威廉瑪麗學(xué)院素有美國(guó)第二古老的大學(xué)之稱，但其卻擁有美國(guó)最“老”的建筑——克里斯托弗·雷恩爵士樓，它始建于1695年，比附近的威廉斯堡，VA（美國(guó)）建成得還要早。時(shí)光荏苒，回望20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)為了接收“人口生育高峰”形成的學(xué)生群體，學(xué)院不斷擴(kuò)張。耶茨堂就是在這個(gè)時(shí)期建成的。耶茨堂地上有三層，共有10個(gè)大廳，地下一層是可以容納266個(gè)新生居住的學(xué)生宿舍。而今，這些宿舍仍可用于解決學(xué)生夏令營(yíng)活動(dòng)時(shí)的住宿問(wèn)題，但要求學(xué)院必須解決一個(gè)老問(wèn)題 ——濕度。
“夏天的濕度問(wèn)題一直是困擾威廉斯堡最大的問(wèn)題，”威廉瑪麗學(xué)院設(shè)施管理部門的器械項(xiàng)目經(jīng)理馬克·鮑爾曼說(shuō)，“我們地處詹姆斯河和約克河之間，與切薩皮克灣只有幾英里，在耶茨堂運(yùn)行現(xiàn)有的冷凍水風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組根本無(wú)法處理如此高的濕度。實(shí)際上，天花板上早已開始出現(xiàn)凝露水和霉菌問(wèn)題?！睘榱私鉀Q濕度問(wèn)題，鮑爾曼想尋找一種解決方案，能夠在夏天和濕度高于人體舒適程度的時(shí)期提供100%全室外新風(fēng)的空氣處理系統(tǒng)。
“我們打算在這個(gè)名為X-DRY的空調(diào)系統(tǒng)解決方案中采用兩臺(tái)組合式DX屋頂機(jī)組，其中使用丹佛斯VSH變頻壓縮機(jī)” Annexair的銷售總監(jiān)安東尼·帕魯茨說(shuō)道，“通常其它的組合式機(jī)組使用的是定速壓縮機(jī)。它們是通過(guò)增加冷卻時(shí) 間的方法來(lái)去除送風(fēng)中的水分含量。但是，這種設(shè)計(jì)易導(dǎo)致空氣過(guò)冷?！?nbsp;
為了解決那個(gè)問(wèn)題，采用一個(gè)濕度調(diào)節(jié)器控制一個(gè)三通閥的方式來(lái)將高溫制冷劑旁通至放置于冷卻盤管后的回?zé)崞髦?，回?zé)崞鲿?huì)將送風(fēng)溫度提高到期望的干球溫度。但是，定速壓縮機(jī)在循環(huán)反復(fù)的開關(guān)機(jī)的同時(shí)，高溫氣體還要旁通至回?zé)崞?，這樣的設(shè)計(jì)是非常低效的。相比較而言，在這個(gè)X-DRY系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，則使用了VSH變速壓縮機(jī)和一個(gè)被稱為高溫氣體回?zé)岬恼{(diào)節(jié)程序。
VSH壓縮機(jī)和高溫氣體回?zé)嵴{(diào)節(jié)程序相結(jié)合的X-DRY系統(tǒng)
“眾所周知，100%全新風(fēng)空氣處理系統(tǒng)使用熱氣回?zé)岱绞降倪\(yùn)行費(fèi)用是很高的，”帕魯茨評(píng)論道，“但是，如果使用X-DRY系統(tǒng)，我們使用氣體回?zé)衢y來(lái)控制高溫制冷劑，把系統(tǒng)所需要的部分制冷劑旁通至回?zé)岜P管中。我們同時(shí)會(huì)利用變速冷凝器風(fēng)扇來(lái)控制制冷劑回路中的冷凝壓力。最終，我們會(huì)充分發(fā)揮丹佛斯VSH壓縮機(jī)速度控制的卓越優(yōu)勢(shì)來(lái)提供所需的冷量?！?br />
