数智塑冷暖 零碳启新程 ——2026年第37届“中国制冷展”技术总结(四)

来源:世展网 分类:制冷行业资讯 2026-08-21 09:04 阅读:599
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2027年中国(上海)制冷展CR EXPO

2027-04-07-04-09

距离225

2026年第37届中国制冷展技术总结

连载(第四期)

工商业用中央空调冷(热)水机组

本节作者「北京建筑大学 徐荣吉教授、胡文举副教授、王刚副教授、李高超博士生、许珂铭硕士生、邢梓欲硕士生、马文轩硕士生」

总体技术特点

本届中国制冷展工商业用中央空调冷(热)水机组展出规模与技术水平均较往届有一定提升。天加、麦克维尔、美的、海尔、格力、海信等国内外主流企业均推出了具有代表性的创新产品,特别是在整个房地产行业增速放缓、城市更新及数据中心快速发展大背景下,各公司产品及技术积极适应市场变化,整体呈现以下趋势:

(1)数据中心用悬浮冷水解决方案集中涌现,技术路线趋同:采用自主悬浮离心式冷水机组加干冷器为核心装备,并集成风樯与列间冷板等末端装备形成完整解决方案;

(2)悬浮技术仍是热点,但技术路线呈现分化。磁悬浮技术成熟并普及,出现针对细化场景的特色产品如高压比机组、高温水蒸气机组等;气悬浮热度下降,展出产品不多;液浮向系列化发展。此外,针对园区的10kV高压离心机组及更新市场模块化机组受到厂家关注并参展;

(3)环保制冷剂越来越受重视,出现多元化发展趋势。受专利及成本影响,R1233zd(E)未在国内普及,部分主机厂家采用R454C、R513A、R507A等低GWP制冷剂,各公司普遍强调机组对多种制冷剂的适配能力,行业已不再呈现过去少数几种制冷剂一统市场的格局,呈现多元化发展趋势;

(4)代铜材料及部件发展迅速,亟需行业技术规范及工艺规范。在成本与可靠性的双重驱动下,行业代铜加速推进,钢代铜、铝代铜产业链配套成熟,但缺少产品与技术标准/规范。

(5)智慧控制与运维已成为行业标配。远程监测、智慧管理平台接入、故障预警、远程运维、手机/电脑端监控等功能,已成为麦克维尔、海尔、格力、美的、天加等众多厂商的核心宣传要点,推动制冷系统的运维管理向数字化、可视化、无人化方向升级。

特色产品

磁悬浮自主化、液浮系列化、气悬浮分裂化

随着磁悬浮冷(热)水机组技术的发展,其技术成熟度越来越高、自主化程度越来越高,特别是随着雷茨、鑫磊、磁谷等自主品牌磁悬浮压缩机的兴起,使得磁悬浮机组完成常规制冷及热泵典型应用场景覆盖后,在数据中心全年制冷及风冷热泵甚至更高压比蓄冷工况冷水机组及水蒸气高温热泵领域展示出技术特色。

磁谷科技展出了磁悬浮变频离心式冷水机组(图3-1(a)),机组IPLV可达11.2,运行压比最高可达6.3,冷水出水温度范围宽至-10℃至20℃,适用部分冷冻工况、冰蓄冷工况及空调工况。鑫磊也展出了具备蓄冷工况磁悬浮机组,机组采用了全自研变频器,低温工况冷水温度低至-12℃。天加展出了兼容R1234ze(E)、R513a和R134a多种制冷剂的磁悬浮冷水机组(图3-1(b)),采用水平背靠背双级叶轮设计,等熵效率大于90%,全自研变频器的变频效率达97%,单机冷量最大达1300RT,COP达7.35(国标IPLV10.5),采用降膜式蒸发器,内外齿强化换热,换热管经结构优化,水阻低至40kPa。天加(SMART)展出的新一代风冷磁悬浮热泵(图3-1(c))采用便于运输的模块化设计(可拼接4个模块,最大400RT)及集装箱式设计。该机组工作环境温度最低可达-27℃,出水温度最高可达68℃,制热COP达3.5,部分负荷可达6以上,满载工况与传统机器相当。雷茨也展出了超低温风冷磁悬浮热泵机组(图3-1(d)),采用R507A制冷剂,环境温度-35℃~55℃,最高出水温度达60℃,APF达6.5。

