磁悬浮离心式模块机冷水机的研制和应用
磁悬浮冷水机组制冷工作原理和优缺点
磁悬浮冷水机组制冷工作原理和优缺点什么是磁悬浮冷水机组磁悬浮制冷，是指离心式冷水机组采用了磁悬浮技术，降低了机械损耗，制冷运行更加高效、节能。
从结构图中我们可以看到，相较于普通的变频离心机，磁悬浮变频离心机的不同部位和关键就在于磁悬浮离心压缩机。
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部分。
磁悬浮轴承是一种利用磁场，使转子悬浮起来，从而在旋转时不会产生机械接触，不会产生机械摩擦，不再需要机械轴承以及机械轴承所必需的润滑系统。
磁悬浮冷水机组中，使用了磁悬浮轴承技术，利用磁场使转子悬浮起来，旋转时与叶轮没有机械接触，不会产生机械磨损，不再需要机械轴承以及相应的润滑系统。
磁悬浮冷水机有什么优势？磁悬浮变频离心冷水机，之所以比普通变频离心冷水机有优势，关键就在于磁悬浮离心压缩机。
普通离心压缩机是电机驱动通过传统的轴承传动工作的，而磁悬浮离心压缩机是通过永磁电机带动磁悬浮轴承工作的，正因为这样的工作原理，使得磁悬浮离心冷水机有了巨大的优势。
1、节能：机组在部分负荷运行条件下，峰值效率COP高达12。
以一般空调系统全年运行统计，比其它冷水机组节电率高达35%2、日常维护费用低：磁悬浮机组系统运动部件少，没有复杂的油路系统、油冷却系统油过滤器等，无需每年清洗主机，只需要做蒸发、冷凝器水垢处理清洗，蒸发冷凝器一次清洗费用为0.1~0.2万，且可节省维护时间，避免因制冷需求高峰清洗机组造成不便3、运行噪音与振动低：磁悬浮机组没有机械摩擦，具有气垫阻隔震动，机组产生的噪音和振动极低，压缩机噪音低于77dB，无需减震垫或弹簧减震器和隔音机房。
4、无摩擦损耗：没有机械轴承和齿轮，没有机械摩擦损失，没有润滑油循环，纯制冷剂压缩循环，无需润滑油的加热或冷却，与传统的离心式轴承的摩擦损失相比，磁悬浮轴承的摩擦损失仅为前者的2％左右5、启动电流低：常规大螺杆机组的配用电机大，在启动的瞬间会产生的高冲击电流，一般达到200A-600A，波及电网的稳定，因此在电网设计时必须要考虑防护措施。
谈磁悬浮离心式冰水机制冷节能的技术优势与应用
ｍａ ｇ ｌ ｅ ｖ ｃ ｅ ｎｔ ｒ ｉ ｆ ｕｇ ａ ｌ ｒ ｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｅ ｎｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎｇ ｔ ｅ ｃ ｈｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
ＸＩ Ａ Ｇｕ ｏ一 １ ４ ， ｅ ｉ ＷＡＮＧ ｌ ｈｌ ｉ — ｔ ａ ｏ Ｆ ＡＮ Ｄｉ ｎ ｇ一 七 ｚ ， ＂ Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ Ｔｈ ｅ Ｍａ ｇ ｌ ｅ ｖ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕｇ ａ ｌ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｍａ ｃ ｈｉ ｎ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎｇ ａ ｎ ｄ ｈｉ ｇ ｈ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ，
夏 国伟 王辉 桃 范定坤
（胜宏科 技 （ 惠州 ） 股份 有 限公 司 ，广 东 惠 州 ５ １ ６ ２ １ １ ）
－
ｌ ＿ 争 ｌ 翰 奄
摘
要
磁悬浮 离心 式冰 水机 因节能 高效 、无磨损 、寿命长 、运 营成本低等等优点而 不断被人
们所接 受 ，随着磁 悬浮技术的进 步，成本下降将进入我们 生产、生活的方方面面
合 能 效 系数 ）为 １ ２ ． ｏ ｓ ｌ ｆ ＇ ， ｊ 极其优异Ｉ ， Ｉ 勺 部 分 荷 效率 。
