磁悬浮型与普通型离心冷水机组的性能及能耗比较

周友华 王谷洪 罗康福 费翼城

（江中制药集团有限责任公司，江西南昌330096）

0 引言

随着科学技术的不断发展，以及国家大力倡导节能降耗，在各行各业中应用节能新技术就显得尤为重要。磁悬浮技术最早应用于航天工业，随着技术的进一步推广，磁悬浮技术已成功应用于制冷等行业。其中，磁悬浮型离心冷水机组能有效克服普通型离心冷水机组在运行过程中存在的噪声大、能耗高等问题，因此，可以预见在不久的将来磁悬浮型离心冷水机组将取代普通型离心冷水机组。

1 磁悬浮型离心冷水机组的关键技术

1.1 压缩机设计

磁悬浮型离心冷水机组的压缩机采用先进的磁悬浮和直流变频技术，大大提高了机组的性能。压缩机具有磁性轴承，运转时受磁力的作用，轴与轴承之间没有直接接触，双级铸铝叶轮直接嵌于轴上，减小了由于齿轮传动产生的能量损失，压缩机马达为永磁同步马达，压缩机由PWM（脉冲宽度调制技术）控制电压供电，可以实现变速运行，压缩机入口装有导流叶片，用来调节压缩机的负载大小。磁悬浮型离心冷水机组的压缩机解剖图如图1所示。

图1 磁悬浮型离心冷水机组的压缩机解剖图

1.2 压缩机的磁悬浮技术

磁轴承和定位传感器、电机转轴和叶轮组件，通过数字控制的磁轴承系统（包含1个轴向轴承和2个径向轴承）在旋转过程中悬浮，完全消除了金属与金属之间接触表面的磨损，磁轴承上的定位传感器则为电机转子提供高达600万次/min的实时重新定位，以确保定位精确。磁悬浮技术原理如图2所示。

1.3 压缩机的无油润滑技术

磁悬浮压缩机的运动部件（转轴和叶轮），通过由2个径向磁性轴承和1个轴向磁性轴承所组成的数控磁性轴承系统，在压缩机运行过程中处于悬浮状态，运动部件可实现无油润滑运行。磁性轴承系统无需润滑油，避免了壳管式换热器中油膜覆盖在换热管上导致换热效率下降的问题，从而保证了压缩机在整个生命周期中具有持久的优越性能。

图2 磁悬浮技术原理

专业机构研究表明，旧式冷水机组内的平均含油量为9%，最低含油量为3.5%，对系统能效的负面影响高达15%～20%。而磁悬浮型离心冷水机组可实现无油润滑，能提高设备效能达15%以上。

2 性能比较

磁悬浮型离心冷水机组与普通型离心冷水机组的性能比较具体如表1所示。

3 能耗比较

3.1 运行成本分析

磁悬浮型离心冷水机组与普通型离心冷水机组一年内平均每小时的运行能效对比如表2所示。磁悬浮型离心冷水机组与普通型离心冷水机组一年内的运行能效对比如表3所示。

3.2 维护成本分析

根据我公司磁悬浮型离心冷水机组与普通型离心冷水机组的10年运行情况，其维护保养费用分别如表4、表5所示。

表1 性能比较

表2 一年内平均每小时的运行能效对比

表3 一年内的运行能效对比

表4 磁悬浮型离心冷水机组的维护保养费用

表5 普通型离心冷水机组的维护保养费用

4 结语

本文从性能、能耗两个方面，对磁悬浮型离心冷水机组和普通型离心冷水机组进行了分析比较，发现磁悬浮型离心冷水机组不管是技术方面，还是能耗、环保方面，都明显优于普通型离心冷水机组。磁悬浮技术在制冷行业的成功应用，标志着制冷行业的离心冷水机组迎来了一次革命性转变，它的应用更符合当下社会绿色、节能的发展需求。