業(yè)主在評(píng)價(jià)一套制冷方案的優(yōu)劣的時(shí)候，除了系統(tǒng)的可靠性，服務(wù)質(zhì)量之外，最多考慮的就是ROI（投資回報(bào)率），其中投資很容易做橫向比較，但是對(duì)于回報(bào)率，不管是用COP，SCOP或者SEER等基于實(shí)驗(yàn)室模擬測(cè)試出的定量數(shù)據(jù)，還是使用門(mén)店與門(mén)店對(duì)比的電量數(shù)據(jù)，其中都有太多的變量會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的ROI充滿(mǎn)了變數(shù)，選擇并非最適合的制冷方案，導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行成本依然居高不下，今天就由樂(lè)樂(lè)給大家?guī)?lái)我們近期剛剛完成的一項(xiàng)有史以來(lái)最真實(shí)客觀(guān)的便利店制冷方案的測(cè)試。本文稍長(zhǎng)，大約需要8分鐘完成閱讀，心急的小伙伴樂(lè)樂(lè)推薦大家直接看重點(diǎn)，5秒鐘。

　　

　　敲黑板劃重點(diǎn)1：如何才是客觀(guān)合理的測(cè)試方法

　　

　　我們常常想弄明白當(dāng)一臺(tái)機(jī)組被安裝于現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，它的真正性能是什么？實(shí)驗(yàn)室宣稱(chēng)的標(biāo)稱(chēng)能耗與實(shí)際應(yīng)用的能耗是不是有區(qū)別？然后我們就有了這樣一個(gè)目標(biāo)，那就是去比較不同的機(jī)組或技術(shù)，對(duì)于最終用戶(hù)的使用環(huán)境而言，哪一臺(tái)機(jī)組或技術(shù)最有效或最具成本效益。

　　

　　一種方法是使用純理論模擬和模型進(jìn)行高度復(fù)雜的評(píng)估；我們經(jīng)常使用從大型真實(shí)情況數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得的或校準(zhǔn)的模型來(lái)確認(rèn)所使用的模型。然而，需要考慮許多相互關(guān)聯(lián)的因素，而這些因素有時(shí)很難判定。

　　

　　在機(jī)組每天24小時(shí)幾乎總是在恒定負(fù)荷下運(yùn)行的場(chǎng)合（例如，用于加熱或冷卻工業(yè)工藝流體），或在機(jī)組運(yùn)行條件變化非常有限的其他情況下，這些評(píng)估顯然更容易進(jìn)行。

　　

　　另一方面，就拿在便利店中使用的帶有與室外冷凝裝置相連的冷藏柜的制冷系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要對(duì)使用基于不同技術(shù)的機(jī)組的兩個(gè)超市進(jìn)行比較，以便了解哪一個(gè)更有效，從而為將來(lái)的安裝做出明智的選擇。

　　

　　而這種比較系統(tǒng)由冷藏柜和冷凝裝置組成，其性能受以下幾個(gè)因素的影響：

　　

　　安裝的冷凝機(jī)組和冷藏柜（蒸發(fā)器）的類(lèi)型/技術(shù)

　　

　　安裝的冷藏柜數(shù)量（用于不同超市對(duì)比）

　　

　　運(yùn)行期間這些冷藏柜所需的實(shí)際制冷量（非非標(biāo)稱(chēng)制冷量）

　　

　　冷藏柜在不同工況下的性能，比如存取貨品時(shí)，或上貨時(shí)的性能

　　

　　柜門(mén)開(kāi)關(guān)的時(shí)長(zhǎng)，以及營(yíng)業(yè)時(shí)間冷柜使用的頻率

　　

　　冷凝機(jī)組和冷藏柜的不同控制方案，以達(dá)到持續(xù)穩(wěn)定的柜內(nèi)溫度

　　

　　便利店內(nèi)外的環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響

　　

　　影響性能的因素，如制冷劑充注量和機(jī)組和冷柜的匹配情況

　　