随 着 磁 悬 浮 离 心 式 冰 水 机 制 作 技 术 越 来 越 成 熟 ，设 备成本 不断 下降 ，磁悬 浮披 术 已 仪 仪 制 于 军 工 、航 大 领 域 ，逐 渐 应 川 Ｊ 商业 、农、 ： 厂 业 领 域 ，磁 悬 ｝ 子离 心 式 冰 水 机 的 普 及 川 １ 越 米 越Ｊ 泛 。 传 统 螺 杆 式 冰 水 机 其 能 耗 高 、效 ： 低 ，
超详细：磁悬浮技术和磁悬浮离心式冷水机组开发
超详细：磁悬浮技术和磁悬浮离心式冷水机组开发磁悬浮技术（magnetic suspension technique）：是利用磁场力使物体沿着一个轴或几个轴保持一定位置的技术措施。
磁悬浮离心式冷水机组的核心是磁悬浮离心压缩机，其主要由叶轮、电机、磁悬浮轴承、位移传感器、轴承控制器、电机驱动器等部件组成。
磁悬浮轴承是一种利用磁场，使转子悬浮起来，从而在旋转时不会产生机械接触，不会产生机械磨擦，不再需要机械轴承以及机械轴承所必需的润滑系统。
在制冷压缩机中使用磁悬浮轴承，所有因为润滑油而带来的问题将不复存在。
磁悬浮变频离心机一举克服了传统机械轴承式离心机能效受限、噪音大、启动电流大、维护费用高等一系列弊端，是一种更为节能、高效的中央空调产品。
2、什么是“IPLV”？IPLV（integrated part load value)综合部分负荷性能系数是用一个单一数值表示空气调节用冷水机组的部分负荷效率指标，它基于下表规定的IPLV工况下机组部分负荷的性能系数值，按照机组在各种负荷下运行时间的加权因素，通过IPLV公式得到的数值。
综合部分负荷性能系数 IPLV：1其对臭氧的破坏（ODP）为0，在最新的蒙特利尔协议中没有设置禁用时间表，且属于正压冷媒，外界大气不容易渗入系统，工作压力低，容器安全有保障，无明显毒性或可燃性。
2运行噪音低满载状态下噪音低至70dB左右，部分负荷下噪音更低，比常规机组低20dB左右。
运行噪音低的特点使得磁悬浮压缩机特别适用于对噪音有严格要求的星级酒店、医院等的新建和既有建筑的改造工程。
31）磁悬浮压缩机的轴与轴承不接触。
2）与传统轴承相比，磁悬浮轴承没有机械摩擦，仅有气流摩擦，而气流摩擦的能量损耗仅为机械摩擦的2%；3）90%的压缩机烧毁事故由润滑油失效引起，磁悬浮压缩机彻底去除了因回油问题而导致的大量故障。
4）当使用润滑油时，会在换热器表面产生一层油膜，这样会阻隔换热器的吸热和放热，影响换热器的换热效果。
磁悬浮变频离心式冷水机组开发研究
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;IPLV0 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。
磁悬浮冷水机组可行性研究报告
磁悬浮冷水机组可行性研究报告引言概述：磁悬浮冷水机组是一种新型的制冷设备，利用磁悬浮技术实现无接触运转，具有高效节能、低噪音等优势。
本文旨在对磁悬浮冷水机组的可行性进行研究，并探讨其在实际应用中的潜力。
一、节能效果1.1 能效比高：磁悬浮冷水机组采用磁悬浮技术，无需传统轴承，减少了能量损耗，能效比相对较高。
1.2 动力消耗低：由于无摩擦、无磨损，机组运转时动力消耗较低，进一步提高了节能效果。
1.3 高效换热：磁悬浮冷水机组的换热效果优异，能够快速降低水温，提高制冷效率。
二、运行稳定性2.1 无振动噪音：磁悬浮冷水机组采用磁悬浮技术，无需传统轴承，消除了振动和噪音问题，运行更加平稳。
2.2 长寿命运行：由于无接触运转，磁悬浮冷水机组的部件磨损较小，寿命更长，减少了维护和更换成本。
2.3 高温适应性强：磁悬浮冷水机组能够适应高温环境，不会因为高温而导致性能下降，具备较强的适应性。
三、环保性能3.1 无污染排放：磁悬浮冷水机组不需要使用冷媒，避免了冷媒泄漏对环境的污染，具备较高的环保性能。
3.2 节约水资源：磁悬浮冷水机组采用闭式循环系统，能够循环使用水资源，减少了对水资源的消耗。
3.3 低能耗运行：磁悬浮冷水机组的低能耗运行，减少了对电力资源的需求，有利于节约能源。
四、应用前景4.1 工业应用潜力：磁悬浮冷水机组在工业领域具有广阔的应用前景，可用于制冷、冷却等多个方面。
4.2 商业建筑需求：商业建筑对制冷需求较大，磁悬浮冷水机组不仅能满足需求，还能提高能效，节约运行成本。
4.3 环境保护导向：随着环保意识的提高，磁悬浮冷水机组作为一种环保型制冷设备，将得到更广泛的应用。