(a)磁谷科技磁悬浮

冷水机组

(b)天加环保制冷剂

磁悬浮冷水机组

(c)天加磁悬浮空气源

热泵

(d)雷茨磁悬浮空气源

热泵

图3-1 展出的磁悬浮离心式机组

海信继去年液浮离心式冷水机组展出后,完成液浮机组的系列化布局,包括大冷量10kV机组、数据中心用风冷冷水机组及模块化机组。正压液浮技术以液态制冷剂替代润滑油形成液膜实现压缩机的轴承润滑。启动时,机组通过氟泵提供液态制冷剂,启动后利用压差由冷凝器出口液态制冷剂供液。采用轴向载荷智能调控技术将轴承载荷降低70%,实现轴承设计寿命20万小时。

大冷量10kV机组(图3-2(a))采用134a为制冷剂,压缩机电机采用10kV高压变频器直驱,单机1200RT制冷量,国标COP达到7.23,与磁悬浮比具有成本优势,在大型商业建筑和工业制冷场景具有应用潜力。风冷液浮冷水机组(图3-2(b)),针对数据中心等需要全年持续供冷场所设计,采用海信自主研发的大压比正压液浮压缩机,最高压比可达4.8,整机CSPF达4.73,制冷量为120RT,支持-10℃至48℃宽环温运行,可提供5~25℃冷水。风冷换热器采用V型模块化设计,可多模块拼接,减少占地面积30%,方便现场运输,并可选配自然冷却系统(氟泵),在过渡季节无需启动压缩机,降低运行成本。模块化正压液浮离心冷水机组(图3-2(c))主要针对老旧机组更新及空间受限场景,机组单机头容量为150-200RT,最多可8模块组合至1600RT,COP达6.5、IPLV达8.8,可通过3T货梯运输,为老旧冷水机组提供低门槛、高效率的替代选项。

(a)10kV冷水机组

(b)风冷液浮离心式

冷水机组

(c)模块化机组

图3-2 海信正压液浮离心式冷水机组 

数据中心用悬浮冷水解决方案集中涌现

海尔、美的、格力、天加、海信等均展出了基于各自特色的悬浮压缩机技术的数据中心冷水供应方案。海尔展出了集成磁悬浮压缩机与氟泵及干冷器的冷水机组(图3-3),机组主要有三种运行模式:夏季压缩机制冷、过渡季压缩机与氟泵混合制冷、冬季氟泵。此外,机组还集成了自然冷源板式换热器,冬夏季冷却水均先经过自然冷板式换热器,充分利用自然冷源。机组与自然冷源的结合,充分应对人工智能发展对高热流密度机柜散热需求,满足单机柜散热功率≥40kW ~100kW。

(a)系统原理图

(b)机组方案

图3-3 海尔数据中心冷水解决方案

美的展出了自然冷水冷磁悬浮一体机(图3-4)。该机组集成水源磁悬浮离心式冷水机组、水泵、干冷器及板换于一体。冷冻侧可以供低温冷冻水,冷却侧接干冷器。利用自然冷时,低温冷水侧经自然冷板换与室外环境换热,无需氟泵。机房侧末端采用风(风墙)液(液冷CDU)融合配置,液冷CDU可以精确控制冷却液温度和流量保证机柜的散热,风墙采用水平送风加密闭热通道的形式进一步提高数据中心的散热效率。海信、天加也展示了面向数据中心的悬浮冷水技术方案,海信机组采用液浮机组(详见3.2.1节)。