　　最后，如果需要基于實(shí)際量測(cè)值對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行比較，則顯然需要對(duì)所用儀器的質(zhì)量和測(cè)量方法這些會(huì)影響所要求的該等實(shí)際量測(cè)值精度的因素進(jìn)行比較。

　　

　　因此，關(guān)于所有這些因素，以及需要做出何種假設(shè)和如何獲得“有意義”和“可比較”的量測(cè)值，所采用的方法必須盡可能“科學(xué)”，以獲得有意義且符合實(shí)際的比較。

　　

　　這就是我們?cè)趯⑦@款帶有直流變頻器和電子膨脹閥的系統(tǒng)與其他系統(tǒng)相比較時(shí)，測(cè)試其效率時(shí)試圖做的。

　　

　　在得益于Fraunhofer ISE研究所的經(jīng)驗(yàn)和支持的幫助下（該研究所獨(dú)立收集并分析了數(shù)據(jù)），以及意大利北部的一家正常營(yíng)業(yè)的便利店的幫助下，我們創(chuàng)建了一種裝配有五個(gè)由室外冷凝裝置管理的并使用R448A制冷劑的中溫冷藏柜的系統(tǒng)。

　　

　　分析的目的是比較冷凝機(jī)組和冷藏柜的四種不同技術(shù)和控制類(lèi)型的組合，分別是：

　　

　　直流變頻壓縮機(jī)+冷柜電子膨脹閥控制

　　

　　直流變頻壓縮機(jī)+冷柜熱力膨脹閥控制

　　

　　PWM壓縮機(jī)+冷柜熱力膨脹閥控制

　　

　　定頻壓縮機(jī)+冷柜熱力膨脹閥控制

　　

　　敲黑板劃重點(diǎn)2：設(shè)計(jì)專(zhuān)用的切換系統(tǒng)以客觀(guān)比較

　　

　　我們?cè)O(shè)計(jì)并制造的冷凝機(jī)組，同時(shí)裝配有三種類(lèi)型壓縮機(jī)并共用同一個(gè)冷凝器，以確保所有配置情況下通向冷藏柜的管道長(zhǎng)度都是相同的。每個(gè)冷藏柜都配有一個(gè)電子膨脹閥和一個(gè)機(jī)械閥，這兩個(gè)閥門(mén)平行安裝在同一點(diǎn)上。

　　

　　每天輪流以不同的配置運(yùn)行機(jī)組，每24小時(shí)更換一次。收集了一整年這樣運(yùn)行的數(shù)據(jù)，以確保獲取一個(gè)覆蓋全年而又廣泛的機(jī)組情況，進(jìn)而標(biāo)準(zhǔn)化便利店不同的運(yùn)營(yíng)天數(shù)以及安裝地點(diǎn)的氣候概況。這樣，就有可能客觀(guān)地衡量在不同的時(shí)間、不同的季節(jié)、不同的外部氣候條件下涌入到便利店的不同人員和貨品，因?yàn)槊糠N解決方案在全年都是循環(huán)運(yùn)用的。

　　

　　為了基于系統(tǒng)實(shí)際輸出而非簡(jiǎn)單地基于其能耗，對(duì)系統(tǒng)的冷卻能力進(jìn)行客觀(guān)的分析，在通向冷藏柜的共用液體管路上安裝了制冷劑流量計(jì)。然后計(jì)算性能系數(shù)，并將能耗作為機(jī)組隨時(shí)間變化交付的實(shí)際冷卻能力的函數(shù)進(jìn)行了衡量。

　　

　　單個(gè)解決方案是使用市場(chǎng)上現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)控制解決方案進(jìn)行管理的，以便在實(shí)際應(yīng)用中評(píng)估機(jī)組，而溫度和壓力數(shù)據(jù)則是使用比工業(yè)設(shè)備精度更高的探針來(lái)獲取的。在過(guò)去的一年中，每分鐘對(duì)數(shù)據(jù)采樣一次，以便使得可以在系統(tǒng)控制差異方面實(shí)現(xiàn)更高的靈敏度。

