磁悬浮离心式冷水机组在办公建筑空调
系统中的应用研究
摘要：社会经济的快速发展推动办公建筑日益增多，而空调系统是办公建筑
主要能耗系统之一，为了积极应对严峻的能源危机，还需要充分挖掘办公建筑空
调系统节能潜力。本文通过从南昌市某办公建筑空调系统中磁悬浮离心式冷水机
组的应用案例中，了解到该机组具有较高的节能、降本增效作用，可以显著降低
空调系统能耗，值得推广应用。
关键词：磁悬浮离心式冷水机组；办公建筑；空调系统；
2022年工业和信息化部等五部门联合印发《关于推动轻工业高质量
发展的指导意见》，指出加快完善家用电器和照明产品等终端用能产品能效标准，促进节能空调、冰箱、高效照明产品等绿色节能轻工产品消费。对此，在办公建
筑空调系统应用中，需要不断挖掘空调系统的绿色节能潜能。将磁悬浮离心式冷
水机组应用在空调系统中可以达到这一要求。
1 磁悬浮离心式冷水机组工作原理与应用优势
1.1工作原理
磁悬浮离心式冷水机组主要利用磁悬浮轴承开展工作，其也是区别于普通离
心式冷水机组的关键所在。该机组可以实现无摩擦损耗来提高该机组的运行效率，提升制冷效果。可以避免设置润滑油冷却系统，与普通离心式冷水机组相比，其
制冷效率更高[1]。
通过对该机组的工作原理分析，可以发现该机组具有以下几方面的显著特点：一是零油污损耗特点，由于磁悬浮离心式冷水机组在没有润滑油冷却系统的情况下，有效避免油污引起性能衰退的现象发生，可以降低油污损耗。二是体积小，
该机组的压缩机叶轮尺寸小，与普通离心式冷水机组相比，其体积更小。三是调
节范围大，由于没有润滑油冷却系统，变频调节范围可以从10%负荷调节到满负
荷状态。四是噪音小，由于该机组运行中的振动小，振动带来的噪音也随之较小，最大噪音为65分贝[2]。
1.2应用优势
其一，高效节能、运行费用低。由于该机组采取磁悬浮压缩机技术、无润滑
油冷却系统，利用直流变频控制技术运转机组，在零油污损耗的情况下可以显著
提高机组的运行效能。并且在部分负荷运行下，峰值效率COP可达到11-13左右，与普通离心式冷水机组相比，有效节电率为40-50%左右，在实现高效节能的情况
下可以有效降低运行成本。
其二，性能稳定耐用。机组的无润滑油冷却系统可以实现无摩擦损耗，磁悬
浮轴承的摩擦损失低至2%。同时，机组呈现无油状态可以减少油路、油泵设备等
故障，其性能较为稳定且耐用[3]。
其三，运行范围广。机组应用多项先进技术，能够在保障运行效率最优的基
础上将机组的运行范围不断扩大，尤其是利用压缩机技术可以将制冷负荷控制在10%以内。
其四，启动电流小。普通离心式冷水机组在启动时会产生瞬时强电流，电流
最高可达到600A，严重影响到电网运行的稳定性。而磁悬浮离心式冷水机组启动
的电流相对较小，最低可以达到2A，其主要是利用压缩机变频技术实现这一效果，对电网的影响较小。
2 磁悬浮离心式冷水机组在办公建筑空调系统中的应用
2.1项目概况
办公建筑位于南昌市经济技术开发区内，总用地面积2.44万m2，总建筑面
积24.61万m2。共有A1、A2、A3三个办公楼，办公建筑的详细情况如表1所示。
表1 办公建筑详情表
项目A1A2A3
建筑功能办公、餐
厅、商铺等
办公、公
寓式办公
办公
层数103520
建筑高度（m）35.5899.6356.2
1
总建筑面
积（万m2）
14.6186
在该项目的办公建筑中，由于现代化通信、数字自动化、办公自动化系统的应用，办公区内各种通讯设备、计算机设备、室内发热照明设备、空调设备等为办公建筑中的主要能耗，占比为60%，由此可见空调系统设备是办公建筑中耗能最多的设备，对办公建筑空调系统而言，需要注重挖掘其节能潜力。并且在办公建筑中，空调系统奥球满足不同房间使用要求，确保空调系统运行的安全与可靠性，确保室内空气品质达到卫生标准要求，并在保障质量的基础上合理使用节能技术达到节能要求[4]。
2.2应用方案设计
首先，负荷计算。将磁悬浮离心式冷水机组应用在办公建筑空调系统中，应优先计算空调系统负荷，为空调系统供冷控制提供主要依据。对负荷计算的软件较多，如日冷负荷可以采用鸿业暖通、天正暖通等专业软件计算，建筑全年逐时冷负荷可以采取DeST、DOE-2等建筑能耗模拟软件计算。再对该项目空调系统负荷计算中，应结合该项目所在地气候环境、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》、《公共建筑节能设计标准》等相关建筑参数与办公建筑中设备、照明与
人员作息时间等情况计算出该项目的空调负荷。初步计算出该办公建筑夏季冷负荷12200kW。详情如表2所示。
表2 办公建筑空调系统负荷统计表
项目统计A1A2A3合计
空调冷负荷（kW）
560
39
00
270
1220
通过了解该项目空调冷负荷峰值为12200kW，还需要综合考虑该项目的特点与办公建筑的单体特点、地理位置、使用时间与空调冷负荷分布等情况，需要采用综合逐时符合系数法将各时段冷负荷数值计算出来，如图1 所示。可以看出该项目的设计日下午两点到三点是峰值冷负荷。通过对空调负荷计算可以为空调末端设备选型、全年运行方案提供有效依据。
图1 办公建筑设计日冷负荷分布图
其次，供冷方案设计与设备选型。根据该项目当地的电力能源政策，在该项目办公建筑中采用三种供冷方案，包括普通离心式冷水机组、磁悬浮离心式冷水机组与冰蓄冷。不同供冷方案的设备选型也存在不同，具体如表3所示。
表3 三种供冷方案的设备选型分析表
供冷方案型号性能参数单台价
格/万元