Annexair提供了兩臺(tái)X-DRY組合式屋頂空氣處理機(jī)組（MAU）。MAU 1號(hào)使用了兩臺(tái)23冷噸的VSH壓縮機(jī)，它的冷卻能力最大為46冷噸，風(fēng)量的最大值為5000立方英尺每分鐘（CFM）； MAU 2號(hào)使用了4臺(tái)23冷噸的壓縮機(jī)，能夠提供84冷噸的冷量和10000立方英尺每分鐘（CFM）的風(fēng)量。此機(jī)組只有在室外溫度高于13℃（55F）時(shí)才會(huì)運(yùn)行，提供干球溫度為21℃（70F）和露點(diǎn)溫度為10℃（50F）的空氣。干空氣從兩個(gè)組合式空氣處理機(jī)組中流通到位于每層大廳的兩個(gè)風(fēng)箱中。在周圍環(huán)境溫度低于13℃（55F）時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的模式來(lái)運(yùn)行，進(jìn)行供暖。
VSH壓縮機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)整合
“我們?yōu)镽-410A制冷劑的 X-DRY空調(diào)系統(tǒng)選用VSH系列壓縮機(jī)，主要是因?yàn)樗鼈兪菍ｉT為空調(diào)和熱泵而設(shè)計(jì)的變頻渦旋壓縮機(jī)，”帕魯茨說(shuō)道，“它們作為集所有特點(diǎn)于一身的集成組件而橫空出世，能夠完美地與我們的系統(tǒng)整合在一起?！?nbsp;
在電子方面，該組件包含了幾乎能夠消除所有諧波失真現(xiàn)象的諧波過(guò)濾器。更高的電機(jī)功率因數(shù)（超過(guò)0.9）避免相關(guān)能源懲罰條例。而且，一項(xiàng)已獲得專利的油噴射系統(tǒng)保證了渦盤和軸承能夠在所有壓縮速度下得到最佳的潤(rùn)滑，這一點(diǎn)在低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)尤其重要。
帕魯茨還說(shuō)道：“VSH壓縮機(jī)能夠?qū)⑵漕l率由90HZ降到30HZ，被稱為‘降頻’的變速能力是降低能量損耗的關(guān)鍵?！苯殿l可以由比率來(lái)表示，例如90~30HZ可認(rèn)為是3：1的高低冷量比。也就是說(shuō)，一個(gè)VSH壓縮機(jī)以90HZ的最大運(yùn)轉(zhuǎn)速度單獨(dú)運(yùn)作可以提供23冷噸的冷量，同時(shí)可以在30HZ的最小運(yùn)轉(zhuǎn)速度工作時(shí)，提供7冷噸的冷量。
具備12:1高低冷量比的系統(tǒng)新特點(diǎn)
但是，在使用2臺(tái)23冷噸的壓縮機(jī)時(shí)，Annexair MAU-1單元的容量范圍和高低冷量比也會(huì)成倍增加，從最大的46冷噸降到7冷噸的高低冷量比是6：1。如果使用4臺(tái)23冷噸的壓縮機(jī)，MAU-2單元可以通過(guò)12：1的高低冷量比從84冷噸變化到7冷噸。
由于壓縮機(jī)在大約90%的運(yùn)行時(shí)間都是處于部分負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，所以制冷系統(tǒng)會(huì)減小壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)匹配低冷量需求。因此，變頻壓縮機(jī)可以在+0.2°F/+0.1°C的設(shè)定值變化范圍內(nèi)運(yùn)行。但是，相對(duì)變頻壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，定速壓縮機(jī)卻得保證在全速運(yùn)行的同時(shí)，還要使用開/關(guān)按鍵來(lái)控制循環(huán)或者其它降低冷量的方法，而這些方法都會(huì)導(dǎo)致能量的浪費(fèi)。
帕魯茨估計(jì)，在不忽略外界條件的情況下，X-DRY系統(tǒng)比傳統(tǒng)的定速系統(tǒng)在能效上能夠提高了15%到30%。更高的高低冷量比有助于滿足項(xiàng)目的第一大目標(biāo)——除濕?！耙粋€(gè)壓縮機(jī)可以減小排氣量，就相當(dāng)于增大了冷卻盤管的熱力學(xué)尺寸，”帕魯茨解釋說(shuō)，“空氣從更多的盤管表面上流過(guò)，就表示更多的水分會(huì)從空氣中去除?！?
