模块化UPS系统精密空调系统解决方案共26页.docx

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模块化UPS系统精密空调系统解决方案共26页

模块化UPS系统

精密空调系统

解决方案

施耐德电气信息技术（中国）××公司

机房基础设施解决方案

第1章UPS配电系统

一、UPS方案选择

UPS电源系统是整个数据中心的核心，必须考虑UPS系统的冗余性和未来的扩容，因此需要采用冗余结构。

UPS电源采用模块化、热插拔、功率模块冗余并联的设计方式，按32KW负载配一套60分钟电池。

当一个甚至多个功率模块故障时，还能支持负载并提供延时。

根据技术要求，UPS系统为32KW后备1小时，本方案选用一套国际知名品牌施耐德电气旗下的APCSYPXUPS供配电系统。

UPS主机和电池柜均采用标准化机柜设计，减少占地面积。

模块化、热插拔结构的UPS完全按照IT设备的思路和结构设计，功率模块冗余并联输出，控制部分采用冗余的两套热插拔控制模块、两套逻辑低压电源模块冗余设计，可用性高。

另外由于模块化热插拔结构可以非常方便的在线增减各种模块，提高输出功率或维修，因此在可用性、可维护性、扩容性方面具有传统1+1并联不可比拟的优点。

因此我们选用APC公司2019年推出的新型SymmetraPX48KVA系列电源，每个功率模块的功率为16KVA/16KW。

根据要求，功率定为32KW冗余输出。

即安装2个功率模块，实现1+1冗余输出，为IT设备提供最高的供电可用性。

如果实际负载增加，可以增加功率模块，将系统容量扩充至48KW，及保障系统的安全冗余，同时避免初期投入过大容量造成的低效和浪费。

二、UPS系统结构图

根据要求，设计如下，共计3个柜体，一台UPS主机柜（含UPS输入输出精密配电）,两台电池柜。

电池柜可以选择模块化电池柜，也可以选择普通本地化电池柜，本处因后备延时较长采用一组100AH电池普通标准机柜电池柜。

UPS供配电系统原理图如下：

UPS供配电系统平面布置图如下：

三、配置清单

UPS系统配置清单如下：

系统

产品

型号

描述

数量

32K模块化UPS系统,N+1冗余，可扩展到48KW，带精密智能输出配电（数量可选）

32K模块化UPS主机及精密配电

SY16K48H-PD

42U服务器机柜外观，可安装3个16KVA/KW功率模块。

标配输入配电开关、输出开关、维修旁路开关，可热插拔的输出配电模块，网络管理卡。

1

服务

安装开机和现场一年保修

1

UPS配套附件

冗余功率模块

SYPM10K16H

热插拔功率模块，16KW

1

精密配电模块

PDM1316IEC-3P

输出精密配电模块，热插拔

3

短信适配卡

XP324

劲源信，不带控制功能

1

60分钟普通本地化电池系统

电池系统

ISXBP-160A

内置32只100AH电池，专用电池开关，防漏液胶垫等。

2

四、UPS方案特点：

∙UPS主机为模块化、热插拔结构、模块冗余并联输出

∙可用性高。

控制模块、控制低压电源模块均为两块冗余配备，功率模块冗余并联输出，实际形成1+1冗余。

∙可维护性高。

全模块化热插拔设计，包括功率模块、控制模块、控制低压电源模块、通讯模块、显示模块、静态旁路模块、电池监控模块、外部维修旁路设计，均使得该系统维修时间缩短，维修难度降低。