普通离心式冷水机组YKCECEQ75CNF制冷量
2110kW，输入
功率394kW
126.6
磁悬浮离心式冷水机组
WME0700SSM4F/E3612/C
3012
制冷量
2109kW，输入
功率323kW
211
冰蓄冷YSEZEZS45CKE制冷量
1617kW，制冰
量1153kW
83.6
最后，磁悬浮机组自动控制设计。在机组控制应用设计中，需要遵循机组安全运行与最高效运行原则。一是安全运行控制设计，在办公建筑空调系统中应用磁悬浮机组，应加强安全运行控制，由于冷却水系统的流量是动态变化的，为了确保蒸发器不会被冻结，需要将流经蒸发器冷却水流量设计为额定流量的50-120%，水流变化率应控制在30%/min左右，机组最低制冷量设计为额定制冷量的10%左右。蒸发器流速控制在0.9-3.0m/s之间，过低会出现层流情况，导致换热效果不佳；过高会腐蚀管道。二是机组启停控制，为了避免出现频繁启停机组而导致机组故障与损耗的情况，需要设计启停滞留区间与时间，滞留区间长度设计为单台机组额定制冷量的10%左右，即211kW，滞留时间设计为120s。三是机组运行台数控制，由于气温动态变化会影响到办公建筑符合，磁悬浮机组在办公建筑空调系统中应用时，需要重视建筑需求冷量的提升，需要从运行台数入手。在不同负荷下磁悬浮机组的运行台数控制如表4所示。
表4 不同负荷下磁悬浮机组运行台数控制表
负荷区间（kW）
主机
运行台数
主机平
均COP
主机运
行小时h
＜1055110.850
1056-
2110
213.691
2111-
3165
313.6915
3166-
4220
413.6930
4221-
10550
510.09126
＞105505 6.8852
2.3应用效益分析
通过各项参数计算三种不同供冷方案的使用费用，如表5所示。可以看出磁悬浮离心式冷水机组供冷方案经济效益最好。将其应用在办公建筑空调系统中，可以有效实现节能、降本增效的作用，具有较高的应用效益。
表5 三种供冷方案的使用费用明细表
使用费用普通
离心式冷
水机组
磁悬
浮离心式
冷水机组
冰蓄
冷
年主机（万138.80.4102.
运行费用
元）57
冷却水泵
（万元）
21.126.113.5
冷却塔（万
元）
8.38.3 4.8
乙二醇泵
（万元）
--21.9每年维护保养费
用（万元）
8.2 2.9 5.1
每年运行电费（万元）
168.
2
115.3143.
1
合计（万元）344.
3233.0291.
1
结语
总之，磁悬浮离心式冷水机组具有高效节能、降本增效、性能稳定耐用、运行范围广、启动电流小等优势，通过对南昌市某办公建筑空调系统中该机组的应用案例进行分析，通过三种不同供冷方案对比了解到，磁悬浮离心式冷水机组的应用效果最佳，上述各种应用优势得到证实，可以将其推广应用在办公建筑项目中。
参考文献
[1]朱强. 磁悬浮离心式冷水机组在药企节能改造中的应用分析[J]. 新型工业化, 2021.
[2]隋亮亮. 磁悬浮离心式冷水机组在某五星级酒店的应用[J]. 山西建筑, 2022, 48(7):5.
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[4]张运乾,卢军,卫俊宇,等. 磁悬浮变频离心式冷水机组开发研究[J]. 机电信息, 2021(13):92-95.
1磁悬浮制冷压缩机的简要回顾 磁悬浮离心式制冷压缩机从最初的研究到现在，已经有18年的时间。目前，磁 悬浮制冷压缩机已经开始大批量的投入到实际应用中。 磁悬浮制冷压缩机最早是在1993年在澳大利亚墨尔本开始研究的，领导这项技 术研究的就是发明了M ULTISTACK模块化冷水机组的RON CONRY先生。其实，他对磁悬浮压缩机的设想，最初也是从他发明的模块化冷水机组开始。RON CONRY先生完成 模块化冷水机组的发明后，也在致力于不断提高模块化冷水机组的效率。虽然模块化 冷水机组和传统的大型整体式冷水机组相比，大大改善了部分负荷下机组的制冷效率， 达到了节省全年耗电量的效果，但是，对一部分顾客来说，在那个时候，他们还不能 完全意识到改善冷水机组部分负荷运行时的效率，对节省耗电量更加重要这样的事实， 他们在进行冷水机组选择的时候，还是会比较关注冷水机组满负荷运行的效率。因此，RON CONGY先生基于这样的情况而引发了为模块化冷水机组研究一种更加高效的小 型化制冷压缩机的想法，以使模块化冷水机组不仅在部分负荷下有高于常规冷水机组 的效率，在满负荷运行时，也具有至少不低于大型整体式常规冷水机组的效率水平， 这就是磁悬浮压缩机最早构思的由来。 从1993年，磁悬浮压缩机随着研究的进程，技术不断进化发展，项目本身也历经了很多变化，最早在澳大利亚墨尔本作为MULTISTACK的一个部分，后来获得加 拿大魁北克政府的资助，整个项目迁移到加拿大蒙特利尔继续进行，再到后来，磁悬 浮压缩机的技术已经基本成熟时，DANFOSS以合资的形式加入进来，并最终演变为DANFOSS．TURBOCOR公司，开始磁悬浮压缩机的规模化生产制造。DANFOSS合资后，反过来也促进了磁悬浮压缩机技术和产品品种的进一步提升，从最初单一规格的压缩 机，已经发展到了可以分别应用于水冷型冷水机组和风冷型冷水机组的多种规格的压 缩机系列。 2磁悬浮制冷压缩机的主要特点 磁悬浮压缩机主要组成部分包括铝合金精密铸造压缩机机体、两级压缩的离心叶 轮、永磁体材料制成的一体化电动机转子／驱动轴、无刷直流电动机、电磁轴承、可调 节的吸气导向叶轮、AC／DC电源转换系统、电磁轴承控制系统、软启动控制系统等。 