磁懸浮型與普通型離心冷水機(jī)組的性能及能耗比較

周友華 王谷洪 羅康福 費(fèi)翼城

（江中制藥集團(tuán)有限責(zé)任公司，江西南昌330096）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及國家大力倡導(dǎo)節(jié)能降耗，在各行各業(yè)中應(yīng)用節(jié)能新技術(shù)就顯得尤為重要。磁懸浮技術(shù)最早應(yīng)用于航天工業(yè)，隨著技術(shù)的進(jìn)一步推廣，磁懸浮技術(shù)已成功應(yīng)用于制冷等行業(yè)。其中，磁懸浮型離心冷水機(jī)組能有效克服普通型離心冷水機(jī)組在運(yùn)行過程中存在的噪聲大、能耗高等問題，因此，可以預(yù)見在不久的將來磁懸浮型離心冷水機(jī)組將取代普通型離心冷水機(jī)組。

1 磁懸浮型離心冷水機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 壓縮機(jī)設(shè)計(jì)

磁懸浮型離心冷水機(jī)組的壓縮機(jī)采用先進(jìn)的磁懸浮和直流變頻技術(shù)，大大提高了機(jī)組的性能。壓縮機(jī)具有磁性軸承，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受磁力的作用，軸與軸承之間沒有直接接觸，雙級(jí)鑄鋁葉輪直接嵌于軸上，減小了由于齒輪傳動(dòng)產(chǎn)生的能量損失，壓縮機(jī)馬達(dá)為永磁同步馬達(dá)，壓縮機(jī)由PWM（脈沖寬度調(diào)制技術(shù)）控制電壓供電，可以實(shí)現(xiàn)變速運(yùn)行，壓縮機(jī)入口裝有導(dǎo)流葉片，用來調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的負(fù)載大小。磁懸浮型離心冷水機(jī)組的壓縮機(jī)解剖圖如圖1所示。

圖1 磁懸浮型離心冷水機(jī)組的壓縮機(jī)解剖圖

1.2 壓縮機(jī)的磁懸浮技術(shù)

磁軸承和定位傳感器、電機(jī)轉(zhuǎn)軸和葉輪組件，通過數(shù)字控制的磁軸承系統(tǒng)（包含1個(gè)軸向軸承和2個(gè)徑向軸承）在旋轉(zhuǎn)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(jī)轉(zhuǎn)子提供高達(dá)600萬次/min的實(shí)時(shí)重新定位，以確保定位精確。磁懸浮技術(shù)原理如圖2所示。

1.3 壓縮機(jī)的無油潤滑技術(shù)

磁懸浮壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件（轉(zhuǎn)軸和葉輪），通過由2個(gè)徑向磁性軸承和1個(gè)軸向磁性軸承所組成的數(shù)控磁性軸承系統(tǒng)，在壓縮機(jī)運(yùn)行過程中處于懸浮狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)部件可實(shí)現(xiàn)無油潤滑運(yùn)行。磁性軸承系統(tǒng)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(dǎo)致?lián)Q熱效率下降的問題，從而保證了壓縮機(jī)在整個(gè)生命周期中具有持久的優(yōu)越性能。

圖2 磁懸浮技術(shù)原理

專業(yè)機(jī)構(gòu)研究表明，舊式冷水機(jī)組內(nèi)的平均含油量為9%，最低含油量為3.5%，對(duì)系統(tǒng)能效的負(fù)面影響高達(dá)15%～20%。而磁懸浮型離心冷水機(jī)組可實(shí)現(xiàn)無油潤滑，能提高設(shè)備效能達(dá)15%以上。

2 性能比較

磁懸浮型離心冷水機(jī)組與普通型離心冷水機(jī)組的性能比較具體如表1所示。

3 能耗比較

3.1 運(yùn)行成本分析

磁懸浮型離心冷水機(jī)組與普通型離心冷水機(jī)組一年內(nèi)平均每小時(shí)的運(yùn)行能效對(duì)比如表2所示。磁懸浮型離心冷水機(jī)組與普通型離心冷水機(jī)組一年內(nèi)的運(yùn)行能效對(duì)比如表3所示。

3.2 維護(hù)成本分析

根據(jù)我公司磁懸浮型離心冷水機(jī)組與普通型離心冷水機(jī)組的10年運(yùn)行情況，其維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用分別如表4、表5所示。

表1 性能比較

表2 一年內(nèi)平均每小時(shí)的運(yùn)行能效對(duì)比

表3 一年內(nèi)的運(yùn)行能效對(duì)比

表4 磁懸浮型離心冷水機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用

表5 普通型離心冷水機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用

4 結(jié)語

本文從性能、能耗兩個(gè)方面，對(duì)磁懸浮型離心冷水機(jī)組和普通型離心冷水機(jī)組進(jìn)行了分析比較，發(fā)現(xiàn)磁懸浮型離心冷水機(jī)組不管是技術(shù)方面，還是能耗、環(huán)保方面，都明顯優(yōu)于普通型離心冷水機(jī)組。磁懸浮技術(shù)在制冷行業(yè)的成功應(yīng)用，標(biāo)志著制冷行業(yè)的離心冷水機(jī)組迎來了一次革命性轉(zhuǎn)變，它的應(yīng)用更符合當(dāng)下社會(huì)綠色、節(jié)能的發(fā)展需求。