　　

　　敲黑板劃重點(diǎn)3：客觀(guān)測(cè)試的同時(shí)也要保證零售店的正常可靠運(yùn)行

　　

　　這些類(lèi)型的“多配置”系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中很容易管理，但是當(dāng)安裝在真實(shí)的便利店中時(shí)，還有其他的挑戰(zhàn)需要面對(duì)。這些機(jī)組已根據(jù)要求的安全和可靠性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行認(rèn)證，以便能夠在現(xiàn)場(chǎng)安裝。此外，無(wú)論測(cè)試要求如何，可靠性和冗余都需確保便利店冷藏柜的冷卻能力得到保證。為此，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了一個(gè)監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，以管理不同配置中的所有單個(gè)控制器。該系統(tǒng)管理冷凝裝置和冷藏柜所使用的解決方案的轉(zhuǎn)換，每24小時(shí)轉(zhuǎn)換一次，還執(zhí)行特定的油液回收程序以及啟動(dòng)閥門(mén)和壓縮機(jī)。此外，為了確保在便利店中實(shí)現(xiàn)最大可靠性，監(jiān)控并管理了所有與單個(gè)解決方案相關(guān)的報(bào)警。即使其中一個(gè)解決方案因報(bào)警而關(guān)機(jī)，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)切換到下一個(gè)解決方案，以保證店內(nèi)食物冷卻，同時(shí)還會(huì)向服務(wù)人員發(fā)送電子郵件和報(bào)警信息。

　　

　　敲黑板劃重點(diǎn)4：結(jié)論顯而易見(jiàn)，不止節(jié)能，更提供極致存儲(chǔ)環(huán)境

如果你現(xiàn)在正在好奇所有這些工作的結(jié)論是什么，這里可以告訴你：采用帶有直流變頻壓縮機(jī)和電子膨脹閥的解決方案，在效率方面可比其他解決方案高出20%以上。連續(xù)調(diào)節(jié)使得系統(tǒng)可以在較高蒸發(fā)溫度下運(yùn)行，只要提供有效需要的冷量即可，沒(méi)有會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定的無(wú)效做工或開(kāi)/關(guān)循環(huán)。這也意味著能實(shí)現(xiàn)對(duì)冷藏柜（以及產(chǎn)品）的最佳溫度控制，使得設(shè)定點(diǎn)周?chē)_(dá)到非常穩(wěn)定的溫度（平均為±0.3°C）。

冷藏柜內(nèi)溫度分布（兩次除霜周期間隔6小時(shí)），圖中可見(jiàn)，使用CAREL的HECU解決方案可以讓溫度的分布控制在非常窄的一個(gè)區(qū)間中。

　　

　　在這個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用一種盡可能科學(xué)的方法絕非易事。為了使比較盡可能的有意義和趨于實(shí)際，需要進(jìn)行大量的工作，制定大量的預(yù)防措施來(lái)調(diào)節(jié)運(yùn)行條件和盡量減少所考慮的假設(shè)。僅僅根據(jù)每月的“電費(fèi)單”對(duì)位于氣候特征迥異地方的不同超市或顧客人數(shù)迥異的不同超市進(jìn)行簡(jiǎn)單比較，缺乏了一些客觀(guān)科學(xué)比較的意味。

　　

　　這是一項(xiàng)復(fù)雜而富有挑戰(zhàn)性的工作，該工作讓我們有機(jī)會(huì)學(xué)到了更多有關(guān)機(jī)組構(gòu)造，在現(xiàn)場(chǎng)安裝該類(lèi)機(jī)組所需滿(mǎn)足的認(rèn)證規(guī)范，數(shù)據(jù)采集和分析相關(guān)知識(shí)等。此外，由于這段經(jīng)歷，還讓我們更深入地了解了真實(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)，并了解了在真實(shí)商店中運(yùn)行食品制冷系統(tǒng)的所有可變情況以及不可預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題。