磁悬浮压缩机最主要的特征是采用了电磁轴承取代传统的机械轴承。在各种形式的大型制冷压缩机中，离心式压缩机最具有效率优势。但是，从原理 上来说，离心式压缩机做大容易做小难，其原因在于：离心式压缩机是通过离心叶轮 的高速旋转，将气体制挣剂加速到一定脱离速度，获得足够的动能，然后在扩压腔里，气体制冷剂完成动能向势能的转化，使制冷剂获得足够高的捧气压力。因此。获得足 够高的脱离速度，是离心式压缩机正常工作的关键所在。要达到足够的脱离速度，逢 经通常在于三种方式：(1)提高叶轮的旋转速度；(2)加大叶轮尺寸l(3)多级压缩； 提高叶轮的旋转速度会受到电动机、传动机构以厦机械轴承等的限制，加大叶轮尺寸无形增大了压缩帆的体积，井只适用于犬容量的压缩机，多级压缩也同样会加大 压缩机的尺寸，并且，会增加压缩机的复杂性，影响压缩机的效率。所以，以传统的方式实现离心压缩机的小型化几乎是天方夜谭，不可能的事情。 而磁悬浮压绾机独辟蹊径，以电磁轴承替代机械轴承，打破了转速的限制，可以用一个小直径的叶轮t通过高选10．000 RPM以上的高速旋转，获得足够的脱离速度。彻底实现了离心压缩机的小型化．RON CONRY先生等研发圃队在碰悬浮压缩机发展过 程中，关链的突破就在于将咀前只是用在航天领域的昂贵到几乎高不可及的磁悬浮轴 承技术，在保持高技木品质的同时，发展成为能够以平民化的价格进行工业化生产。应用到昔通民用产品中。
论磁悬浮离心式冷水机组在地铁通风空 调中的应用前景 摘要：长期以来，地铁通风空调的高能耗给地铁运营带来了负担，降低地铁 通风空调系统能耗已是大势所趋，而选用高效的冷水机组是地铁通风空调系统节 能减排的最基础的途径。本文介绍了一种新型的磁悬浮离心式冷水机组，简要分 析了磁悬浮离心式冷水机组的优缺点，并与传统地铁通风空调系统采用的螺杆式 冷水机组进行了运行经济性对比以及磁悬浮离心式冷水机组目前在地铁上的运用，最后对磁悬浮离心式冷水机组在今后在地铁上的应用前景进行了展望。 关键词：磁悬浮离心式；冷水机组；通风空调；应用 引言：地铁通风空调系统能耗占地铁车站总能耗的30%~50%，如何降低地铁 通风空调系统能耗一直是一个研究热点。降低空调能耗可以从多方面来执行，而 降低设备本身能耗或者说提高设备的能效比是最基础的一步，磁悬浮冷水机组正 是满足国家有关节能降耗、环保等政策的新型冷水机组，与传统螺杆式冷水机组 对比，具有无油路故障、噪声低、部分负荷时有超高的性能系数、节能环保等特点。本文将介绍磁悬浮离心式冷水机组的原理、优缺点、运行经济性和在地铁上 的应用，进一步说明磁悬浮离心式冷水机组将在地铁通风空调上有良好的应用前景。 1、磁悬浮冷水机组工作原理及节能分析 1.1磁悬浮冷水机组工作原理 磁悬浮冷水机组的核心在于磁悬浮压缩机，而磁悬浮压缩机的核心在于磁悬 浮轴承。以离心式冷水机组为例，磁悬浮离心式冷水机组在轴的周围布置了永磁 直流电机，通电后，轴在电磁场的作用下作高速旋转，并在运行过程中始终保持 主轴与轴承座之间的位置偏移量控制在 0. 007 mm 内，与轴承不存在摩擦;同时，由于无摩擦部件，减少了润滑油冷却系统。
磁悬浮制冷机组使用可行性研究报告 一、磁悬浮机组核心技术特点 1、叶轮驱动采用的是永磁无刷直流电机，传统冷水机组采用的是定频感应电机，前者损耗小，效率高。 2、叶轮直接嵌于轴上，不需要齿轮传动，减少了齿轮传动的能量损失。 3、电机驱动轴与支承座之间采用的是磁悬浮轴承，几乎不产生摩擦损耗，减少了能量损失。 4、没有轴承、齿轮的磨损，无需要润滑油，不需要润滑系统， 机 永磁电机 叶轮直接嵌于轴上
组蒸发器、冷凝器换热效率提高。 以上四点是磁悬浮冷水机组相对于其它离心机、螺杆机节能的核心技术因素。 二、冷水机组运行费用计算方法 1、第一步：确定冷水机组的参数 1）根据冷水机组COP-负荷率曲线，确定对应不同负荷率的名义制冷工况的性能参数COP 值。 2)修正COP 值。查阅冷水机组变工况修正参数表，确定机组实际运行参数;冷冻水出水e ℃、冷却水进水温度k ℃时，制冷量修正系数c ，功率修正系数d 。机组的实际COP=名义COP 值*c/d 。 3)计算冷水机组在不同负荷状态下的输入功率。 4）逐月确定不同负荷下的机组运行天数、每天运行时间。 4 8 12 16 25% 50% 75%100% 磁悬浮 普通螺杆机组离心机组 C O P 负荷率
2、第二步：计算冷水机组运行费用 计算冷水机组月运行费用。水冷机组运行费用=∑各负荷率（输入功率×每天运行时间×每月运行天数×电价）。 三、北塔酒店制冷机组运行费测算对比 1、红岛国际会展中心北塔酒店为一类高层公共建筑，建筑高度60.3米，裙房建筑高度30.3米，地上建筑面积47210.7平米，地下建筑面积23472.9平米，总建筑面积70683.7平米北塔酒店及裙房的空调系统独立设置。夏季冷负荷6000kw。 2、原方案机组参数 3、现方案机组参数
