磁懸浮離心式冷水機(jī)組

1、磁懸浮離心式冷水機(jī)組摘要：隨著時(shí)代與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，節(jié)能環(huán)保和節(jié)能減排也成為必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。長期以來，中央空調(diào)的“高能耗、二次污染”等問題給建筑能耗帶來的負(fù)擔(dān)，以及產(chǎn)品運(yùn)行過程中產(chǎn)生的油污、溫室效應(yīng)等問題對自然環(huán)境的二次污染，中央空調(diào)的耗電量大和對環(huán)境的污染已經(jīng)是盡人皆知。而磁懸浮離心式冷水機(jī)組與傳統(tǒng)離心式冷水機(jī)組對比，顯示了磁懸浮離心式冷水機(jī)組無油路故障、噪聲低、部分負(fù)荷時(shí)有超高的性能系數(shù)、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)， 滿足了時(shí)代發(fā)展的需要 。關(guān)鍵詞：磁懸浮技術(shù)、高效、環(huán)保引言：2012年12月由國家發(fā)展和改革委員會（以下簡稱發(fā)改委）下發(fā)的國家重 點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣目錄（第五批）中第42項(xiàng)為“磁懸浮變頻

2、離心式中央空調(diào)機(jī)組 技術(shù)”，目錄對該項(xiàng)技術(shù)的簡介是：“利用直流變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)、高效換熱器技術(shù)、 過冷器技術(shù)、基于工業(yè)微機(jī)的智能抗喘振技術(shù)， 以及磁懸浮無油運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)等，從 根本上提高離心式中央空調(diào)的運(yùn)行效率和性能穩(wěn)定性”，“單臺平均節(jié)能7%”。該目錄給出的到2015年“行業(yè)內(nèi)推廣比例”為10%,投資金額為5億元，每年 可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤39萬噸。1磁懸浮技術(shù)及發(fā)展磁懸浮技術(shù)磁懸浮是利用磁力使物體處于無接觸懸浮狀態(tài)，磁懸浮技術(shù)的研究首先始于 磁懸浮列車，伴隨著現(xiàn)代控制理論和電子技術(shù)的飛躍發(fā)展，上世紀(jì) 60年代中期 磁懸浮技術(shù)躍上了一個(gè)新臺階，向應(yīng)用方向轉(zhuǎn)化，開始研究磁懸浮軸承。磁懸浮技術(shù)的系統(tǒng)，是由轉(zhuǎn)子、

3、傳感器、控制器和執(zhí)行器4部分組成，假設(shè)轉(zhuǎn)子在平衡位置上受到一個(gè)向下的擾動(dòng)，就會偏離其參考位置，這時(shí)傳感器檢 測出轉(zhuǎn)子偏離參考點(diǎn)的位移，作為控制器的微處理器將檢測的位移變換成控制信 號，然后功率放大器將這一控制信號轉(zhuǎn)換成控制電流，控制電流在執(zhí)行磁鐵中產(chǎn)生磁力，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子返回到原來平衡位置見圖一。停嘉器圖一磁懸浮技術(shù)控制圖磁懸浮技術(shù)的發(fā)展磁懸浮軸承屬于高科技產(chǎn)品，價(jià)格昂貴，過去用于航天工程，隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，90年代以后開始研究應(yīng)用于制冷壓縮機(jī)。2003年1月，麥克 維爾空調(diào)公司在美國正式向全球發(fā)布了世界上第一臺采用磁懸浮離心式壓縮機(jī) 的冷水機(jī)組，并順利通過美國制冷空調(diào)與供暖協(xié)會認(rèn)證。2磁

4、懸浮離心式冷水機(jī)組技術(shù)及其發(fā)展磁懸浮技術(shù)的歷史及發(fā)展2006年，中國第一臺磁懸浮中央空調(diào)在海爾誕生。2009年，海爾研發(fā)出第二代磁懸浮機(jī)組，通過國際一級能效認(rèn)證并在專家 鑒定中被評為國際領(lǐng)先。2010年12月，中國第一臺風(fēng)冷磁懸浮機(jī)組在海爾問世。2011年6月，全球第一臺水源熱泵磁懸浮在海爾問世。2014年3月7日，格力電器自主研發(fā)出磁懸浮變頻離心式制冷壓縮機(jī)及冷水機(jī)組，為業(yè)界首臺單機(jī)制冷量達(dá)到1000冷噸的磁懸浮變頻離心式冷水機(jī)組，COP (7.19)值和IPLV (12.06)值方面均取得了重大突破。其中：IPLV(綜合部分負(fù)荷性能系數(shù))的公式如下：IPLV=aK A+bX B+cX C+