五、存在问题及展望5.1 高成本制约：目前，磁悬浮冷水机组的制造成本较高，限制了其在市场上的推广和应用。
5.2 技术难题：磁悬浮技术的应用还存在一些技术难题，如控制系统的稳定性和可靠性等，需要进一步研究和改进。
5.3 市场竞争：与传统冷水机组相比，磁悬浮冷水机组在市场上面临竞争，需要不断创新和提升性能。
磁悬浮变频离心式冷水机组
·15案例名称：中国建筑设计研究院创新科研示范中心案例地点：北京市西城区车公庄大街19号开（竣）工时间：2017年1～6月应用单位：中国建筑设计研究院案例提供单位：青岛海尔空调电子有限公司1 项目规模中国建筑设计研究院创新科研示范中心建筑面积4.14万m2，中央空调制冷系统采用两台LSBLX150/ R4(BP）磁悬浮变频离心式冷水机组（施工现场见图1、图2）。
2 技术原理2.1 采用磁悬浮永磁同步电机磁悬浮永磁同步电机主要由转子、端盖及定子等部件组成。
其工作原理是在电动机的定子绕组中通入三相电流，通入电流后在电动机的定子绕组中形成旋转磁场，转子上安装有永磁体，在定子中产生的旋转磁场会带动转子进行旋转，最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相等。
永磁同步电机具有功率密度高，体积小巧，重量轻、结构紧凑、电机效率高的优势。
2.2 开发磁悬浮无油变轨运转技术电机转轴和叶轮组件通过数字控制的磁轴承系统在旋转过程中悬浮，完全消除金属与金属之间的接触，不会磨损表面。
通过5组定位传感器感应轴承控制器，调整电流，改变磁轴承磁场大小，将转子调整至运转中心位置，保证安全运行。
转轴转速为48000rpm，定位信号响应频率50kHz，纠偏动作高达10万次/s。
三级变轨控制能够保证机组在正常轨道外也安全的运行并停机，不会发生轴与其他零部件摩擦而烧毁的情况。
3 技术特点①压缩机采用磁悬浮轴承，实现零摩擦，提升机械效率，提高转速、减小叶轮尺寸，压缩机体积和重量显著下降。
②压缩机启动仅需满足支撑转轴重量的电磁力即可，启动电流和噪音低。
设备启动前无需预热，可在低环境温度下正常启动。
③采用无级变频技术，压缩机转速可以无限小，扩大了运行调节范围，性能系数高，无润滑油回油问题。
④部分负荷最高能效比达到26，综合工况能效比达到11.98，并实现物联网智能云服务远程控制，无人值守。
⑤磁悬浮冷水机组由于自身的多机头结构及精密的控制程序可以使机组低负荷运行时间占总运行时间的50%左右，部分负荷的高能效得以充分发挥。
磁悬浮离心式冷却器技术规范书
磁悬浮离心式冷却器技术规范书1. 引言本技术规范书为磁悬浮离心式冷却器的设计、制造和安装提供指导。
磁悬浮离心式冷却器是一种先进的冷却设备，通过磁悬浮技术实现离心式冷却器的无接触运行，具有高效、节能和可靠的特点。
2. 技术要求2.1 设计要求：- 冷却器的设计应符合相关法规和标准的要求。
- 设计应考虑冷却介质的温度、流量和压力等参数。
- 设计应考虑周围环境的条件，如温度、湿度和腐蚀性物质等。
2.2 制造要求：- 冷却器的制造应满足设计要求，并通过必要的测试和检验。
- 磁悬浮系统的制造应符合相关的机械和电气安全标准。
2.3 安装要求：- 冷却器的安装应按照制造商提供的说明进行。
- 安装人员应具备相应的技术资质，并按照相关法规和标准操作。
3. 技术参数3.1 冷却介质：- 温度范围：XX℃-XX℃- 流量范围：XX-XXm3/h- 压力范围：XX-XXMPa3.2 功率要求：- 主电机功率：XX kW- 辅助设备功率：XX kW3.3 功能要求：- 冷却器应能在长时间运行下保持稳定工作状态。
- 冷却器应具备自动控制和保护功能，可根据冷却需求进行调节和监测。
4. 检测和验收4.1 冷却器的检测应包括以下内容：- 外观检查，包括设备表面的损伤和涂层的质量等。
- 功能检测，包括运行状态、控制系统和保护装置的功能等。
- 安全性检测，包括系统的漏电、过载和过温保护等。
4.2 验收标准：- 冷却器的外观应符合设计要求和相关标准。
- 冷却器的功能应符合设计要求并通过相应的测试。
- 安全性能应符合相关法规和标准的要求。
5. 维护和保养5.1 维护要求：- 定期检查冷却介质的流量、温度和压力等参数，并进行必要的维护和调整。