“我們打算在這個(gè)名為X-DRY的空調(diào)系統(tǒng)解決方案中采用兩臺(tái)組合式DX屋頂機(jī)組，其中使用丹佛斯VSH變頻壓縮機(jī)” Annexair的銷售總監(jiān)安東尼·帕魯茨說(shuō)道，“通常其它的組合式機(jī)組使用的是定速壓縮機(jī)。它們是通過(guò)增加冷卻時(shí) 間的方法來(lái)去除送風(fēng)中的水分含量。但是，這種設(shè)計(jì)易導(dǎo)致空氣過(guò)冷?！?nbsp;
為了解決那個(gè)問(wèn)題，采用一個(gè)濕度調(diào)節(jié)器控制一個(gè)三通閥的方式來(lái)將高溫制冷劑旁通至放置于冷卻盤管后的回?zé)崞髦?，回?zé)崞鲿?huì)將送風(fēng)溫度提高到期望的干球溫度。但是，定速壓縮機(jī)在循環(huán)反復(fù)的開關(guān)機(jī)的同時(shí)，高溫氣體還要旁通至回?zé)崞?，這樣的設(shè)計(jì)是非常低效的。相比較而言，在這個(gè)X-DRY系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，則使用了VSH變速壓縮機(jī)和一個(gè)被稱為高溫氣體回?zé)岬恼{(diào)節(jié)程序。
VSH壓縮機(jī)和高溫氣體回?zé)嵴{(diào)節(jié)程序相結(jié)合的X-DRY系統(tǒng)
“眾所周知，100%全新風(fēng)空氣處理系統(tǒng)使用熱氣回?zé)岱绞降倪\(yùn)行費(fèi)用是很高的，”帕魯茨評(píng)論道，“但是，如果使用X-DRY系統(tǒng)，我們使用氣體回?zé)衢y來(lái)控制高溫制冷劑，把系統(tǒng)所需要的部分制冷劑旁通至回?zé)岜P管中。我們同時(shí)會(huì)利用變速冷凝器風(fēng)扇來(lái)控制制冷劑回路中的冷凝壓力。最終，我們會(huì)充分發(fā)揮丹佛斯VSH壓縮機(jī)速度控制的卓越優(yōu)勢(shì)來(lái)提供所需的冷量?！?br />
Annexair提供了兩臺(tái)X-DRY組合式屋頂空氣處理機(jī)組（MAU）。MAU 1號(hào)使用了兩臺(tái)23冷噸的VSH壓縮機(jī)，它的冷卻能力最大為46冷噸，風(fēng)量的最大值為5000立方英尺每分鐘（CFM）； MAU 2號(hào)使用了4臺(tái)23冷噸的壓縮機(jī)，能夠提供84冷噸的冷量和10000立方英尺每分鐘（CFM）的風(fēng)量。此機(jī)組只有在室外溫度高于13℃（55F）時(shí)才會(huì)運(yùn)行，提供干球溫度為21℃（70F）和露點(diǎn)溫度為10℃（50F）的空氣。干空氣從兩個(gè)組合式空氣處理機(jī)組中流通到位于每層大廳的兩個(gè)風(fēng)箱中。在周圍環(huán)境溫度低于13℃（55F）時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的模式來(lái)運(yùn)行，進(jìn)行供暖。
VSH壓縮機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)整合
“我們?yōu)镽-410A制冷劑的 X-DRY空調(diào)系統(tǒng)選用VSH系列壓縮機(jī)，主要是因?yàn)樗鼈兪菍ｉT為空調(diào)和熱泵而設(shè)計(jì)的變頻渦旋壓縮機(jī)，”帕魯茨說(shuō)道，“它們作為集所有特點(diǎn)于一身的集成組件而橫空出世，能夠完美地與我們的系統(tǒng)整合在一起?！?nbsp;
在電子方面，該組件包含了幾乎能夠消除所有諧波失真現(xiàn)象的諧波過(guò)濾器。更高的電機(jī)功率因數(shù)（超過(guò)0.9）避免相關(guān)能源懲罰條例。而且，一項(xiàng)已獲得專利的油噴射系統(tǒng)保證了渦盤和軸承能夠在所有壓縮速度下得到最佳的潤(rùn)滑，這一點(diǎn)在低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)尤其重要。
帕魯茨還說(shuō)道：“VSH壓縮機(jī)能夠?qū)⑵漕l率由90HZ降到30HZ，被稱為‘降頻’的變速能力是降低能量損耗的關(guān)鍵?！苯殿l可以由比率來(lái)表示，例如90~30HZ可認(rèn)為是3：1的高低冷量比。也就是說(shuō)，一個(gè)VSH壓縮機(jī)以90HZ的最大運(yùn)轉(zhuǎn)速度單獨(dú)運(yùn)作可以提供23冷噸的冷量，同時(shí)可以在30HZ的最小運(yùn)轉(zhuǎn)速度工作時(shí)，提供7冷噸的冷量。
具備12:1高低冷量比的系統(tǒng)新特點(diǎn)
但是，在使用2臺(tái)23冷噸的壓縮機(jī)時(shí)，Annexair MAU-1單元的容量范圍和高低冷量比也會(huì)成倍增加，從最大的46冷噸降到7冷噸的高低冷量比是6：1。如果使用4臺(tái)23冷噸的壓縮機(jī)，MAU-2單元可以通過(guò)12：1的高低冷量比從84冷噸變化到7冷噸。