5、dX D其中：A=a組100%負(fù)荷時(shí)的效率(COP, kW/kW 下同)B=a組75%負(fù)荷時(shí)的效率C=a組50%負(fù)荷時(shí)的效率D=a組25%負(fù)荷時(shí)的效率abcd為加權(quán)系數(shù)，其取值跟地區(qū)氣候相關(guān)磁懸浮離心式冷水機(jī)組的原理磁懸浮壓縮機(jī)大致可分為壓縮部分、電機(jī)部分、磁懸浮軸承及控制器、變頻 控制部分。其中壓縮部分由兩級離心葉輪和進(jìn)口導(dǎo)葉組成， 兩級葉輪中間預(yù)留補(bǔ) 氣口，可實(shí)現(xiàn)中間補(bǔ)氣的兩級壓縮見圖二。電機(jī)/軸承控制 器 BMCC由懸浮軸承組合式部度，壓 力宙塔整永珀同器直灌電機(jī)進(jìn)片界流 葉片褪息浮軸承圖二磁懸浮離心式冷水機(jī)組壓縮機(jī)原理圖磁懸浮軸承及其控制是該型壓縮機(jī)的核心部件該壓縮機(jī)設(shè)有2組徑向和1組

6、軸向磁懸浮軸承，在控制器的控制下，運(yùn)行過程中可始終保證主軸與軸承座之間 有約7 pm的間隙問圖三和圖四。* d 0 * BLfl伸MFE ITi.葉蛇AjuaI BMrlAB軸）向他承Fhite_ _ hdiil 而桂向安射bwing版dW4一tariM七很向軸酒Stnwr fflng拈感器圖三磁懸浮軸承原理圖圖四磁懸浮軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖在第一級壓縮機(jī)腔磁懸浮離心式冷水機(jī)組的壓縮機(jī)是一種兩級壓縮機(jī)械循環(huán)的壓縮機(jī),和第二級壓縮機(jī)腔之間， 具有一個(gè)中間吸氣接口，它可以吸入一股中間壓力的制冷劑，實(shí)現(xiàn) 經(jīng)濟(jì)器循環(huán)。經(jīng)濟(jì)器制冷循環(huán)，在蒸發(fā)器和冷凝器之間安裝一個(gè)經(jīng)濟(jì)器，經(jīng)冷凝器冷凝過的液體冷媒被分成兩個(gè)回路見

7、圖五和圖六。圖五經(jīng)濟(jì)器示意圖圖六經(jīng)濟(jì)器循環(huán)原理圖3磁懸浮離心式冷水機(jī)組的特點(diǎn)使用環(huán)保冷媒R134a其對臭氧的破壞（ODP）為0,在最新的蒙特利爾協(xié)議中沒有設(shè)置禁用時(shí)間表，且屬于正壓冷媒，外界大氣不容易滲入系統(tǒng)， 工作壓力低，容器安全有保障，無明顯毒性或可燃性。運(yùn)行噪音低運(yùn)行噪音低滿載狀態(tài)下噪音低至70dB左右，部分負(fù)荷下噪音更低，比常規(guī)機(jī)組低20dB 左右。運(yùn)行噪音低的特點(diǎn)使得磁懸浮壓縮機(jī)特別適用于對噪音有嚴(yán)格要求的星級酒店、醫(yī)院等的新建和既有建筑的改造工程。無油運(yùn)行1、磁懸浮壓縮機(jī)的軸與軸承不接觸。2、與傳統(tǒng)軸承相比，磁懸浮軸承沒有機(jī)械摩擦，僅有氣流摩擦，而氣流摩擦的能量損耗僅為機(jī)械摩擦的2

8、%;3、90%的壓縮機(jī)燒毀事故由潤滑油失效引起，磁懸浮壓縮機(jī)徹底去除了因回油問題而導(dǎo)致的大量故障。4、當(dāng)使用潤滑油時(shí)，會在換熱器表面產(chǎn)生一層油膜，這樣會阻隔換熱器的吸熱和放熱,影響換熱器的換熱效果。結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小磁懸浮離心式冷水機(jī)組高轉(zhuǎn)速帶來白好處是葉輪直徑可減小至58cm。磁懸浮壓縮機(jī)的體積與重量僅為相同冷量常規(guī)壓縮機(jī)的20%左右，節(jié)省占地面積，也使吊裝更為方便；運(yùn)行高效，性能穩(wěn)定采用二級壓縮可以使理論制冷系數(shù)比一級壓縮提升約10%,通過變頻技術(shù)使機(jī)組在低負(fù)荷（一般最低部分負(fù)荷10%）時(shí)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，避免喘振的發(fā)生，同時(shí)保持高效運(yùn)行。3.6實(shí)際運(yùn)行時(shí)的其他優(yōu)點(diǎn)1、磁懸浮壓縮機(jī)的啟動(dòng)為軟啟動(dòng)

