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【專題】磁懸浮制冷壓縮機： 讓中央空調步入高能效、低運行時代
2019-09-21 09:10
隨著電子技術、控制工程、信號處理元器件、電磁理論及新型電磁材料的發展和轉子動力學的進展，近年來磁懸浮技術得到了長足的發展。磁懸浮是利用磁性“同性相斥，異性相吸”的原理，在軸承的轉子和定子間加上相應的電磁場，通過控制電磁場，使之處于相對“懸浮”狀態。 磁懸浮系統，它是由轉子、傳感器、控制器和執行器4部分組成，其中執行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。磁懸浮軸承是一種利用磁場，使轉子懸浮起來，從而在旋轉時不會產生機械接觸，不會產生機械磨擦，不再需要機械軸承以及機械軸承所必需的潤滑系統。在制冷壓縮機中使用磁懸浮軸承，所有因為潤滑油而帶來的煩惱就不再存在了。磁懸浮制冷壓縮機正是應用了磁懸浮軸承技術。
在2015年兩會“加大節能減排力度”的呼聲下，磁懸浮制冷技術對于建設節約型社會的意義十分明顯。磁懸浮技術打破了一直以來國外品牌對于中央空調冷水機組高效節能技術的壟斷，使我國在冷水機組節能領域取得了革命性的突破，標志著我國中央空調即將樹立由中國制造到中國智造的里程碑，未來10年的中央空調產業，也必將屬于磁懸浮時代。
一、磁懸浮制冷壓縮機原理：
隨著電子技術、控制工程、信號處理元器件、電磁理論及新型電磁材料的發展和轉子動力學的進展，近年來磁懸浮技術得到了長足的發展。磁懸浮是利用磁性“同性相斥，異性相吸”的原理，在軸承的轉子和定子間加上相應的電磁場，通過控制電磁場，使之處于相對“懸浮”狀態。
磁懸浮系統，它是由轉子、傳感器、控制器和執行器4部分組成，其中執行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。磁懸浮軸承是一種利用磁場，使轉子懸浮起來，從而在旋轉時不會產生機械接觸，不會產生機械磨擦，不再需要機械軸承以及機械軸承所必需的潤滑系統。在制冷壓縮機中使用磁懸浮軸承，所有因為潤滑油而帶來的煩惱就不再存在了。磁懸浮制冷壓縮機正是應用了磁懸浮軸承技術。
二、磁懸浮壓縮機主要組成部分
磁懸浮壓縮機主要組成部分由鋁合金精密鑄造的壓縮機機體、兩級壓縮的離心葉輪、永磁體材料制成的一體化電動機轉子和驅動軸、永磁同步電動機、電磁軸承、可調節的進口導流葉片、AC／DC電源轉換系統、電磁軸承控制系統和軟啟動控制系統等。
磁懸浮變頻離心機通過高溫高壓氟里昂從空調壓機排出，進入冷凝器，向銅管冷卻水釋放熱量，冷凝為中溫高壓氟里昂液體，然后經過節流閥降壓為低溫低壓液體進入蒸發器，在蒸發器殼體內從流經銅管的冷凍水中吸收熱量，氣化為低溫低壓氣體后吸入壓縮機，在壓縮機內經過二次壓縮為高溫高壓氣體排出，通過這種循環，z*終達到降溫的目的。
三、磁懸浮制冷壓縮機的特點
1、運行效率高：尤其在部分負荷工況下壓縮機比其它品牌同種型號的節能48%。這種特別的性能通過基于網絡的監控和診斷系統，可實現對其現場或遠程監控。
2、無需潤滑油,維護費用比含油壓縮機低50%：無油化是在工業中經過幾十年奮斗才得以實現。無油化設計不僅排除了由于油污染而減少效率的可能性，同時也消除了油管理配件：油熱器，油泵，油分離器，油濾器等。
3、超輕的機身設計：一個120冷噸的壓縮機僅重295磅，相當于一些傳統機器重量的1/5。
4、超靜的運營過程：運行時的聲音小于70分貝，壓縮機是那樣的靜以至于如果在典型設備背景躁音下，你根本聽不出它在運行。
5、重新定義的軟啟動：壓縮機重新定義了軟啟動，只需2安培的啟動電流，而傳統的壓縮機需要500~600安。
四、傳統制冷壓縮機和磁懸浮制冷壓縮機比較
1、原理方面
傳統的制冷壓縮機，機械軸承是必須的部件，并且要有潤滑油循環系統來保證機械軸承工作。
磁懸浮制冷壓縮機，是一種利用磁場，使轉子懸浮于空中，在旋轉時不會產生機械接觸和機械摩擦，因此磁懸浮軸承不再需要機械軸承以及機械軸承所必須的潤滑系統。