由于壓縮機(jī)在大約90%的運(yùn)行時(shí)間都是處于部分負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，所以制冷系統(tǒng)會(huì)減小壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)匹配低冷量需求。因此，變頻壓縮機(jī)可以在+0.2°F/+0.1°C的設(shè)定值變化范圍內(nèi)運(yùn)行。但是，相對(duì)變頻壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，定速壓縮機(jī)卻得保證在全速運(yùn)行的同時(shí)，還要使用開/關(guān)按鍵來(lái)控制循環(huán)或者其它降低冷量的方法，而這些方法都會(huì)導(dǎo)致能量的浪費(fèi)。
帕魯茨估計(jì)，在不忽略外界條件的情況下，X-DRY系統(tǒng)比傳統(tǒng)的定速系統(tǒng)在能效上能夠提高了15%到30%。更高的高低冷量比有助于滿足項(xiàng)目的第一大目標(biāo)——除濕?！耙粋€(gè)壓縮機(jī)可以減小排氣量，就相當(dāng)于增大了冷卻盤管的熱力學(xué)尺寸，”帕魯茨解釋說(shuō)，“空氣從更多的盤管表面上流過(guò)，就表示更多的水分會(huì)從空氣中去除?！?
軟啟動(dòng)和低噪音增色不少
此外，還有一些其他它的優(yōu)勢(shì)。帕魯茨說(shuō)：“當(dāng)啟動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)，VSH變頻器提供了電機(jī)的軟啟動(dòng)，避免了啟動(dòng)時(shí)大電流瞬時(shí)沖擊電動(dòng)機(jī)線圈，從而延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命?！?其次，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)峰值負(fù)荷的消除和總能耗的減小，使得用電負(fù)荷也減小了，從而耶茨堂就不需要換用新電線來(lái)承受附加電流了。再次，噪音的減少是另外的一個(gè)好處。夜晚時(shí)，系統(tǒng)在宿舍區(qū)安靜地運(yùn)行是尤為重要的。尤其在負(fù)荷小的晚上，VSH壓縮機(jī)是在最低速的狀態(tài)下工作的，顯而易見，此時(shí)噪音也是最小的。
“X-DRY空調(diào)系統(tǒng)不僅達(dá)到而且還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了我們的需求，”鮑爾曼說(shuō)，“X-DRY空調(diào)系統(tǒng)就是按照空氣干球溫度在35~13℃（95~55 F）和濕球溫度在25~12℃（78~53 F）的范圍內(nèi)變化時(shí)，就要開始輸送干空氣的要求來(lái)設(shè)計(jì)的。這個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常寬廣。我們發(fā)現(xiàn)Annexair單元確實(shí)能夠成功地達(dá)到：有效提供組合干空氣、運(yùn)行穩(wěn)定和噪音小的標(biāo)準(zhǔn)。”
此外，還有一些其他它的優(yōu)勢(shì)。帕魯茨說(shuō)：“當(dāng)啟動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)，VSH變頻器提供了電機(jī)的軟啟動(dòng)，避免了啟動(dòng)時(shí)大電流瞬時(shí)沖擊電動(dòng)機(jī)線圈，從而延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命?！?其次，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)峰值負(fù)荷的消除和總能耗的減小，使得用電負(fù)荷也減小了，從而耶茨堂就不需要換用新電線來(lái)承受附加電流了。再次，噪音的減少是另外的一個(gè)好處。夜晚時(shí)，系統(tǒng)在宿舍區(qū)安靜地運(yùn)行是尤為重要的。尤其在負(fù)荷小的晚上，VSH壓縮機(jī)是在最低速的狀態(tài)下工作的，顯而易見，此時(shí)噪音也是最小的。
“X-DRY空調(diào)系統(tǒng)不僅達(dá)到而且還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了我們的需求，”鮑爾曼說(shuō)，“X-DRY空調(diào)系統(tǒng)就是按照空氣干球溫度在35~13℃（95~55 F）和濕球溫度在25~12℃（78~53 F）的范圍內(nèi)變化時(shí)，就要開始輸送干空氣的要求來(lái)設(shè)計(jì)的。這個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常寬廣。我們發(fā)現(xiàn)Annexair單元確實(shí)能夠成功地達(dá)到：有效提供組合干空氣、運(yùn)行穩(wěn)定和噪音小的標(biāo)準(zhǔn)。”
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