∙适应性好。

该产品输入参数为功率因数0.99，输入谐波<6%，输出功率KVA=KW，实际功率大，满足新型IT负载和发电机的要求。

∙可扩容性好。

如果今后负载增加，可以再插入功率模块，最高形成48KWN+X冗余。

∙可管理性好。

该产品标配多种通讯和管理卡，232，RJ45，继电器接口，EPO，功能强大。

∙柜体为黑色，19英寸机架式外观。

与服务器机柜外观一致，可直接放在机房里面，和负载机柜并排安放。

减少中间环节，提高系统可用性。

降低其他配套系统的投资,缩短安装施工时间。

∙采用外部维修旁路开关，提供真正意义上的不间断供电。

∙占地面积小。

只有3个机柜柜柜体。

∙只操作一套系统，操作简单，降低误操作的可能性，提高可用性。

五、SYPX48K系列模块化UPS

技术要点

1、UPS不间断电源部分

随着高技术的发展，随着计算机网络和通讯设备和用户的应用的可用性要求提高，用户已经对UPS供配电系统提出了更高的要求，如：

1）要求供配电系统（输入配电、UPS、电池、输出配电）提供整体可用性，而不只是考虑UPS主机的可用性。

2）要求能根据负载的变化方便的对供配电系统进行扩容，包括输出功率、后备时间、配电回路等。

3）要求快速简单的对系统进行维护和维修，而不会中断供电。

4）要求供配电系统具有冗余能力，提供更高的可用性。

5）要求该冗余供配电系统操作简单，网络监控管理报警等功能强大。

6）要求占地面积、承重等要求低，更大程度的符合不同类型机房的要求。

7）要求使用寿命长，在整个寿命周期中的整体成本低。

根据上述用户的新的要求，APC公司从2019年起开始对机房供配电系统等基础设施进行仔细的研究，收集用户的真实需求，终于在2019年全球首先推出模块化结构的、可热插拔更换的、冗余并联的、UPS、电池、配电、监控管理一体化的新型的供配电系统解决方案。

英飞ISX48KW产品就是APC机房基础设施集成供配电系统解决方案之一。

该系统为All-In-One，即在一个42U标准机柜里面包含了UPS、电池、输出配电盘、监控管理等系统，是一款非常先进的中功率不间断供配电系统。

该系统完全按照IT设备的思路，采用模块化、热插拔结构，可在线快速扩容和更换维修，并且在多个地方采用冗余设计，如多个功率模块冗余并联，多个电池模块冗余并联、2个控制模块、2个低压控制用电源模块、多个通讯接口等。

并且首次将输出配电部分和UPS主机、电池组安装在一个柜体里面，实现了供配电系统的整体高可用性。

APC48KVAAll-In-OneUPS结构示意图：

APC48KVAAll-In-OneUPS在一个标准的42U服务器机柜中集成有：

6个3路电源分配模块、2个冗余智能控制模块、3个16KW功率模块、UPS系统维修旁路、静态旁路模块、4组电池模块。

由于整个UPS系统均采用模块化、热插拔设计，则单台UPS容量最多可支持到32KVAN+1，把一个模块作为整个系统的备份。

用户的电池后备时间为1小时，则需要配置65AH电池组。

APC模块一体化UPS为用户带来的优势：

优化投资

由于IDC机房的特殊性，负载的增加并不一定会完全按照用户的预计来增加，经常会发现，用户按照预计先购买了很大功率的UPS供电系统，运行几年后负载量才15-30%，造成资金的大量占用和浪费。