9、，啟動(dòng)電流僅為 06A,傳統(tǒng)壓縮機(jī)的啟動(dòng)電流需要 200600A。而且在實(shí)際運(yùn)行中磁懸浮模塊化冷水機(jī)組多個(gè)模塊式順利啟動(dòng)，沒有沖擊電流， 前一個(gè)啟動(dòng)平穩(wěn)后下一個(gè)才啟動(dòng)，使得運(yùn)行更安全；2、在突然斷電時(shí)，壓縮機(jī)中電容器中的電可以保證轉(zhuǎn)軸速度緩慢減小直至為零，避免了突然停運(yùn)對壓縮機(jī)的損壞。4磁懸浮離心式冷水機(jī)組的應(yīng)用根據(jù)磁懸浮變頻離心式冷水機(jī)組低噪聲、部分負(fù)荷時(shí)卓越的能效比的特點(diǎn)，特別適合于醫(yī)院、大酒店、高檔辦公樓、綠色節(jié)能環(huán)保建筑等的中央空調(diào)系統(tǒng)。它能充分發(fā)揮部分負(fù)荷高效節(jié)能的作用，很大程度上節(jié)省了整個(gè)空調(diào)工程的運(yùn)行費(fèi)用。另外由于磁懸浮變頻離心式冷水機(jī)組在出水溫度3-18益都有很高的 COP,所

10、以也可以應(yīng)用于低溫送風(fēng)系統(tǒng)、獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)等空調(diào)場合。4.1應(yīng)用案例1、蘇州市相城區(qū)“在水一方”大酒店原有設(shè)備：空調(diào)制冷為200天X 24小時(shí)運(yùn)行，負(fù)荷隨入住率及天氣情況而定。酒店原采用6臺180RT日立螺桿機(jī)，使用年限接近10年，存在的主要問題為能耗及維修費(fèi)用高。改造方案：采用六臺BSMW-0525( 150RT)機(jī)組代替原180RT機(jī)組，實(shí)測實(shí)際現(xiàn)場冷量相當(dāng)。經(jīng)蘇州節(jié)能處第三方夏季監(jiān)測節(jié)省用電13萬kW-h,節(jié)能率為55%2、深圳招商地產(chǎn)總部大樓設(shè)備情況：選用海爾磁懸浮變頻離心式冷水機(jī)組LSBLX360/R4(BP)運(yùn)行情況：目前已穩(wěn)定運(yùn)行 4年，項(xiàng)目的整體方案比同類建筑節(jié)能60%是國家建設(shè)

11、部和發(fā)改委評選的35個(gè)節(jié)能示范項(xiàng)目之一，也是深圳目前唯一的既是可再生能源示范項(xiàng)目，又 是舊建筑改造示范項(xiàng)目。5結(jié)論磁懸浮離心式冷水機(jī)組具有很突出的高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，磁懸浮離心式冷水機(jī)組與普通離心式冷水機(jī)組相比，全年可以減少能耗40%左右，其中名義工況下的COPT以達(dá)到國家冷水機(jī)組1級能效等級，其JPLV可以達(dá)到8. 39,是一種值得大力推廣的節(jié)能產(chǎn)品。目前磁懸浮技術(shù)還屬于一種新型技術(shù)，國內(nèi)掌握及生產(chǎn)的廠家較少，機(jī)組的價(jià)格相對較貴。隨著今后的發(fā)展、成本的降低，磁懸浮冷水機(jī)組有著廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)J.制冷與空調(diào)，2014, 141沈珂，劉紅紹，等.高效磁懸浮變頻離心式冷水機(jī)組的研制 (6) : 108-1112殷平.磁懸浮冷水機(jī)組和國家標(biāo)準(zhǔn)J.暖通空調(diào)，2013, 43 (9) ; 53-61.3殷平.磁懸浮離心式冷水機(jī)組和獨(dú)立新風(fēng)