图3-4 美的数据中心冷水解决方案

吸收式热泵加速适应更广领域技术发展

吸收式机组在废热利用场景具有明显优势,热泵技术近年发展较快。华源泰盟展出了吸收式与蒸气压缩式复叠机组(图3-5),中间通过蒸发-冷凝换热器耦合,该机组可通过阀路切换实现制冷/制热模式运行。此外,该机组可根据能源品位选择纯热驱、纯电驱或混合驱动模式。其中,热源驱动温度为65-90℃,冷却水温度为55-60℃,常规供冷温度为5-7℃,深冷段供冷可达-7-0℃,可用于生产冷水及冰水混合物。冰山展出了双级吸收式二类热泵蒸汽发生机组(图3-6)。该机组为工业余热驱动的双级二类吸收式热泵,能将低温余热(60℃以上热水乏汽等)品位提升85℃以上,制取0.01-0.8MPa饱和蒸汽,实现余热回收与蒸汽生产的高效耦合,在化工、食品、药品等生产制造领域应用潜力较大。

图3-5 华源泰盟吸收式与

蒸气压缩式复叠机组

图3-6 冰山吸收式热泵

蒸汽发生机组

管材、阀件和水泵

管材呈现出以材料替代与工艺优化为核心的技术演进趋势。不锈钢与铝是最主要的两类代铜材料。其中,不锈钢耐压和耐腐蚀,成本更低,发展迅速。海大制冷、浙跃等展出了不锈钢代铜管(图3-7(a)),奥太华展出了全不锈钢管翅式换热器(图3-7(b))。温格展出了全场景钢代铜方案(图3-7(c))。现有生产线工艺及技术工人技能使部件之间连接与现场管路连接困难是限制钢代铜的主要瓶颈。常采用“预留铜管段”的过渡方案,即在部件之间预留一定长度的铜管,现场采用成熟气焊工艺连接。此外,部分企业采用异种金属过渡接头或机械连接方式,实现传统焊接向机械化快速连接转变。温格展示了带有快拆结构的管件产品——马赫环(图3-7(d))。铝材具有轻量化优势,过往产业积累充分,发展较快。众芯科技展出了全铝换热器、管件及喷锌铝盘管(图3-8)。

(a)海大制冷、浙跃

不锈钢代铜管

(c)温格全场景钢

代铜方案

(b)奥太华全不锈钢

换热器

(d)温格马赫环(三代)

轴向挤压式连接管件

图3-7 钢代铜管件

但随着铝材价格上涨,其成本优势也逐渐缩小,且耐腐蚀性差及消费者认可度低成为普及的卡点。小型系统中铜仍具备工艺成熟与可靠性高的优势,但随着系统规模的增大,不锈钢、钛钢与铝等代铜材料的应用比例将随之提升。

图3-8 众芯科技铝代铜换热器及管路部件

高性能聚合物水管具有内壁光滑、不易结垢,流动阻力较小,线性膨胀系数仅为普通PP-R管材1/4的优势。阔盛展出了PP-RP复合纤维管(图3-9),采用三层复合结构设计,内外层为Fusiolen PP-RCT材料,中间层为增强型复合纤维层,在保证强度的同时兼顾轻量化与耐久性、耐腐蚀性,适用水质或化学介质。

图3-9 阔盛PP-RP复合纤维管路

阀门由单一功能部件向集成化、智能化与高适应性发展,成为系统控制、监测与通信关键节点。首先,阀门实现多功能智能化。纯电动三通组合阀(图3-10)采用双向截止结构,实现双向密封,提升安全冗余;全电动驱动具备毫秒级响应、高精度、易集成等优势,并集成传感与通信模块,支持物联网远程监控与精细化管理,实现“阀门即节点”的主动调控。其次,阀门高温适应性增强。专用高温热泵的阀门(图3-11)可满足180℃以下高温水或蒸汽的长期运行,通过强化材料与密封,拓展至工业余热回收等严苛工况。最后,阀门在结构设计方面出现了针对运维需求的创新优化。针对传统水系统拆卸阀门或管段困难、需要系统停机问题,部分厂家推出了可手动快速开启的排污阀及过滤器(图3-12)。通过优化内部流道及密封设计,该排污阀结构使操作人员无需借助工具,仅通过手动旋拧即可完成排污过程。此外,该类阀门可在系统运行状态下,利用管道内部水压实现杂质排出,大幅降低维护时间。该技术可显著提升空调水系统运维效率。