对于CEO来讲，如果能随意按照负载的增加而采购UPS电源，是他追求的目标。

而InfraStruXure完全能作到这一点。

加快装配速度

由于InfraStruXure系统是根据用户的实际情况，在APC的工厂内量身订制，且都采用模块化热插拔的结构。

产品运到现场以后，无需复杂的安装过程，只需要将模块插入相应的插槽内，从而可以大大加快在用户现场的装配速度，减少施工时间。

对于以后负载的扩容非常方便。

适应不断变化的需求

技术革新通常每隔1.5到3（行业平均值）年就发生一次。

随着业务的不断发展，机房环境会发生一些变化或调整，电力基础设施和物理基础设施都必需适应并满足这些要求。

更换机柜上的设备会导致诸多问题，如：

重量密度不同、安装要求不同（如：

Dell公司的服务器不适宜安装在Compaq机柜上）、单电源设备与双电源设备不匹配、交流设备与直流设备不匹配等等。

例如，双电源服务器不容易得到为单电源服务器设计的基础设施的支持，反之亦然。

InfraStruXure完全可以适应这些变化。

提供预测性故障分析

预测性故障分析过去一直是数据中心电源系统难于实现的。

客户一直依赖于劳动力密集的预防维护操作、红外线探测等作为他们检查核实潜在问题的方法。

InfraStruXure电源系统具备足够的智能，能够在故障实际发生前发现这些故障，并提供相应的告警信息，从而避免大故障的发生，提高了系统的可靠性。

降低平均恢复时间（MTTR）

使用传统UPS有任何问题时，必需等待技术人员到现场诊断故障、确定是否必需更换备件。

如果需要更换备件，那么必须确定备件的位置。

如果需要把备件装运到现场，技术人员可能还需返回公司。

在传统系统中，通常有3种等级的备件，客户要储备这些备件就需要极大的代价。

InfraStruXure采用模块化热插拔结构，结合其先进的智能容错技术，可以大大降低UPS的维修时间，提高系统的可用性。

APC48KVAAll-In-OneUPS的主要特性：

v实现从16kW到48kW（32kWN+1）热升级

v电源、电池和电源分配集成在一个柜体中

v高功率密度（kW/sq.m）

vPatentedMOSFET/IGBTInverter–效率95%

v双变换

v集中的管理显示

v集成的模块化电源分配

v可热升级的电源、电源分配&运行时间

v热更换的内部旁路静态开关

v1.0输出功率因数（kW=kVA）

v双路进线

v无需后部访问

v延长的电池寿命（5–8年）&运行时间

v与数据中心风格完美融合

APC48KVAAll-In-OneUPS技术参数：

常用

旁路连接：

5wire（3PH+N+G）

旁路电压容限：

+/-10%可设置为+/-4/6/8/10%

最大旁路输入电流：

80A

旁路保护设备：

80A

输出

输出功率容量：

48 kW/ 48kVA

最大可配置功率：

48 kW/ 48kVA

额定输出电压：

230V,400V3PH

输出电压可调范围：

可设置为380:

400or415V3相

满负载效率：

95.00%

输出电压失真：

小于2%

输出频率（与主频率同步）：

50/60Hz+/-3Hzuseradjustable+/-0.1

波峰因数：

无限制

波形类型：

正弦波

输出连接：

（1）HardWire5-wire（3PH+N+G）

输出电压容差：

+/-1%静态和+/-5%at100%阶跃

输出电压THD：

<2%从0to100%线性负载及<6%满载

过载工作：

10分钟@125%及60秒@150%

半负载效率：

95%

所需的输出电流保护：

100A

旁路：

内置静态旁路

输入

额定输入电压：

400V3PH

输入频率：

40-70Hz

输入端子类型：

HardWire5-wire（3PH+N+G）

工作电压范围：

340-477V

其他输入电压：

380,400,415

最大输入电流：

98A

输入断路器容量：

100A

输入总谐波失真：

满载时小于5%

电池与运行时间

额定电池电压：

+/-192V

电池电压放电结束：

+/-154V

DC过流保护：

1008A

最大可用短路电流：

4 kA

电池工作效率：

94%

放电结束时最大电池电流：

165

能量使用/效率

Efficiency:

65%

Load:

0.02

Efficiency:

73%

Load:

0.03

Efficiency:

78%

Load:

0.04

Efficiency:

82%

Load:

0.05

Efficiency:

84%

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0.06

Efficiency:

86%

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0.07

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87%

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0.08

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88%

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89%

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0.1

Efficiency:

90%

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Efficiency:

91%

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0.12

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91%

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92%

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0.14

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92%

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0.15

Efficiency:

92%

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0.16

Efficiency:

93%

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0.17

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93%

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93%

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0.19

Efficiency:

93%

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0.2

Efficiency:

94%

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0.21

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94%

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94%

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Efficiency:

94%

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94%

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94%

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94%

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95%

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0.28

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95%

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0.3

Efficiency:

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0.31

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0.32

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95%

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0.39

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95%

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0.4

Efficiency:

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0.41

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0.42

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0.49

Efficiency:

95%

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0.5

Efficiency:

95%

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0.51

Efficiency:

95%

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0.52

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0.53

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0.54

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0.55

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0.56

Efficiency:

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0.57

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0.58

Efficiency:

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0.59

Efficiency:

95%

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0.6

Efficiency:

95%

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0.61

Efficiency:

95%

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0.62

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95%

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0.63

Efficiency:

95%

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0.64

Efficiency:

95%

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0.65

Efficiency:

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0.66

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0.67

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95%

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0.68

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95%

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0.69

Efficiency:

95%

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0.7

Efficiency:

