全球变暖和臭氧耗减是环境保护面临的严重问题，HVAC工业在限制这种环境破坏方面的任务颇具挑战性。对于空调业而言，系统效率十分重要，因为它决定了制冷或制热所需消耗的能量的数量。许多国家正在制定最低能耗标准，以确保该行业继续致力于开发更有效的整机系统和降低能量消耗。全球消费者购买力的提高也导致了对开发优质空调系统的更大需求，优质空调系统可以提供比常规定容量系统更高的舒适度。和经济、环境相关的这一要求使得开发可变容量的空调系统成为越来越强的趋势。可变容量空调系统具有独特的优点——它有较高的季节能效比，能将温室控制在更小的波动范围内，这样就确保了用户更高的舒适度。
迄今为止用于调节容量的压缩机技术包括由变频器驱动的可变速压缩机、带旁路（热气和液体）的多级压缩机、双速压缩机和二级容量控制压缩机。在本文中，我们将述及一种实现容量调节的新概念，这是谷轮公司经多年研究后开发的新技术。谷轮数码涡旋TM技术这一新技术是独特、简易和极其可靠的，具有促成市场发生根本变化的潜力。

数码涡旋技术
该技术的长处在于其固有的简易性。常规的谷轮涡旋技术有一独特的性能称为“轴向柔性”。这一性能使固定的涡旋盘沿轴向可以有很少量的移动，确保用最佳力使固定涡旋盘和动涡旋盘始终共同加载。在各操作条件下将这两个涡旋盘集合在一起的这一最佳力确保了谷轮涡旋技术的高效率。数码涡旋运行基于这一原理。借助图1可说明数码涡旋技术的机械硬件。

图1 数码涡旋压缩机

一活塞安装于顶部固定涡旋盘处，确保活塞上移时顶部涡旋盘也上移。在活塞的顶部有一调节室，通过0.6mm直径的排气孔和排气压力相连通。一外接电磁阀连接调节室和吸气压力，一弹簧力确保两个涡旋盘共同加载。电磁阀通电时，调节室内的排气被释放至低压吸气管。这导致活塞上移，顶部涡旋盘也随之上移。该动作分隔开两涡旋盘，导致无制冷剂质流量通过涡旋盘。外接电磁阀断电再次使压缩机满载，恢复压缩操作。应指出的是：顶部涡旋盘的可移动的幅度很小——仅1.0mm，因而从高端释放至低端的高压气体的量也较小。
数码涡旋操作分两个阶段——“负载状态”，此时电磁阀常闭；“卸载状态”，此时电磁阀打开。负载状态中，压缩机象常规涡旋压缩机一样工作，传递全部容量和制冷剂质流量。然而，卸载状态中，无容量和制冷剂质流量通过压缩机。数码涡旋的两个状态如图2种所示。

图2 数码涡旋调节机制

在此阶段，让我们介绍一下“周期时间”的概念。一个周期时间包括“负载状态”时间和“卸载状态”时间。这两个时间阶段的组合决定压缩机的容量调节。例如：在20秒周期时间内，若负载状态时间为10秒，卸载状态时间为10秒，压缩机调节量为（10秒x100%+10秒x0%）/20=50%（图3）。若在相同的周期时间内负载状态时间为15秒而卸载状态时间为5秒，则压缩机调节量为75%。容量为负载状态和卸载状态时间平均的总和。通过改变负载状态时间和卸载状态时间，可用压缩机产生任何容量（10%-100%）。

图3 周期时间概念

压力轨迹
由于涡旋盘的加载和卸载，任何周期内吸气和排气压力会发生波动。负载状态中，吸气压力开始下降而排气压力开始增大。在卸载周期内，吸气压力开始增大而排气压力开始下降（图4）。图4显示12秒周期时间和50%调节量，即6秒负载和6秒卸载时的吸气和排气压力。为保持制冷剂质流量和至蒸发器的液流，经试验确定在系统中安装储液筒式有效的。例如：推荐选用一个5升储液筒用于6HP装置。压力的这一波动对铜管、阀等系统各部件的可靠性无影响。

图4

功率消耗
负载状态中压缩机消耗全部负载功率。但在卸载状态中，电机运行功耗很小，约为满载功率的10%。功耗的波动对测量是一个挑战。理想的功率测量仪表是一段时间内的总功率可累积的仪表。卸载状态中的这一低功耗确保了数码涡旋技术的高效率。

周期时间
周期时间是数码涡旋运行中的一个重要参数。可用不同的周期时间获得相同的容量。例如：用7.5秒负载时间和7.5秒卸载时间组合得到50%容量。同样，也可以用15秒负载时间和15秒卸载时间组合得到50%容量（图3）。谷轮公司已根据经验为各容量调节确定了理想的周期时间。“周期时间”和“容量调节比例”成反比，容量调节比例越低，周期时间应越长（图5）。在各理想的周期时间内系统能量效率最大。

图5 周期时间