图3-10 多功能一体化阀门

图3-11 自控电动高温蒸汽调节阀和不锈钢电动调节阀

图3-12 排污结构化创新型阀门及过滤器  

水泵技术的发展聚焦于高效节能化、结构模块化及运行可靠性优化,适应系统级能效提升与运维模式改进。高效永磁循环泵成为主流升级方向,川源机械展出了高效永磁循环泵(图3-13),泵体设计为可抽拉式,可实现不停机快速拆装检修,降低运维停机依赖。其电机采用背负式一体化永磁电机,能效等级可达E5级。针对循环水系统存在的结垢、微生物滋生及藻类繁殖问题,上海荏本展出了除垢防垢与水质优化型多功能组合循环泵(图3-14)。该组合泵集成高频电子除垢、微晶吸附、电化学吸垢及水体软化等多种物理与电化学处理手段,无需添加化学药剂即可在线改善水质。该多功能组合泵支持实时监测与数据反馈,实现预警与状态管理,有效防止因结垢导致的换热效率下降、冷凝器及管路寿命缩短、机组能效降低等问题。

图3-13 川源机械的高效永磁循环泵(卧式与立式)

图3-14 上海荏本除垢防垢软化节能循环组合泵

保温材料

华美(图3-15(a))展出了橡塑、玻璃棉、岩棉、挤塑板及声学材料五大体系产品,其中双层共挤橡塑与华美泰极橡塑在抗老化、抗撕裂、防结露性能等性能方面显著提升。绿都橡塑(图3-15(b))采用“真空微晶”发泡技术,具有泡孔绵密、导热系数低、防潮抗菌的特点。豪森维尔气凝胶绝热材料保冷厚度降低40%,适用于高端工业制冷。硅酸铝/岩棉系列耐高温防火,可满足工业制冷与高温管线需求。奥美斯橡塑(图3-15(c))经硫化发泡,具有导热系数低、防火好、湿阻优、安全环保的特点。连绵科技(图3-15(d))PE保温管耐120℃高温且难燃,环保性优于橡塑。合肥汇东橡塑(图3-15(e))采用抽真空发泡,阻燃等级高、导热系数低、柔软多彩,无甲醛异味,符合ROHS2.0及国标。

(a)华美橡塑

(b)绿都橡塑

(c)奥美斯橡塑

(d)连绵科技PE保温管

(e)合肥汇东橡塑

图3-15 保温材料

总结与展望

工商业用中央空调冷(热)水机组随着市场的变化正全面迈向“无油化、模块化、高温化、集成化、智能化”的新发展阶段。主要体现以下发展趋势:

人工智能的快速发展促使数据中心需求快速增长,传统国内外大型企业均同步展出了采用自然冷源加悬浮冷水机组的冷水解决方案,技术路线趋同,运行工况与悬浮机组小压比、部分负荷效率高的优势适配;

存量建筑节能改造与存量设备更新已成为离心机组模块化、小型化的主要推动力。可进电梯、无需拆墙、灵活组合的产品理念,可大幅降低改造成本,挤占了部分螺杆机组市场;

工业领域脱碳进程加速高温热泵产业化发展,美的、格力、海尔等企业均展出120℃~200℃的工业热泵产品及10kV直驱机组;二类吸收式热泵蒸汽机组为工业高温废热回收利用提供了另一种可选方案。

厂家由提供冷水机组产品向提供整体解决方案过渡,智能化逐渐普。天加、海尔、美的等多家企业针对应用场景呈现了 “产品系列+平台+算法”集成化解决方案,加深了用户对产品价值的认知。

“双碳”与“节能减排”发展战略下,环保制冷剂替代发展稳步、务实推动,呈现多元化发展趋势。

钢代铜、铝代铜发展迅速但缺少统一标准/规范,泵阀正向集成化、智能化方向发展,管件关注免焊接、免动火作业需求,保温材料则向高阻燃、超低导热、环保型升级。展望未来,随着“双碳”战略深入推进、电力市场化改革及市场需求的变化,具备宽温域运行能力、高能效、低GWP制冷剂、智能化管控及快速安装适配能力的冷水(热泵)机组会成为主流,技术迭代将更务实。

《2026年第37届中国制冷展技术总结报告》

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