磁悬浮离心式冷水机组节能原理 1. 采取磁悬浮无油压缩机 磁悬浮离心式冷水机组的核 心部件磁悬浮无油压缩机。磁悬 浮压缩机大致可分为压缩部分、 电机部分、磁悬浮轴承及控制器、 变频控制部分如图1所示。其中 压缩部分由两级离心叶轮和进口导叶组成，两级叶轮中间预留补气口，可实现中间补气的两级压缩。压缩机采取永磁电机，结合集成在压缩机上的变频器设计，可实现0~48000r ／min 的宽广转速变更。叶轮直径小，磁悬浮轴承悬浮运转，启动转矩相应减小，结合变频和软启动模块，压缩机启动电流只需２A 。磁悬浮轴承及其控制是该型压缩机的核心。 图2 磁悬浮轴承结构示意图 如图2所示，该压缩机设有２组径向和１组轴向磁悬浮轴承，在控制器的控制下，运行过程中可始终包管主轴与轴承座之间有约7μｍ的间隙由于无机械摩擦，相对于传统机组，减少了电机损耗，变频损耗，轴承损耗，轴承损耗。使输出能量损耗只有5.5%，相比传统机组15.8%，磁悬浮离心机组具有明显的节能优势，如图3所示 2. 部分负荷优化节能 图1 磁悬浮压缩机 图3 磁悬浮机组与其他机组能量损失对比
机组绝大部分时间是在部分负荷下运行的，当机组在部分负荷情况下，压缩机的部分节能优势来自于2个方面；第一是压缩机流量的减少而降低转速；第二是由于蒸发温度的提高和冷凝温度的降低带来的压力比下降从而降低转速。 当环境温度发生变更时，建筑冷负荷也相应变更。若冷水出水温度设定值不变，冷负荷降低。使得相应的冷水回水温度降低，对应的冷机蒸发温度上升。同时负荷小，冷却水进回水温度也会降低，冷凝温度相应降低。综合蒸发温度和冷凝温度变更，不难发现，部分负荷时冷机的工作压力比减小。传统离心机采取进口导叶调节，也只能在一定范围内适应这种压力比变更。只有采取变频技术的离心机才可以通过调节转速以适应压力比的变更。通过降低转速，降低压缩机功耗。而在实际工作中，普通变频离心机由于回油等技术限制，只能在一定范围内进行变频，因此获得的节能效果有限。只有采取磁悬浮变频冷水机组才干根据实际负荷和压力比调节转速，比传统技术的冷水机在部分负荷下表示出了极高的性能，如图4所示。从而获得最大的节能效果。 图4 磁悬浮机组与其他机组性能曲线对比
磁悬浮冷水机组的优缺点 磁悬浮离心式冷水机组是一种利用先进的磁悬浮技术的空调系统，其高效的节能率、卓越的负载性能和超长的使用寿命，使其尤其适合于大型能耗建筑下的中央空调系统替换或改造，而它又有哪些优点和缺点呢? 磁悬浮离心式变频机组 1。节能高效,运行费用低； 机组采用磁悬浮压缩机技术、直流变频控制技术、无油润滑等先进技术，产品能效比有了很大提高，机组部分负荷最高能效比达26； 2。稳定可靠维保费用低； 压缩机部件采用航空合金材料和航空发动机涡轮设计，运行更安全稳定；抗喘震，磁悬浮多机头产品，运行可靠性高;无油运行,完全避免常规压缩机轴承的高摩擦损失；压缩机由航空等级的铝制铸件和高强度的热塑电子外壳制造而成,使用寿命比普通机组长15年; 3. 安装简单施工费用低； 无需软启动器，在节省数十万元变压设备的同时，对电网无冲击；无油路系统，免维护，降低运营成本； 4. 性能卓越，高效舒适; 采用磁悬浮变频压缩机，机组可实现2％—100%负荷连续智能调节，出水温度控制精度± 0.1℃,温度波动小，舒适性高； 5。静音无振动； 运动部件在磁悬浮作用下完全悬浮，压缩机内完全无摩擦,结构振动接近0，无须昂贵的减震配件; 6。绿色环保； 采用环保型冷媒R134a，对臭氧层损耗为0，属正压型冷媒,避免系统混入空气的危险. 磁悬浮离心式冷水机组，总体而言缺点也不多,主要表现在造价相对较高，业主单次投入较大，尤其是在项目中使用机组台数较多时,需要多台磁悬浮离心机组来运行调节负荷时。
中央空调系统节能改造 但如果运用合适的改造合作模式，可以极大的缓解业主的初期投资压力，如心日源推行的运用可从节能效益中支付投资成本的合同能源管理式的节能改造模式，可以令业主在不花钱的情况下完成对中央空调系统的替换或节能改造，不仅可以实现较高的节能效益，也可极大的降低风险,对改造方而言，是一种几乎不存在风险、又能实现优化设备、节能减耗的最为可行的降低运营成本的手段.
离心式与螺杆式冷水机组组合应用系统方案的性能分析 冷水机组, 性能分析, 方案, 离心式 [摘要] 本文通过对示例四种冷水机组组合应用系统方案的分析，重点比较离心式、离心式与单压缩机螺杆式或多压缩机螺杆式冷水机组组成冷水机组系统应用的满负荷和部分负荷性能，指出应根据不同的实际建筑负荷需求来合理选择冷水机组系统最佳组合方案，同时提出冷水机组系统部分负荷值(SPLV)值得进一步深入研究。 [关键词] 离心式冷水机组螺杆式冷水机组压缩式制冷冷水机组系统满负荷部分负荷效率 一、前言 随着中央空调冷水机组应用的进一步发展，冷水机组的满负荷和部分负荷性能分析研究受到日益重视。由于水冷离心、螺杆或活塞机组的大量应用，各种蒸气压缩式制冷冷水机组的满负荷和部分负荷性能特点已被逐渐了解和掌握，但对多台冷水机组组合为系统应用的性能特点相对分析得较少，本文通过对开利公司典型离心式冷水机组、单压缩机或多压缩机螺杆式冷水机组组合应用四种系统方案的性能比较和分析，深入探讨实际冷水机组系统应用的特点。 二、冷水机组的组合应用 美国开利公司和在上海的合资公司制造并应用的上千个冷水机组项目中有一个十分重要的统计分析：86%的大型中央空调项目由两台或两台以上的多台冷水机组组合成系统进行应用，而单台冷水机组应用在项目中的比例仅为14%，见下图： 图1. 开利冷水机组单台及多台组合应用在项目中的比例 A - 单台冷水机组 B - 2台相同或不同规格冷水机组 C - 2台较大规格冷水机组与1台较小规格冷水机组 D - 3台相同规格冷水机组