95%

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0.71

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95%

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0.73

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95%

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0.74

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0.75

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95%

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0.76

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95%

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Efficiency:

95%

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0.78

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95%

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0.79

Efficiency:

95%

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0.8

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95%

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0.81

Efficiency:

95%

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0.82

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95%

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0.83

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95%

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0.84

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95%

Load:

0.85

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95%

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0.86

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95%

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0.9

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0.93

Efficiency:

95%

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0.94

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95%

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0.95

Efficiency:

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0.96

Efficiency:

95%

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0.97

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95%

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0.98

Efficiency:

95%

Load:

0.99

Efficiency:

95%

Load:

1

通讯与管理

可用的智能插槽数量：

2

控制面板：

多功能液晶显示器状态管理控制台。

有声报警：

电池供电报警，低电报警

紧急关断：

标配

物理指标

高：

1991.00 mm

宽：

600.00 mm

深：

1070.00 mm

设备安装有效高度：

42U

净重：

796.00 KG

颜色：

黑色

环境

工作环境：

0-40 °C

工作相对湿度：

0-95%

操作高度：

0-999.9米

存储温度：

-15-40 °C

存储相对湿度：

0-95%

存储高度：

0-15000米

听觉噪音距设备表面1m处：

61.00 dBA

在线运行发散热量：

7719.00 BTU/hr

保护等级：

NEMA1

相符性

管理机构认证：

EN50091-1,EN/IEC62040-3,EN/IEC62040-1-1,FCC15部分A级,VFI-SS-111

精密空调系统配置方案及报价

设备名称

规格型号

单位

数量

备注

精密空调

SDA0501

台

1

含室内机、室外机

安装费

套

1

含铜管、氟利昂、保温等

说明：

安装费包括15米管道。

精密空调技术特性：

技术特性

Ÿ下送风，上回风

Ÿ风冷型机组，总冷量15.4KW，显冷量15.4KW

Ÿ后曲叶片式离心风机，直接驱动，额定风量4700m3/h，额定静压383Pa

Ÿ采用涡旋式压缩机

ŸEU4-5空气过滤器

Ÿ3级电加热器，

Ÿ电极式加湿器，

宽度深度高度：

8504501740mm，净重185Kg

2.4精密空调产品介绍

1、施耐德机房精密空调的产品系列

复杂的电子系统，如数据处理、电讯、自控和分析系统，需要性能远远超过传统舒适型空调系统的专业空调设备的支持。

室内参数必须时刻控制在额定范围之内，并且任何时刻都不得中断。

所有Schneider精密空调机组都具备结构紧凑、模块化设计的特点，并为了适应不同设备的要求，机组内设计了大量的微处理器控制系统。

机组因此可以方便地调节以满足不同的运行参数、性能指标以及热负荷分布的要求。

Schneider空调机组的独到设计可保证重要电子系统在变化迅速的环境中长时间无故障运行，这在空间使用费用高昂的地方尤为可贵。

精密持续地环境调控，稳定地运转，高效节能，制冷温度准确以及可模块式叠加。

并且机组具有噪音值相当低的特点。

本公司产品品质高尚，且具备一些自研且专有的特性机房专用精密空调系统，本系统根据科学计算，并且经过不断的改进设计和精密加工，符合最新环保要求的现代化产品。

多种不同的机种，供应不同的用户需求。

其中雷纳多Leonardo和阿米哥AMICO系列产品由5.2KW至135KW，其特性为：

a.室内机组采用吸音夹层，达到低噪音的环保要求。

b.全系列采用最新环保型冷媒，并选用可适应多制式冷媒压缩机。

c.采用高品质原器件，设备寿命长稳定度高维修量极小。

d.机组结构合理并且紧凑，占地面积小。

e.采用特殊铝合金加热片可防止产生辐射性气体。

f.前开门维修方式，维修容易并将对运行的干扰减至最小。

g.功能完整的通信接口，可供遥控遥测等需求。

h.多种不同的机种，供应不同的用户需求。

i.其独特的可调速室内风机，使机组的显热比与实际环境热负荷分配更加匹配。

从而达到最佳的节能效果。

j.采用柔性涡旋式压缩机，效能高，运动部件少，延长机组寿命，无液击现象。

k.占地面积小，噪音