- 检查磁悬浮系统的工作状态，确保其稳定性和可靠性。
5.2 保养要求：- 清洁冷却器外表面和内部构件。
- 检查冷却介质的水质情况，并采取必要的处理措施。
6. 安全注意事项6.1 操作人员应按照相关操作规程进行操作，禁止非专业人员操作设备。
磁悬浮冷水机组可行性研究报告
磁悬浮冷水机组可行性研究报告引言概述磁悬浮冷水机组作为一种新型的冷水机组技术，具有高效节能、低噪音、可靠性高等优点，近年来备受关注。
本文将对磁悬浮冷水机组的可行性进行研究，从技术、经济和环境等方面进行分析，旨在评估该技术在实际应用中的可行性和优势。
一、技术可行性1.1 磁悬浮技术的原理磁悬浮冷水机组采用磁悬浮技术使压缩机与机电之间无接触，通过磁力悬浮实现旋转运动，避免了传统机械轴承的磨损和能量损耗，提高了机组的效率和可靠性。
1.2 磁悬浮冷水机组的优势磁悬浮冷水机组具有高效节能、低噪音、运行平稳等优点。
相比传统的冷水机组，磁悬浮冷水机组的能效比更高，能够显著降低能耗，提高制冷效果，减少运行成本。
同时，由于无接触运转，磁悬浮冷水机组的噪音较低，能够提供更加舒适的工作环境。
1.3 磁悬浮技术的应用前景磁悬浮技术作为一种创新的制冷技术，具有广阔的应用前景。
在工业、商业和住宅等领域，磁悬浮冷水机组可以有效应对能耗问题，提高能源利用率，降低环境污染，符合可持续发展的要求。
二、经济可行性2.1 磁悬浮冷水机组的成本磁悬浮冷水机组的创造成本相对较高，主要包括磁悬浮技术的研发和应用成本，以及相关设备和材料的采购成本。
但随着技术的进步和市场的扩大，成本会逐渐降低。
2.2 磁悬浮冷水机组的运行成本磁悬浮冷水机组的运行成本相对较低。
由于采用了磁悬浮技术，机组的能效比较高，能够显著降低能耗，减少能源消耗和运行成本。
此外，由于机组的运行平稳，维护成本也相对较低。
2.3 磁悬浮冷水机组的投资回报率尽管磁悬浮冷水机组的初投资较高，但由于其高效节能的特点，可以在较短的时间内实现投资回报。
根据实际运行情况和能耗数据，可以进行经济效益评估，为投资决策提供参考。
三、环境可行性3.1 节能减排效果磁悬浮冷水机组采用磁悬浮技术，能够显著提高能效比，降低能耗，实现节能减排的目标。
与传统冷水机组相比，磁悬浮冷水机组能够减少二氧化碳等温室气体的排放，对环境保护具有积极的意义。
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The Creator and Leader of Modular Chiller
模块化冷水机组的发明者与领导者
MODULAR CHILLER -------- Since 1985
Multistack International Limited
Multistack 生产基地:
How much did
oil degrade the performance of the chiller
16
% 14
loss Efficiency
12 10
8 6 4
2
0
012345678
Oil content in refrigerant %
How much did
oil degrade the performance of the chiller
oil degrade the performance of the chiller
25 22.9
20
16.9
17.9
15 12.7
10 7.1
5 4.9
16.7 17.8 9
3.5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
Percentage of oil in refrigerant in older chillers ASHRAE Research Project
Shaft's Position Controls
? Sensed and repositioned 6,000,000 times every minute
? Maximum run-out less than 7x10-3mm ? Software compensate for any out-of-balance
Radial bearings
Radial bearings
Impellers Sensor ring