E - 4台及4台以上冷水机组从图1 中可以看出：两台以上冷水机组组合应用在实际项目中占有绝大多数比例，因此分析研究两台及两台以上冷水机组系统的特性具有重要的指导意义。影响冷水机组及冷水机组系统选择和组合的因素是多方面的，如项目的投资状况、制冷剂的选择要求、操作维护性等等，但冷水机组及冷水机组组合系统的满负荷和部分负荷性能直接影响着整个项目的初投资和运行费用，因此值得深入分析研究。 三、冷水机组组合应用系统方案 开利公司目前制造销售单压缩机离心式或螺杆式、多压缩机螺杆式或活塞式等三大类全系列水冷冷水机组，可提供完全应用HCFC-22或HFC-134a环保制冷剂的冷水机组系统全面解决方案。为便于分析并具有典型性，本文以空调冷负荷为5274kW（1500冷吨）的典型系统为例确定下列四种冷水机组系统组合方案。 表1. 四种冷水机组系统组合方案 注：上述离心、螺杆机组均符合中国标准空调工况[1]：冷冻水温度为7℃/12℃，冷却水温度为32℃/37℃，水侧污垢系数均为0.086㎡·℃/kW。 上述离心、螺杆机组为开利公司符合中国标准空调工况的标准选型。
磁悬浮离心冷水机组与直燃型溴化锂冷水机组之比较 磁悬浮离心冷水机组与直燃型溴化锂冷水机组之比较 一、比较条件 （1）本工程系利川地区，总制冷量Q0为5528KW，475万大卡/小时。 （2）该地区室外气候条件：夏季空气调节室外计算干球温度：35.2℃，夏季空气调节室外计算湿球温度：28.4℃。 二、磁悬浮离心冷水机组与直燃型溴化锂冷水机组定性比较 磁悬浮离心冷水机组·磁悬浮离心是利用电作为动力直燃型溴化锂冷水机组·直燃型溴化锂吸收式冷水机组源，氟利昂制冷剂在蒸发器内蒸发是以热能为动力源，如燃油、燃基吸收载冷剂水的热量进行制冷，蒸煤、燃天然气等。以水为制冷剂，本原发吸热后的氟利昂湿蒸汽被压缩机从溴化锂溶液为吸收剂，从而制压缩成高温高压气体，经水冷冷凝取7℃-12℃冷冻水供空调末端空器冷凝后变成液体，经电子膨胀阀气调节。直燃型溴化锂吸收式冷理节流进入蒸发器再循环。从而制取水机组由高发生器、低发生器、7℃-12℃冷冻水供空调末端空气调冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液节。·采用磁悬浮离心压缩机。泵、溶剂泵等组成。·直燃型溴化锂吸收式冷水机组动·工作原理：磁悬浮利用磁性“同性没有像离心冷水机组一样的制冷力相斥，异性相吸”的原理，在轴承的压缩机，其吸收器和高、低发生转子和定子间加上相应的电磁场，器的组合相当于制冷压缩机。装通过控制电磁场，使之处于相对“悬·工作动力：直燃型溴化锂置浮”状态磁悬浮系统，它是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两吸收式冷水机组是水为制冷剂，部分。在工作过程中，如果转子受溴化锂溶液为吸收剂，利用溴化到一个任何方向的扰动，就会偏离锂溶液的浓度差作为工质流动的其原来位置，这时传感器检测出转动力。子偏离原点的位移，作为控制器的·直燃型溴化锂吸收式冷水机组的性能系数一般只有1.5-1.7。直动力微处理器将检测的位移变换成控制装信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在燃型溴化锂吸收式冷水机组是一种不节能的产品。它只是电能的置执行磁铁中产生磁力，从而驱动转利用少了，而转变为利用热能，子返回到原来平衡位置。因
磁悬浮变频离心式冷水机组开发研究作者：张运乾卢军卫俊宇李镇杉杨志华 来源：《机电信息》2021年第13期
摘要：當前建筑能耗在社会总能耗中所占比例越来越大，国家七部委发文要求提升大型公共建筑制冷能效，这对于促进绿色高效产品供给和消费、推进节能改造等方面提出了任务要求。现介绍了磁悬浮变频离心式冷水机组开发的过程、机组的技术特点和优势，并与200 RT 螺杆机组进行了对比研究，对其节能性能进行了计算分析。结果表明，在相同的条件下，相较于螺杆机组，磁悬浮机组的IPLV提升约42%，电机功耗降低约30%，设备能耗、电费均降低约30%，节省运行费用约30%。
关键词：磁悬浮;离心式冷水机组;螺杆机组;节能;IPLV 0 引言 我国是能源消耗大国，其中建筑能耗约占社会总能耗的20%～30%。目前，建筑能耗已与工业能耗、交通能耗并列，成为我国能源消耗的三大“能耗大户”之一。随着人们生活水平的不断提高，居民对室内环境的舒适度要求也越来越高，更高的要求意味着更多的能源需求，建筑能耗必将大幅增加，其在社会总能耗中所占比重也会越来越大。2019年，国家七部委发布《绿色高效制冷行动方案》，要求到2030年大型公共建筑制冷能效提升30%。离心式冷水机组作为大型建筑制冷系统的重要组成部分，其综合运行能效直接影响建筑制冷能效。《冷水机组能效限定值及能效等级》（GB 19577—2015）[1]更是直接将IPLV作为能效等级评定的指标之一。 据《机电信息·中央空调市场》最新数据显示，2019年上半年磁悬浮中央空调市场增幅达到43.70%，远超冷水机组的平均增幅[2]。 本文主要对磁悬浮变频离心式冷水机组的技术特点和优势进行介绍，并与200 RT螺杆机组进行了对比研究，对其节能性能进行了计算分析。 1 磁悬浮变频离心式冷水机组技术特点 1.1 概述 为了提高机组的综合运行能效，变频技术最先应用于离心式冷水机组，通过调节压缩机转速改变制冷机的有效流量，从而实现冷量的调节。随着技术的不断发展，变频技术已在离心式冷水机组上得到广泛应用，随后行业陆续推出了变频直驱等技术，通过减少齿轮传动机构进一步降低机组运行时的机械损耗。磁悬浮变频离心式冷水机组就是利用磁悬浮轴承，通过磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触，避免了直接接触所带来的机械摩擦损耗。 1.2 双级压缩循环 1.2.1 补气增焓技术 补气增焓技术采用了经济器循环设计，通过准二级压缩中间冷却的原理，解决了高压缩比及高排气温度的问题。采用补气增焓技术的压缩机通过中间压力吸气孔吸入一部分中间压力气体，与经过部分压缩的冷媒混合后再压缩，实现了以单台压缩机实现两级压缩的过程，其系统原理如图1所示。 1.2.2 制冷循环
