使容量降低数码涡旋的输出在10%到100%变频压缩机的工作频率级别范围之间由于通过改变加载时间的在30HZ至117HZ间压缩机以比例即可改变压缩机输出，从面有限的容量级别运转（例：21实现了连续的容量输出，即无级级），所以容量输出是间断的容量输出输出由于提供了连续的容量输而且，当室内内负荷突然从小变出，压缩机能够更精确地控制室大时，压缩机的频率增加需要经内温度，并且更加节能过中间过渡段这就意味着，如 果室内有一段响应的时间，不能 立即对应。
能效比数码涡旋没有变频器损失，同样变频器的损失大约占功耗的COP也没有制冷剂的热气旁通，因此15%当室内的总容量要求低时在10%到100%负荷范围内，COP 性能良好空载时的能量损耗很 小（仅为10%），这也使得数码 涡旋在部分负荷的情况下COP也 会更咼如 10%、20%或是 30%），变 频系统必须使用制冷剂的热气旁 通进行调节，因为变频压缩机最 低的容量输出约为40%室内的 总容量要求较低的情况下，由于 制冷剂的热气旁通，能量会有损 耗，系统的COP降低由于马达 的频率不断变化，很难测定变频 系统的能效比为了测量稳定的 运行工况，必须用外部装置保证 压缩机频率的固定，这种情况下 的能量测定不包括变频器的损 失为了获得真实的性能参数， 典型的变频器损失15%必须计 入，否则数据就会显示一个不真 实的较高COP值季节能效化 SEER空调系统大部分时间是运行在局 部负荷的工况下，单纯给出100%根据GB标准，为了评估IPLV,应测量在四工况点（25%、或 IPLV负荷下的COP值并不能完全体现 机组的能效，所以必须考虑在局 部负荷下的能耗，即IPLV值 由于没有制冷剂的热气旁通，同 时没有变频器的损失，数码涡旋 系统的IPLV性能良好。
最终用 户将享受节能的好处50%、75%和100%）运行时的 COP由于变频系统在低容量时 转为旁通控制，IPLV因此降低旁通控制不需要旁通回路在低容量运行工况下，必须使用 旁通控制室内温度控制室温控制优良在整个运行范围 中（10%-100%），数码涡旋压缩 机能够实现连续、无级的容量调 节如果需要一个新的容量变化 （如在同一个制冷系统中多开了 几台室内机），压缩机的输出容 量能瞬间地从一个比例调节到另 —个更咼的比例数码涡旋压缩 机能使得系统能够对负荷变化作室温控制一般在长时间运行 后，至内温度趋于稳疋并接近设 定温度但是如果需要一个新的 容量变化（如在同一个制冷系统 中多开了几台室内机），变频器 控制就需要时间逐渐地提高频 率，在过渡期间室内温度控制不 稳定出更迅速的反应附图3温度随容量变化曲线）荷运行的状态这使得回气的速除湿性度成波状起伏 一个接一下的能波峰（全速）这使得平均蒸发在闷热的梅雨季节，尽管冷负荷 可能会很低，在每一个循环（如 10秒）中，还是有几秒钟的满负 在闷热的梅雨季节，冷负荷可能 降低这种情况下，变频压缩机 的转速会降低，回风的速度也会 很低这样就造成了室内机较高 的蒸发压力和蒸发温度。
因此， 此时的除湿能力降低压力和温度更低，除湿性能更佳附图4数码涡旋负载卸载压力与电流特性）回油性好在每一个循环（如10秒）中，还是有几秒钟的满负荷 当冷负荷低时，回油难度提高, 因为变频压缩机转速很低因运行状态这使得回风的速度成此回气的低速就造成了回油困可靠性波状起伏——一个接一个的波峰（全速）因此回油较好同时，在每个空载期间内，压缩机难为解决这个问题，变频系统 在每隔一段时间的运行后必须加 入许多的回油循环这对于 “PLUS”系列的多联机（48马力）中无排气也无润滑油排出，压缩机得到充分的润滑，运仃寿叩特别明显，因为回气管径很大，长室外机的PCB和管路与变频在部分负荷情况下回气速度很多联系统相比，显得极为简单一低因此“ PLUS”系列的多联机需—无旁通回路，一个PCB就足够要更频繁的回油循环，并消耗更了谷轮公司针对数码涡旋压缩多电力该系统的稳定性差室机的柔性设计，使其运行寿命可外机的PCB （印刷电路板）和管达到15年在压缩机方面，路十分复杂PCB包括成千上万EMERSON公司提供的数码涡旋个部件，管路呈迷宫状，包括油压缩机是一种具有一定“柔性”的分离器/旁通回路等变频器控制压缩机，具有比较强的抗液击、板产生大量的热，夏季极易烧抗杂质能力（如附表1所示），经过了大量可靠性实验，能够经 受各种恶劣工况条件的考验。
毁符合EMC电磁兼容需求附图不符合EMC （电磁兼容）要求5电磁干扰比较）变频控制会产生高次谐波，造成环保—些问题，如变压器/电容器过 热、精密仪器的精度降低以及干 扰电视信号、移动信号和地铁站信号的传送等为电磁干扰问 题，室外机、室内机都需要添加 噪音过滤器或扼流圈，从而提高 了系统的造价附表1 数码涡旋压缩机高可靠性实验项目实验项目实验内容及目的高压比试验2000小时，考核润滑系统/高温状态高负荷试验2000小时，考核高温/高压状态开/停试验520,000次，考核振动影响带液启动试验1000次，在允许充注量的100%到150%条件下，考核承受液击及润滑油迁移状态融霜回液试验2000小时，100%允许充注量下，考核液击状态极限状态试验在运行范围的各个极点状态下，200次开停试验，每次30分钟，重复4遍，总计2000小时零部件试验电磁阀寿命40,000,000次，相当于30年使用年限附图3温度随容量变化曲线磁温度（£）16128402 4 6 8 10 12 14制冷量伽）附图3所示是变频空调和数码涡旋空调在不同容量时的蒸发温度比较数 码涡旋空调这种在低容量情况下能有效提供较好的温度控制功能，对于相对温 度较高的地区及一些特殊场合尤为适用。
总讥t芒京“fd附图4数码涡旋负载卸载压力与电流特性变频系统在高容量（高频）运行时，蒸发温度较低，随着运行频率的降 低，蒸发温度逐渐升高，湿度升高，一般的空调系统很多时间都在部分负荷下 运行，这就产生了除湿能力下降的问题附图4为实测数码压缩机负载/卸载 周期内，排气/回气压力和电流的变化曲线，电流变化显著显示了负载/卸载周 期，负载运行时回气压力较低，保持了室内侧较低的湿度，尤其容量在部分负 荷范围内（较常使用的容量区间），数码涡旋除湿能力较强，体现了明显的优 势，保证了高精度的湿度要求5电磁干扰比较安培（A）变频系统需要昂贵的变频器及变频控制中复杂的电控部分，其电控系统中 复杂的电子装置价格贵且比较娇气数码涡旋系统减少了变频器、变频控制系 统等，无疑增加了系统的可靠性，节省了成本变频器工作时会产生谐波，会使供电系统的正弦电流波形发生畸变，导致 诸如：降低电网的功率因素、使电容器和变压器过热、在荧光屏和示波器等上 产生闪点、影响精密仪器的精度等不良后果，并会引起高电设备电容量等发热 烧毁等到危险以欧洲为中心的许多地区都有严格限制谐波的EMC规定，有 些地区还因上述理由禁止销售和安装变频空调。
我国也有相关的规定，对电源 干扰要求很高的精密实验室、医院、通讯机房、电站、电视台等场合，变频系 统受限用而数码涡旋的负载和卸载只是一个简单的机械运动，不会产生谐 波，扩大了适用范围3. 结论通过对数码涡旋和直流变频空调系统二者的原理分析和性能比较，可以发 现数码涡旋空调系统无论是在节能，还是在控制的稳定性和可靠性方面以及各 个技术参数上，相对于直流变频空调系统都是一个提高加之新冷媒R410A在 数码涡旋空调系统中的应用，会促使变流量多联空调系统在高效、节能、舒适 和环保等方面迈上一个新的台阶。