Motor rotor Motor Sensor ring Axial bearing
Magnetic bearing
Permanent Magnet
Rotor
Electromagnet
Pefugal Compressor with Magnetic Bearing
About TT300…
? 1993年，Multistack 最早开始磁轴承的离心 式制冷压缩机的项目研究
? 1997年，进入样机试验阶段 ? 1999年，Turbocorp 迁往加拿大 ，成为一
Rotor
Electromagnet
Axial bearing
Radial bearing
Magnetic Bearing
Permanent magnets Primary work Electro-magnets Secondary trim system Bearing sensor Feed back rotor orbit
MT Series Chiller
What is New?
? 磁悬浮轴承离心式压缩机 ? 不需要润滑油 ? R134a冷媒 ? 高效 COP=5.5 IPLV=8.6(0.41kW/ton) ? 安静 70dB(A) (at 3m) ? 软启动，变频驱动 ? 与压缩机一体化的数字控制系统 ? 可变水流量运行
吸气导向叶 轮
Conventional Compressor
Roller bearings or hydrodynamic bearings
润滑的烦恼
? 摩擦损失 ? 油膜覆盖换热器传热表面 ? 润滑油循环装置和控制
-- 循环油泵 -- 油冷却器和油加热器 -- 油分离器
How much did
MT Series
Water cooled Modular Chiller
MT 系列 磁悬浮 离心式 模块化
冷水机组
MT Series water cooled chiller
MTW350 (制冷量 358kW) MTW500 (制冷量 511kW)
模块化结构 制冷量90~880TR
MV6电脑控制
Up to 90%
压缩机烧毁的原因近90%缘于润滑的失效
21st Compressor Innovation TT Series Centrifugal Compressor
数字控制式磁轴承系统 完全无润滑油运行
21st Compressor Innovation TT Series Centrifugal Compressor
On-board digital electronics
两极压缩离心式压缩机 无油的磁轴承 变频驱动
一体化数字控制
21st Compressor Innovation
TT SeriesCentrifugal Compress
转速控制器 VSD
磁轴承和轴 承传感器
永磁式同步 电机
轴承控制器 MBC
永磁体转轴 与离心叶轮
个完全独立的公司 ? 2003年，参加Chicago AHR Expo ，获得
Energy-Innovation Award
Frictionless Compressor Technology
Two-stage centrifugal compressor Oil-free Magnetic bearings Variable-speed drive
Multistack Australia -------since 1985 Multistack China -------since 1988 Multistack U.S.-------since 1989
Multistack 产品:
水冷模块冷热水机组 风冷模块冷热水机组 一次泵变水量模块冷热水机组 自由变频模块冷热水机组 磁悬浮离心式模块机组
condition in the levitated assembly
For Conventional Centrifugal Compressor
机械轴承
磁悬浮轴承
Magnetic Bearing System
Two radial & one axial bearings Sensor ring
Magnetic bearing system keeps the shaft properly centered and positioned at all times.