磁悬浮冷水机组可行性研究报告 一、引言 磁悬浮冷水机组是一种新型的制冷设备，采用磁悬浮技术来实现无接触运转， 具有高效节能、低噪音、可靠性高等优点。本报告旨在对磁悬浮冷水机组的可行性进行研究，包括市场需求、技术可行性、经济可行性和环境可行性等方面的分析。 二、市场需求分析 磁悬浮冷水机组在工业、商业和住宅等领域的需求日益增长。随着人们对节能 环保的重视和对舒适度要求的提高，传统的冷水机组逐渐被磁悬浮冷水机组所取代。据市场调研数据显示，全球磁悬浮冷水机组市场规模估计将达到XX亿美元，并且有望保持稳定增长。 三、技术可行性分析 1. 磁悬浮技术：磁悬浮冷水机组采用磁力悬浮技术，通过磁场使得压缩机悬浮 运行，避免了传统机组中的机械接触，减少了能量损耗和运行噪音。 2. 制冷效果：磁悬浮冷水机组具有较高的制冷效果，能够满足不同场所的冷却 需求，且具有较高的稳定性和控制精度。 3. 能效比：与传统冷水机组相比，磁悬浮冷水机组的能效比更高，能够实现更 低的能耗和运行成本。 四、经济可行性分析 1. 初始投资：磁悬浮冷水机组的初始投资相对较高，主要包括设备购置费用和 安装费用。但由于其高效节能的特点，能够在长期运行中降低能耗和维护成本，从而实现投资回报。
2. 运行成本：磁悬浮冷水机组的运行成本相对较低，主要包括电力消耗和维护费用。由于能效比高，能够降低能耗，从而减少运行成本。 3. 经济效益：磁悬浮冷水机组的应用能够提高制冷效果，提升舒适度，减少能耗和运行成本，从而带来较高的经济效益。 五、环境可行性分析 1. 节能减排：磁悬浮冷水机组采用磁悬浮技术，减少了机械接触和能量损耗，能够实现节能减排的目标，对环境友好。 2. 低噪音：磁悬浮冷水机组的运行噪音较低，能够提供更加肃静的工作和生活环境。 3. 可持续发展：磁悬浮冷水机组具有较长的使用寿命和稳定的性能，能够满足可持续发展的要求。 六、总结与建议 通过对磁悬浮冷水机组的可行性研究，我们可以得出以下结论： 1. 磁悬浮冷水机组具有广阔的市场需求，能够满足人们对节能环保和舒适度的要求。 2. 磁悬浮技术的应用使得磁悬浮冷水机组具有较高的技术可行性，能够实现高效节能的制冷效果。 3. 尽管初始投资较高，但磁悬浮冷水机组的运行成本较低，能够带来较高的经济效益。 4. 磁悬浮冷水机组的应用能够实现节能减排和提供更加环境友好的工作和生活环境。
磁悬浮离心式冷水机组市场调研报告
目录 序言 (1) 1、磁悬浮与磁悬浮变频离心式空调主机 (4) 1.1 磁悬浮技术 (4) 1.2 磁悬浮轴承与磁悬浮压缩机 (4) 1.3 磁悬浮变频离心式冷水机组 (6) 1.3.1 磁悬浮无油满液式水冷冷水机组 (8) 1.3.2 磁悬浮变频模块机组 (8) 2、主要企业产品名录与案例介绍 (10) 2.1 海尔 (10) 2.3.1 企业简介 (10) 2.1.2 产品名录 (11) 2.1.3 应用案例 (13) 2.2必信 (16) 2.2.1 企业简介 (16) 2.2.2 产品名录 (17) 2.2.3 应用案例 (18) 3 总结 (23) 3.1 理论体系 (23) 3.1.1磁悬浮压缩机 (23) 3.1.2 磁悬浮离心式冷水机组 (26) 3.2 节能依据 (28) 3.3 计算方法 (30) 3.3.1 用于新建建筑时 (30) 3.3.2 用于既有建筑改造时 (30) 3.4 纵向对比 (31) 3.5 横向对比 (33)
序言 在电制冷空调系统中，按照承担室内负荷的介质不同，中央空调系统可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和制冷剂系统。除制冷剂系统外，其他三种中央空调系统的主机都为冷水机组。而按照压缩机形式的不同，冷水机组可分为活塞式、螺杆式、离心式和模块化冷水机组。四种冷水机组的性能对比如下表所示：
活塞式冷水机组由于固有的缺陷，目前已经很少使用。既有和新建建筑中广泛使用的是螺杆式、离心式和模块化冷水机组。在既有建筑，特别是使用年限超过10年的建筑中，冷水机组存在以下几个方面的问题： 1、设计不严谨，机组选型偏大 这个问题主要是由于中央空调设计阶段，负荷计算不严谨，导致机组选型偏大。普通冷水机组调节能力较差，一般在50%~80%的负载率时能效比较高。选型偏大导致冷水机组长期处于低负载率条件下运行，能效比低，电能浪费严重。 2、机组老化严重，能效比低 运行条件恶劣，围护保养不到位，是冷水机组普遍存在的问题，带来的后果就是冷水机组老化严重。此外，普通冷水机组必须采用润滑油，而润滑油不可避免的进入制冷循环，影响换热器换热，降低机组制冷量和能效比。据统计，当制冷系统含油量为4%时，机组能效比降低9%，而当含油量增大到7%时，能效比将下降13%。普通冷水机组每年制冷量衰减为3%~8%。 3、使用淘汰冷媒，环保性差 R22由于对臭氧层有破坏作用而面临被淘汰的命运，根据最新的《蒙特利尔协议》规定，中国到2015年停止以R22为制冷剂的机组，每年生产的R22只能用于旧机组的维护，到2030年彻底淘汰R22。以R22为制冷剂的冷水机组，在既有建筑中央空调系统中占有较大比重，特别是使用年限超过10年的建筑，其冷水机组基本使用的是R22。 4、机组故障率高，维保费用严重。 机组老化严重以及必须使用润滑油导致冷水机组故障率高，维保费用高。冷水机组一般两年左右就要更换一次润滑油和制冷剂，还需要对换热器进行清洗，以确保机组安全、高效运行。而这些维保工作不仅需要人力和财力，对于机组本身也是一种伤害。