2、冷卻系統的冗余功能方面;
冷卻系統的冗余功能是非常重要的，但往往由于空間范圍及成本的限制，傳統制冷壓縮機無法在一臺機器內安裝多臺壓縮機實現冷卻系統冗余功能。
磁懸浮制冷壓縮機積使得多個磁懸浮壓縮機可安裝在一個共同的機組內，實現冗余功能。如果單臺壓縮機出現故障，其他壓縮機仍然可以正常運行制冷。
3、運行效率方面：
傳統制冷壓縮機制冷量至少需要500—600Ａ的啟動電流。
磁懸浮制冷壓縮機比傳統式壓縮機運行效率高30％。自控系統中的自適應控制邏輯允許一臺450噸的冷水機組提供冷量z*低達到0.33千瓦／噸，冷卻時間長達40—50ｈ。這種超強的自適應控制邏輯可滿足全天的制冷需求，不需要專門設置。
五、磁懸浮中央空調的發展史
磁懸浮離心式制冷壓縮機從z*初的研究到現在，已經有18年的時間。目前，磁懸浮制冷壓縮機已經開始大批量的投入到實際應用中。
磁懸浮制冷壓縮機z*早是在1993年在澳大利亞墨爾本開始研究的，領導這項技術研究的就是發明了M ULTISTACK模塊化冷水機組的RON CONRY先生。
從1993年，磁懸浮壓縮機隨著研究的進程，技術不斷進化發展，項目本身也歷經了很多變化，z*早在澳大利亞墨爾本作為MULTISTACK的一個部分，后來獲得加拿大魁北克政府的資助，整個項目遷移到加拿大蒙特利爾繼續進行；
再到后來，磁懸浮壓縮機的技術已經基本成熟時，DANFOSS以合資的形式加入進來，并z*終演變為DANFOSS．TURBOCOR公司，開始磁懸浮壓縮機的規模化生產制造。
DANFOSS合資后，反過來也促進了磁懸浮壓縮機技術和產品品種的進一步提升，從z*初單一規格的壓縮機，已經發展到了可以分別應用于水冷型冷水機組和風冷型冷水機組的多種規格的壓縮機系列。
中國的磁懸浮中央空調發展概況
在國內中央空調領域，海爾z*早研發出磁懸浮中央空調的企業。當前，海爾已經成功的實現了磁懸浮中央空調的產品系列化，成為中國和世界磁懸浮中央空調的領軍人物。
2003年：q*s*臺磁懸浮壓縮機誕生
2006年：中國第一臺磁懸浮中央空調在海爾誕生
事實上，國內外廠家對于磁懸浮機組相關技術的研究已逐漸成熟，如外資企業麥克維爾、丹佛斯等，國內企業海爾、美的、格力等也該領域不斷努力，在技術上也取得了突破，推動了整個行業的技術升級。
六、磁懸浮中央空調未來的發展空間
磁懸浮制冷壓縮機的橫空出世，不僅為q*暖通空調行業提供了一種嶄新的技術應用方式，同時作為中央空調技術z*前沿、節能效率z*高的產品應用，它顛覆了美系4大品牌在國內市場上和技術上的壟斷，使得以海爾為代表的民族企業在不可逆轉的“中國智造”大潮中脫穎而出，成為磁懸浮中央空調技術的佼佼者。在海爾的積極推動下，國內中央空調的產業格局和市場格局發生了一場巨變。
隨著以海爾磁懸浮中央空調為s*的國內品牌穩步崛起，我國美系4大品牌的市場壟斷格局被打破，行業進入的技術門檻也進一步提高，歐美系品牌總體占有率呈現小幅下滑的趨勢，但短期內對峙的格局不會改變。
與此同時，中央空調的產業結構也得到了進一步的調整，我國中央空調企業目前在多聯機、模塊機、螺桿機、離心機方面都取得了快速突破，整體行業技術門檻提高，相當一部分企業將會被淘汰出局，品牌集中度將進一步提高。
目前，節能環保成為空調行業不可逆轉的發展趨勢，據了解，通過磁懸浮離心機的技術海爾磁懸浮中央空調創造了26的行業z*高能效比，而在節能方面，根據監測顯示，相比傳統產品海爾磁懸浮中央空調的節能系數高達50%。一份數據顯示：目前我國辦公樓和商業地產面積大概在12億平方米，按此計算，如果全部使用磁懸浮空調，一年可節省制冷消耗用電322億度，相當于1/3個三峽發電站年發電量，也相當于每年減少1300萬噸標準煤的消耗。
有人認為，磁懸浮是改變世界的機器，但專家表示，它更象是改變海爾的機器。它令海爾等國產中央空調品牌憑借技術創新優勢，在行業高端技術領域與外資品牌競爭，這也從根本上改變中國中央空調業技術水平落后，外資品牌為主的傳統格局。帶動中國中央空調產業擺脫傳統競爭模式，打造以技術創新為中心的市場核心競爭力，搶占制冷空調領域極具價值的市場。
