磁懸浮空調(diào)冷機(jī)簡介

一、磁懸浮空調(diào)起源

磁懸浮空調(diào)的核心在于磁懸浮離心式壓縮機(jī)。關(guān)于磁懸浮離心式壓縮機(jī)最早的研究開始于1993年澳大利亞 · 墨爾本MULTISTACK R&D部門。由研發(fā)工程師Ron Conry博士帶領(lǐng)TURBOCOR研究小組，歷時(shí)十年的研究，于2003年世界第一臺(tái)磁懸浮離心式壓縮機(jī)正式面世。

同年，MULTISTACK澳洲工廠成功研發(fā)出世界第一臺(tái)的磁懸浮空調(diào)，并于同年，在美國Chicago & ASHRAE/AHR 展覽會(huì)發(fā)布，榮獲Energy&Innovation大獎(jiǎng)。

通過高溫高壓冷媒從空調(diào)壓機(jī)排出，進(jìn)入冷凝器，向銅管冷卻水釋放熱量，冷凝為中溫高壓冷媒液體，然后經(jīng)過截流閥降壓為低溫低壓液體進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器殼體內(nèi)從流經(jīng)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(jī)，在壓縮機(jī)內(nèi)經(jīng)過二次壓縮為高溫高壓氣體排出，通過這種循環(huán)，最終達(dá)到降溫的目的。

二、磁懸浮空調(diào)技術(shù)定位

磁懸浮技術(shù)——磁軸承和定位傳感器，利用由永久磁鐵和電磁鐵組成的徑向軸承和軸向軸承組成數(shù)控磁軸承系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件，懸浮在磁襯上無摩擦的運(yùn)動(dòng)，磁軸承上的定位傳感器，為電機(jī)轉(zhuǎn)子提供超高速的實(shí)時(shí)重新定位，以確保精確定位。

三、磁懸浮空調(diào)技術(shù)原理

磁懸浮空調(diào)是以磁懸浮離心壓縮機(jī)，為核心技術(shù)的高效節(jié)能中央空調(diào)。

利用由永久磁鐵和電磁鐵組成的徑向軸承和軸向軸承組成數(shù)控磁軸承系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件，懸浮在磁襯上無摩擦的運(yùn)動(dòng)，磁軸承上的定位傳感器，為電機(jī)轉(zhuǎn)子提供超高速的實(shí)時(shí)重新定位，以確保精確定位整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)無需潤滑油。

磁懸浮技術(shù)由來已久，磁懸浮列車已經(jīng)在上海運(yùn)行多年，這種技術(shù)消除了摩擦，提高了機(jī)械效率，減少了機(jī)械故障。隨著該技術(shù)的發(fā)展與成熟，空調(diào)行業(yè)也迎來了磁懸浮潮。

由于空調(diào)系統(tǒng)是很多不同設(shè)備與管道的組合，一個(gè)好的組合能夠在初投資、運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)行效果之間找到最佳平衡點(diǎn)。這就要求我們數(shù)據(jù)中心暖通工程師對(duì)不同設(shè)備性能有全面的了解，冷機(jī)是該組合中最重要的設(shè)備，猶如空調(diào)系統(tǒng)的心臟，磁懸浮冷機(jī)又是冷機(jī)中的新星，今天我們就來深入了解一下磁懸浮冷機(jī)。

四、磁懸浮空調(diào)特點(diǎn)

磁懸浮冷機(jī)其特點(diǎn)是采用磁懸浮軸承，一般設(shè)計(jì)成兩級(jí)壓縮的離心式冷機(jī)，結(jié)合數(shù)字變頻控制技術(shù)，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速可以在10000 rpm ~ 48000 rpm之間調(diào)節(jié)，從而磁懸浮冷機(jī)具有優(yōu)異的部分負(fù)荷性能，其IPLV （綜合能效系數(shù)）能到達(dá)0.41 kW / ton。目前有制冷量范圍在100 ~ 1500冷噸之間磁懸浮冷機(jī)可供選擇。

五、磁懸浮空調(diào)發(fā)展歷史

在2003年之后，隨著磁懸浮離心式壓縮機(jī)的面世 ，意味著制冷和空調(diào)設(shè)備行業(yè)開始進(jìn)入磁懸浮新時(shí)代。

在2003年后的十年，磁懸浮中央空調(diào)的市場的容量比較小，但置身其中的企業(yè)逐漸明確了發(fā)展方向，在他們的推動(dòng)下，磁懸浮中央空調(diào)產(chǎn)品在中國市場逐步邁開步伐。隨著國家“十三五”節(jié)能減排政策的推進(jìn)力度不斷加大，市場對(duì)磁懸浮空調(diào)的需求井噴，吸引了世界各大磁懸浮生產(chǎn)企業(yè)加大對(duì)中國市場的投入，磁懸浮空調(diào)行業(yè)由此形成了群雄爭霸的局面。