磁悬浮离心式冷水机组 摘要:随着时代与经济的快速发展，节能环保和节能减排也成为必不可少的一个环节。长 期以来，中央空调的“高能耗、二次污染”等问题给建筑能耗带来的负担，以及产品运行过程中 产生的油污、温室效应等问题对自然环境的二次污染，中央空调的耗电量大和对环境的污染已经 是尽人皆知。而磁悬浮离心式冷水机组与传统离心式冷水机组对比，显示了磁悬浮离心式冷水机 组无油路故障、噪声低、部分负荷时有超高的性能系数、节能环保等特点，满足了时代发展的需要。 关键词：磁悬浮技术、高效、环保 引言：2012年12月由国家发展和改革委员会（以下简称发改委）下发的《国家重点节能技术推广目录》（第五批）中第42项为“磁悬浮变频离心式中央空调机组技术”，目录对该项技术的简介是：“利用直流变频驱动技术、高效换热器技术、过冷器技术、基于工业微机的智能抗喘振技术，以及磁悬浮无油运转技术等，从根本上提高离心式中央空调的运行效率和性能稳定性”，“单台平均节能7%”。该目录给出的到2015年“行业内推广比例”为10%,投资金额为5亿元，每年可节约标准煤39万吨。 1磁悬浮技术及发展 1.1磁悬浮技术 磁悬浮是利用磁力使物体处于无接触悬浮状态，磁悬浮技术的研究首先始于磁悬浮列车，伴随着现代控制理论和电子技术的飞跃发展，上世纪60年代中期磁悬浮技术跃上了一个新台阶，向应用方向转化，开始研究磁悬浮轴承。 磁悬浮技术的系统，是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，假设转子在平衡位置上受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置见图一。
胃磁悬浮变频离心式冷水机组能效实测研究’ 清华大学钱漾漾☆魏庆宂△邓杰文张辉 摘要对国内不同城市磁悬浮冷水机组节能改造工程的实际运行效果进行了详细测试，实测数据表明，磁悬浮冷水机组在整个供冷季的平均运行能效高于相关国家标准规定的最高能效，远高于现有常规螺杆式或定速离心式冷水机组的供冷季实际运行能效。但磁悬浮冷水机组在实际应用过程中，也存在着多台冷水机组负荷分配不均、未能充分发挥其部分负荷下的高效特点、输配系统水泵能耗偏高等问题，系统能效仍然存在很大的提升空间。 关键词磁悬浮离心式冷水机组运行实测能效节能改造 0引言 磁悬浮冷水机组压缩机采用磁悬浮轴承，利用磁力作用使转子处于悬浮状态，在运行时不会产生机械接触，不会产生运转摩擦损耗，从而无需润滑油系统，免除了润滑油系统的各种问题［1］。同时，无润滑油运转使得离心式压缩机的叶轮可以实现更髙转速运行，通过减小叶轮直径、提髙转速使得离心式制冷机满足制冷量为0.2~1MW的供冷需求，大大扩充了离心式制冷机的应用范围。 作为一项新兴的髙效空调技术，磁悬浮冷水机组近年来引起了业内的广泛关注，同时其实际节能效果及经济性也存在一定的争议。朱伟峰、杨谦、王黛娜等人实测了夏季部分负荷工况下磁悬浮冷水机组的运行效率，冷水机组实测单点性能系数分别为10,8和6.5刘拴强等人实测了磁悬浮冷水机组作为髙温冷水机组时的单点效率，在夏季满负荷工况下，当冷水供水温度为17.5°C时，冷水机组性能系数COP达到8.9。香港某商场将普通离心机替换为磁悬浮离心机后，制冷站的全年总能耗下降了9.6%,冷水机组全年平均COP为6［6］。上述研究多针对磁悬浮冷水机组的某一工况进行实测分析，对其在整个制冷季的运行效率缺少详细的实测与分析，同时，也缺乏对其适用性、可行性的客观评价。
磁悬浮离心式冷水机组工作原理 磁悬浮离心式冷水机组是一种高效、低噪音的冷却设备，在许多领域得到了广泛应用。那么，该机组的工作原理是什么呢？下面将详细介绍。 磁悬浮离心式冷水机组主要由压缩机、磁轴承、离心式冷凝器、膨胀阀、磁悬浮驱动 控制系统、自动化控制系统等组成。其中，磁轴承是该机组的核心部件。 1.压缩机的工作 磁悬浮离心式冷水机组的压缩机采用磁悬浮技术，将电磁力应用于控制叶轮的位置和 速度。当电机启动时，压缩机的磁轴承就会吸引叶轮，形成离心运动。此时，空气中的磁 场就会产生摩擦力，使得叶轮保持高速旋转，从而实现了冷水机组的制冷效果。 2.冷凝器的工作 在磁悬浮离心式冷水机组中，冷凝器是将制热的冷却水冷却之后，变为沸腾状态的重 要组成部分。具体来说，压缩机将高温高压的气体通过冷凝器流经制冷水，将气体的温度 降低，转化为液态。这样，冷凝器和制冷水之间的热量交换就可实现。 3.膨胀阀的工作 膨胀阀是磁悬浮离心式冷水机组核心部分之一。它的作用是通过调节进入膨胀阀的制 冷剂量，使得冷凝器内的压力、温度、流量以及制冷水的温度、流量都能得到合理控制， 从而实现优化制冷效果。 4.磁悬浮驱动控制系统的工作 磁悬浮驱动控制系统是磁悬浮离心式冷水机组的重要部分。其主要功能是通过调节电 磁铁的交流电压、频率及相位等，来控制叶轮的位置、转速以及转运动方向。通过这一过程，可以实现磁力与重力的平衡，确保叶轮在高速旋转时不会进一步受到外界的扰动。 自动化控制系统是磁悬浮离心式冷水机组的另一个重要部分。其主要作用是对机组运 行的各个参数进行监测、控制和调节，从而保证机组运行的有效性和稳定性。具体来说， 该系统将磁悬浮驱动控制系统实时获得的数据，通过计算机的处理，对机组进行智能化控制，进而实现对机组的自动化管理和控制。 三、总结 磁悬浮离心式冷水机组的工作原理，是通过压缩机、离心式冷凝器、膨胀阀以及磁悬 浮驱动控制系统和自动化控制系统等组成部分的相互作用，实现了机组的制冷效果。相比
