製冷快報 - 威廉瑪麗學院素有美國第二古老的大學之稱，但其卻擁有美國最「老」的建築——克里斯多福·雷恩爵士樓，它始建於1695年，比附近的威廉斯堡，VA（美國）建成得還要早。時光荏苒，回望20世紀60年代，當時為了接收「人口生育高峰」形成的學生群體，學院不斷擴張。耶茨堂就是在這個時期建成的。耶茨堂地上有三層，共有10個大廳，地下一層是可以容納266個新生居住的學生宿舍。而今，這些宿舍仍可用於解決學生夏令營活動時的住宿問題，但要求學院必須解決一個老問題 ——溼度。
「夏天的溼度問題一直是困擾威廉斯堡最大的問題，」威廉瑪麗學院設施管理部門的器械項目經理馬克·鮑爾曼說，「我們地處詹姆斯河和約克河之間，與切薩皮克灣只有幾英裡，在耶茨堂運行現有的冷凍水風機盤管機組根本無法處理如此高的溼度。實際上，天花板上早已開始出現凝露水和黴菌問題。」為了解決溼度問題，鮑爾曼想尋找一種解決方案，能夠在夏天和溼度高於人體舒適程度的時期提供100%全室外新風的空氣處理系統。
「我們打算在這個名為X-DRY的空調系統解決方案中採用兩臺組合式DX屋頂機組，其中使用丹佛斯VSH變頻壓縮機」 Annexair的銷售總監安東尼·帕魯茨說道，「通常其它的組合式機組使用的是定速壓縮機。它們是通過增加冷卻時 間的方法來去除送風中的水分含量。但是，這種設計易導致空氣過冷。」
為了解決那個問題，採用一個溼度調節器控制一個三通閥的方式來將高溫製冷劑旁通至放置於冷卻盤管後的回熱器中，回熱器會將送風溫度提高到期望的幹球溫度。但是，定速壓縮機在循環反覆的開關機的同時，高溫氣體還要旁通至回熱器，這樣的設計是非常低效的。相比較而言，在這個X-DRY系統的設計中，則使用了VSH變速壓縮機和一個被稱為高溫氣體回熱的調節程序。
VSH壓縮機和高溫氣體回熱調節程序相結合的X-DRY系統
「眾所周知，100%全新風空氣處理系統使用熱氣回熱方式的運行費用是很高的，」帕魯茨評論道，「但是，如果使用X-DRY系統，我們使用氣體回熱閥來控制高溫製冷劑，把系統所需要的部分製冷劑旁通至回熱盤管中。我們同時會利用變速冷凝器風扇來控制製冷劑迴路中的冷凝壓力。最終，我們會充分發揮丹佛斯VSH壓縮機速度控制的卓越優勢來提供所需的冷量。」
Annexair提供了兩臺X-DRY組合式屋頂空氣處理機組（MAU）。MAU 1號使用了兩臺23冷噸的VSH壓縮機，它的冷卻能力最大為46冷噸，風量的最大值為5000立方英尺每分鐘（CFM）； MAU 2號使用了4臺23冷噸的壓縮機，能夠提供84冷噸的冷量和10000立方英尺每分鐘（CFM）的風量。此機組只有在室外溫度高於13℃（55F）時才會運行，提供幹球溫度為21℃（70F）和露點溫度為10℃（50F）的空氣。幹空氣從兩個組合式空氣處理機組中流通到位於每層大廳的兩個風箱中。在周圍環境溫度低於13℃（55F）時，系統會自動恢復到現有的風機盤管機組的模式來運行，進行供暖。
VSH壓縮機能夠實現系統整合
「我們為R-410A製冷劑的 X-DRY空調系統選用VSH系列壓縮機，主要是因為它們是專門為空調和熱泵而設計的變頻渦旋壓縮機，」帕魯茨說道，「它們作為集所有特點於一身的集成組件而橫空出世，能夠完美地與我們的系統整合在一起。」
在電子方面，該組件包含了幾乎能夠消除所有諧波失真現象的諧波過濾器。更高的電機功率因數（超過0.9）避免相關能源懲罰條例。而且，一項已獲得專利的油噴射系統保證了渦盤和軸承能夠在所有壓縮速度下得到最佳的潤滑，這一點在低轉速運行時尤其重要。
帕魯茨還說道：「VSH壓縮機能夠將其頻率由90HZ降到30HZ，被稱為『降頻』的變速能力是降低能量損耗的關鍵。」降頻可以由比率來表示，例如90~30HZ可認為是3：1的高低冷量比。也就是說，一個VSH壓縮機以90HZ的最大運轉速度單獨運作可以提供23冷噸的冷量，同時可以在30HZ的最小運轉速度工作時，提供7冷噸的冷量。
具備12:1高低冷量比的系統新特點
但是，在使用2臺23冷噸的壓縮機時，Annexair MAU-1單元的容量範圍和高低冷量比也會成倍增加，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23冷噸的壓縮機，MAU-2單元可以通過12：1的高低冷量比從84冷噸變化到7冷噸。
由於壓縮機在大約90%的運行時間都是處於部分負荷的運行狀態，所以製冷系統會減小壓縮機的轉速來匹配低冷量需求。因此，變頻壓縮機可以在+0.2°F/+0.1°C的設定值變化範圍內運行。但是，相對變頻壓縮機來說，定速壓縮機卻得保證在全速運行的同時，還要使用開/關按鍵來控制循環或者其它降低冷量的方法，而這些方法都會導致能量的浪費。
帕魯茨估計，在不忽略外界條件的情況下，X-DRY系統比傳統的定速系統在能效上能夠提高了15%到30%。更高的高低冷量比有助於滿足項目的第一大目標——除溼。「一個壓縮機可以減小排氣量，就相當於增大了冷卻盤管的熱力學尺寸，」帕魯茨解釋說，「空氣從更多的盤管表面上流過，就表示更多的水分會從空氣中去除。」
軟啟動和低噪音增色不少
此外，還有一些其他它的優勢。帕魯茨說：「當啟動壓縮機時，VSH變頻器提供了電機的軟啟動，避免了啟動時大電流瞬時衝擊電動機線圈，從而延長電動機的使用壽命。」 其次，電機啟動時峰值負荷的消除和總能耗的減小，使得用電負荷也減小了，從而耶茨堂就不需要換用新電線來承受附加電流了。再次，噪音的減少是另外的一個好處。夜晚時，系統在宿舍區安靜地運行是尤為重要的。尤其在負荷小的晚上，VSH壓縮機是在最低速的狀態下工作的，顯而易見，此時噪音也是最小的。
「X-DRY空調系統不僅達到而且還遠遠超過了我們的需求，」鮑爾曼說，「X-DRY空調系統就是按照空氣幹球溫度在35~13℃（95~55 F）和溼球溫度在25~12℃（78~53 F）的範圍內變化時，就要開始輸送幹空氣的要求來設計的。這個空調系統的應用範圍非常寬廣。我們發現Annexair單元確實能夠成功地達到：有效提供組合幹空氣、運行穩定和噪音小的標準。」