六、磁懸浮冷機(jī)優(yōu)點(diǎn)

節(jié)能高效

磁懸浮冷機(jī)無油系統(tǒng)，制冷劑中不會(huì)混入潤滑油，提高了冷凝器和蒸發(fā)器的換熱效率；磁懸浮軸承與傳統(tǒng)的軸承相比，磁懸浮軸承的摩擦損失僅為前者的2%左右，從而提高了機(jī)械效率；磁懸浮冷機(jī)采用數(shù)字變頻控制技術(shù)提高了冷機(jī)部分負(fù)荷效率。

比傳統(tǒng)冷水機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用減少50%。以北京地區(qū)數(shù)據(jù)中心為例，數(shù)據(jù)中心空調(diào)冷凍水采用12℃供水，18℃回水，板式換熱器逼近度為2℃，冷塔與濕球溫度的逼近度為4℃。根據(jù)《中國建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集》，數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)全年共有1785小時(shí)（全年共8760小時(shí)）在部分自然冷卻狀態(tài)運(yùn)行。如下圖所示，磁懸浮冷機(jī)在數(shù)據(jù)中心部分自然冷卻的時(shí)候具有更大的節(jié)能空間。

啟動(dòng)電流低

普通大型冷機(jī)，啟動(dòng)電流能達(dá)到200A-600A的電流，對(duì)電網(wǎng)沖擊很大。磁懸浮冷機(jī)采用變頻軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流很小，在數(shù)據(jù)中心斷電后恢復(fù)供電時(shí)多臺(tái)冷機(jī)可以同時(shí)啟動(dòng)。

結(jié)構(gòu)緊湊

磁懸浮冷機(jī)轉(zhuǎn)速能達(dá)到48000rpm，普通離心式冷機(jī)轉(zhuǎn)速一般在3000rpm，從而磁懸浮冷機(jī)較普通冷機(jī)，冷機(jī)尺寸更小，重量更輕。

運(yùn)行安靜

磁懸浮冷機(jī)沒有機(jī)械摩擦，機(jī)組產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)極低，壓縮機(jī)噪聲低于77dB，普通離心式壓縮機(jī)裸機(jī)噪聲在100 dB以上。

系統(tǒng)可持續(xù)性高

在傳統(tǒng)的制冷壓縮機(jī)中，機(jī)械軸承是必須的部件，并且要有潤滑油系統(tǒng)來保證機(jī)械軸承工作，據(jù)統(tǒng)計(jì)在所有燒毀的壓縮機(jī)中，90%是潤滑失效引起的。磁懸浮冷機(jī)無需油潤滑系統(tǒng)，沒有機(jī)械摩擦，較傳統(tǒng)冷機(jī)可持續(xù)性更高。使用壽命優(yōu)勢磁懸浮軸承無磨損，空調(diào)使用壽命長達(dá)三十年。

日常維護(hù)費(fèi)用低

磁懸浮機(jī)組運(yùn)動(dòng)部件少，沒有復(fù)雜的油路系統(tǒng)、油冷卻系統(tǒng)，減少了冷機(jī)維護(hù)內(nèi)容。數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)全年不間斷運(yùn)行，設(shè)備維護(hù)是中心運(yùn)維人員的日常工作內(nèi)容。采用磁懸浮冷機(jī)，能有效較少冷機(jī)維護(hù)內(nèi)容，減少運(yùn)維人員工作量，有效降低日常維護(hù)費(fèi)用。前有制冷量范圍在100~1500冷噸之間磁懸浮冷機(jī)可供選擇。

環(huán)保冷媒

環(huán)保磁懸浮空調(diào)可選用環(huán)保R134a冷媒，對(duì)臭氧層零傷害。新的可替代的冷媒還在研發(fā)之中。

七、磁懸浮冷機(jī)缺點(diǎn)

設(shè)備初投資高。由于磁懸浮冷機(jī)集成磁懸浮軸承和數(shù)字變頻控制系統(tǒng)，從而設(shè)備初投資較普通冷機(jī)有較大提高。

冬季不用空調(diào)制熱時(shí)，仍需為機(jī)組通電防凍；附件多，如補(bǔ)水閥、排氣閥等，個(gè)別機(jī)型還需裝膨脹水箱，增加泄漏點(diǎn)。室外機(jī)體型較大，重量大。