磁悬浮模块化冷水机组 摘要：本文所提到的磁悬浮模块化冷水机组中，磁悬浮所表示的是磁悬浮压缩机，模块化所表示的是冷水机组。本文将从压缩机的发展与模块化冷水机组的发展到磁悬浮模块化冷水机组的结合来介绍。并介绍各个发展阶段的问题和改进方法。 一、引言： 1985年，MULTISTACK在澳大利亚墨尔本首创了模块化冷水机组，这一与20世纪工业设计潮流相一致的重要发明，以其所标识的节能性、可靠性和灵活性，将制冷空调技术的发展带入了一个新的方向。今天，世界许多国家和地区的用户，都能够正视感受到模块化空调技术所带来的好处，并且在中国，使用模块化冷水机组的建筑越来越多。在2004年MULTISTACK发明了磁悬浮模块化冷水机组，使制冷空调技术的发展又进入了一个新的时代。 二、模块化冷水机组： 模块化冷水机组的发明者Mr. Ron Conry拥有20年在美国和澳大利亚空调业的从业经验，在20年中他在心中勾勒了一种理想制冷系统的愿望清单： ---紧凑节省空间、易安装且便于操作； ---峰值运行，高效节能； ---可靠且便于维护； ---调节灵活且扩容方便； 在这样的愿望下，他发明了模块化冷水机组。在模块化冷水机组的发明中创造了很多个第一： 1、第一个将板式热交换器应用在冷水机组； 2、第一个将冷水机组内安装水过滤器；
3、第一个开始无油磁悬浮离心式制冷压缩机技术的研究； 4、创造了第一台模块化热泵机组； 5、创造了第一台模块化热回收机组 在模块化冷水机组的发明初期，主要用到的是以下几种设备（压缩机、热交换器、水过滤器）： 1、涡旋式制冷压缩机：全封闭涡旋式制冷压缩机马达密封与机 体内部，吸入的冷媒均匀的流过马达，对马达进行充分的冷 却，确保马达在最佳的环境和温度下工作。涡旋式压缩机内 的动涡旋盘在马达的群东西啊，与静涡旋盘做圆周啮合运动， 纯旋转运动使压缩机的工作平稳、安静。涡旋式压缩机通过 集合结构控制压缩机的吸气和排气过程，没有吸气阀片和排 气阀片，避免了阀片的损失，因此比传统的活塞式压缩机具 有更高的工作效率。 2、螺杆式压缩机：使用的是40000小时长寿命的高强度轴承， 通过电脑控制的压缩机均衡运行，机组使用寿命期内完全不 需要更换轴承。并且与压缩机一体的高效油分离器，将98% 以上的润滑油从排除的冷媒中分离出来，避免过多的润滑油 进入系统，保持压缩机的润滑和机组的效率。 3、板式热交换器：对于水冷型机组，冷凝器和蒸发器为高效、 紧凑、耐腐蚀的MTB钎焊板式热交换器。其板片由不锈钢 制成，在真空炉内焊接而成，板式换热器的制造过程绝对满 足制冷系统对洁净、干燥和无泄漏的要求。由人字形板片以 各种相反的方向叠加组合而成的办式热交换器，其内部通道 使水流形成旺盛的紊流状态，不仅提高了换热效率，而且延
监利市民之家空调冷热源方案的优化 作者：张昊 来源：《科技创新与生产力》 2018年第8期 摘要：中央空调系统冷热源能耗高、投资大，选择合理的方案对于减少建筑能耗、降低工 程造价起着至关重要的作用。以监利市民之家为例，首先对空调冷热源方案进行比选，确定采 用电制冷加燃气锅炉，然后在此基础上进行优化，通过技术经济分析最终选用磁悬浮变频离心 式冷水机组加冷凝式真空热水锅炉，以达到经济节能的目的。 关键词：空调冷热源：磁悬浮变频离心式冷水机组：冷凝式真空热水锅炉：节能环保 中图分类号：TU 831 文献标志码：A D O I：10.3 96 9/j issn.1674- 914 6.2 018.08.035 据统计，建筑物能耗约占公共机构能耗总量的70%。以办公建筑为例，中央空调系统能耗 约占建筑能耗的60%．照明、办公设备、电梯等约占40%。在中央空调系统能耗中，冷热源能耗占50%~60%。高级民用建筑中央空调系统的投资约占建筑总投资的10%以上，而冷热源投资占中央空调系统总投资的50%—70%阴。由此可见，中央空调系统冷热源能耗高、投资大，选择合理 的方案对减少建筑能耗、降低工程造价起着至关重要的作用。 本文通过对监利市民之家空调冷热源方案的优化，以期为解决类似问题提供参考。 1 监利市民之家工程概况 监利市民之家位于湖北省荆州市监利县经济开发区监利大道与工业园路东北角，规划总用 地面积117 198.94 m 2．建设用地面积95 616.35 m 2．建筑占地面积9 910.89 m 2．容积率0.42．总建筑面积59 500.5 m2．建筑高度31.6 m．其中地下一层主要为车库、设备用房和餐厅，建筑面积19 795.1 m 2：地上5层主要为市民服务中心、电商中心、招商中心及配套设施，建筑面积39 705.4 m2。 监利县是国家商品粮和农副产品基地，境内河网密布，因“监收鱼盐之利”而得名。监利 市民之家“双鱼抱水”的建筑设计理念寓意“滴水之恩，涌泉相报”，充分体现政府和百姓 “鱼水情深”的美好愿景，营造出一个具有地方特色、公共开放的城市空间。 2 空调负荷 本工程空调建筑面积28 500 m2．经鸿业暖通空调负荷计算软件计算，夏季最大冷负荷4 304 kW．空调建筑面积冷指标为151w/m2：冬季最大热负荷2 708 kW，空调建筑面积热指标为 95 W/m2。 3 空调冷热源方案的比选及优化 3.1 内外部条件