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必看!磁悬浮空调冷机简介

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时间: 2017-09-14
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一、磁悬浮空调起源


磁悬浮空调的核心在于磁悬浮离心式压缩机。关于磁悬浮离心式压缩机最早的研究开始于1993年澳大利亚 · 墨尔本MULTISTACK R&D部门。由研发工程师Ron Conry博士带领TURBOCOR研究小组,历时十年的研究,于2003年世界第一台磁悬浮离心式压缩机正式面世。


同年,MULTISTACK澳洲工厂成功研发出世界第一台的磁悬浮空调,并于同年,在美国Chicago & ASHRAE/AHR 展览会发布,荣获Energy&Innovation大奖。


通过高温高压冷媒从空调压机排出,进入冷凝器,向铜管冷却水释放热量,冷凝为中温高压冷媒液体,然后经过截流阀降压为低温低压液体进入蒸发器,在蒸发器壳体内从流经铜管的冷冻水中吸收热量,气化为低温低压气体后吸入压缩机,在压缩机内经过二次压缩为高温高压气体排出,通过这种循环,最终达到降温的目的。

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二、磁悬浮空调技术定位

磁悬浮技术——磁轴承和定位传感器,利用由永久磁铁和电磁铁组成的径向轴承和轴向轴承组成数控磁轴承系统,实现压缩机的运动部件,悬浮在磁衬上无摩擦的运动,磁轴承上的定位传感器,为电机转子提供超高速的实时重新定位,以确保精确定位。


三、磁悬浮空调技术原理

磁悬浮空调是以磁悬浮离心压缩机,为核心技术的高效节能中央空调。


利用由永久磁铁和电磁铁组成的径向轴承和轴向轴承组成数控磁轴承系统,实现压缩机的运动部件,悬浮在磁衬上无摩擦的运动,磁轴承上的定位传感器,为电机转子提供超高速的实时重新定位,以确保精确定位整个空调系统无需润滑油。


磁悬浮技术由来已久,磁悬浮列车已经在上海运行多年,这种技术消除了摩擦,提高了机械效率,减少了机械故障。随着该技术的发展与成熟,空调行业也迎来了磁悬浮潮。


由于空调系统是很多不同设备与管道的组合,一个好的组合能够在初投资、运行费用、运行效果之间找到最佳平衡点。这就要求我们数据中心暖通工程师对不同设备性能有全面的了解,冷机是该组合中最重要的设备,犹如空调系统的心脏,磁悬浮冷机又是冷机中的新星,今天我们就来深入了解一下磁悬浮冷机。

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四、磁悬浮空调特点

磁悬浮冷机其特点是采用磁悬浮轴承,一般设计成两级压缩的离心式冷机,结合数字变频控制技术,压缩机转速可以在10000 rpm ~ 48000 rpm之间调节,从而磁悬浮冷机具有优异的部分负荷性能,其IPLV (综合能效系数)能到达0.41 kW / ton。目前有制冷量范围在100 ~ 1500冷吨之间磁悬浮冷机可供选择。

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五、磁悬浮空调发展历史

在2003年之后,随着磁悬浮离心式压缩机的面世 ,意味着制冷和空调设备行业开始进入磁悬浮新时代。


在2003年后的十年,磁悬浮中央空调的市场的容量比较小,但置身其中的企业逐渐明确了发展方向,在他们的推动下,磁悬浮中央空调产品在中国市场逐步迈开步伐。随着国家“十三五”节能减排政策的推进力度不断加大,市场对磁悬浮空调的需求井喷,吸引了世界各大磁悬浮生产企业加大对中国市场的投入,磁悬浮空调行业由此形成了群雄争霸的局面。


六、磁悬浮冷机优点

节能高效

磁悬浮冷机无油系统,制冷剂中不会混入润滑油,提高了冷凝器和蒸发器的换热效率;磁悬浮轴承与传统的轴承相比,磁悬浮轴承的摩擦损失仅为前者的2%左右,从而提高了机械效率;磁悬浮冷机采用数字变频控制技术提高了冷机部分负荷效率。


比传统冷水机组运行费用减少50%。以北京地区数据中心为例,数据中心空调冷冻水采用12℃供水,18℃回水,板式换热器逼近度为2℃,冷塔与湿球温度的逼近度为4℃。根据《中国建筑热环境分析专用气象数据集》,数据中心空调系统全年共有1785小时(全年共8760小时)在部分自然冷却状态运行。如下图所示,磁悬浮冷机在数据中心部分自然冷却的时候具有更大的节能空间。

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启动电流低

普通大型冷机,启动电流能达到200A-600A的电流,对电网冲击很大。磁悬浮冷机采用变频软启动,启动电流很小,在数据中心断电后恢复供电时多台冷机可以同时启动。


结构紧凑

磁悬浮冷机转速能达到48000rpm,普通离心式冷机转速一般在3000rpm,从而磁悬浮冷机较普通冷机,冷机尺寸更小,重量更轻。


运行安静

磁悬浮冷机没有机械摩擦,机组产生的噪声和振动极低,压缩机噪声低于77dB,普通离心式压缩机裸机噪声在100 dB以上。


系统可持续性高

在传统的制冷压缩机中,机械轴承是必须的部件,并且要有润滑油系统来保证机械轴承工作,据统计在所有烧毁的压缩机中,90%是润滑失效引起的。磁悬浮冷机无需油润滑系统,没有机械摩擦,较传统冷机可持续性更高。使用寿命优势磁悬浮轴承无磨损,空调使用寿命长达三十年。

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日常维护费用低

磁悬浮机组运动部件少,没有复杂的油路系统、油冷却系统,减少了冷机维护内容。数据中心空调系统全年不间断运行,设备维护是中心运维人员的日常工作内容。采用磁悬浮冷机,能有效较少冷机维护内容,减少运维人员工作量,有效降低日常维护费用。前有制冷量范围在100~1500冷吨之间磁悬浮冷机可供选择。


环保冷媒

环保磁悬浮空调可选用环保R134a冷媒,对臭氧层零伤害。新的可替代的冷媒还在研发之中。

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七、磁悬浮冷机缺点

设备初投资高。由于磁悬浮冷机集成磁悬浮轴承和数字变频控制系统,从而设备初投资较普通冷机有较大提高。


冬季不用空调制热时,仍需为机组通电防冻;附件多,如补水阀、排气阀等,个别机型还需装膨胀水箱,增加泄漏点。室外机体型较大,重量大。



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