磁懸浮型與普通型離心冷水機組的性能及能耗比較

周友華 王谷洪 羅康福 費翼城

（江中制藥集團有限責任公司，江西南昌330096）

0 引言

隨著科學技術的不斷發展，以及國家大力倡導節能降耗，在各行各業中應用節能新技術就顯得尤為重要。磁懸浮技術最早應用于航天工業，隨著技術的進一步推廣，磁懸浮技術已成功應用于制冷等行業。其中，磁懸浮型離心冷水機組能有效克服普通型離心冷水機組在運行過程中存在的噪聲大、能耗高等問題，因此，可以預見在不久的將來磁懸浮型離心冷水機組將取代普通型離心冷水機組。

1 磁懸浮型離心冷水機組的關鍵技術

1.1 壓縮機設計

磁懸浮型離心冷水機組的壓縮機采用先進的磁懸浮和直流變頻技術，大大提高了機組的性能。壓縮機具有磁性軸承，運轉時受磁力的作用，軸與軸承之間沒有直接接觸，雙級鑄鋁葉輪直接嵌于軸上，減小了由于齒輪傳動產生的能量損失，壓縮機馬達為永磁同步馬達，壓縮機由PWM（脈沖寬度調制技術）控制電壓供電，可以實現變速運行，壓縮機入口裝有導流葉片，用來調節壓縮機的負載大小。磁懸浮型離心冷水機組的壓縮機解剖圖如圖1所示。

圖1 磁懸浮型離心冷水機組的壓縮機解剖圖

1.2 壓縮機的磁懸浮技術

磁軸承和定位傳感器、電機轉軸和葉輪組件，通過數字控制的磁軸承系統（包含1個軸向軸承和2個徑向軸承）在旋轉過程中懸浮，完全消除了金屬與金屬之間接觸表面的磨損，磁軸承上的定位傳感器則為電機轉子提供高達600萬次/min的實時重新定位，以確保定位精確。磁懸浮技術原理如圖2所示。

1.3 壓縮機的無油潤滑技術

磁懸浮壓縮機的運動部件（轉軸和葉輪），通過由2個徑向磁性軸承和1個軸向磁性軸承所組成的數控磁性軸承系統，在壓縮機運行過程中處于懸浮狀態，運動部件可實現無油潤滑運行。磁性軸承系統無需潤滑油，避免了殼管式換熱器中油膜覆蓋在換熱管上導致換熱效率下降的問題，從而保證了壓縮機在整個生命周期中具有持久的優越性能。

圖2 磁懸浮技術原理

專業機構研究表明，舊式冷水機組內的平均含油量為9%，最低含油量為3.5%，對系統能效的負面影響高達15%～20%。而磁懸浮型離心冷水機組可實現無油潤滑，能提高設備效能達15%以上。

2 性能比較

磁懸浮型離心冷水機組與普通型離心冷水機組的性能比較具體如表1所示。

3 能耗比較

3.1 運行成本分析

磁懸浮型離心冷水機組與普通型離心冷水機組一年內平均每小時的運行能效對比如表2所示。磁懸浮型離心冷水機組與普通型離心冷水機組一年內的運行能效對比如表3所示。

3.2 維護成本分析

根據我公司磁懸浮型離心冷水機組與普通型離心冷水機組的10年運行情況，其維護保養費用分別如表4、表5所示。

表1 性能比較

表2 一年內平均每小時的運行能效對比

表3 一年內的運行能效對比

表4 磁懸浮型離心冷水機組的維護保養費用

表5 普通型離心冷水機組的維護保養費用

4 結語

本文從性能、能耗兩個方面，對磁懸浮型離心冷水機組和普通型離心冷水機組進行了分析比較，發現磁懸浮型離心冷水機組不管是技術方面，還是能耗、環保方面，都明顯優于普通型離心冷水機組。磁懸浮技術在制冷行業的成功應用，標志著制冷行業的離心冷水機組迎來了一次革命性轉變，它的應用更符合當下社會綠色、節能的發展需求。