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磁悬浮中央空调:前景广阔 普及路长

2021-8-2 15:17| 发布者: 狮子| 查看: 2483| 评论: 0

摘要: 2015年1月23日,以“智慧节能•共筑绿色中国梦”为主题的海尔磁悬浮中央空调普及风暴在深圳拉开序幕。作为“中国磁悬浮中央空调行业的缔造者”,这一天,海尔将行业的焦点拉向了“磁悬浮中央空调”。 ... ...
2015年1月23日,以“智慧节能•共筑绿色中国梦”为主题的海尔磁悬浮中央空调普及风暴在深圳拉开序幕。作为“中国磁悬浮中央空调行业的缔造者”,这一天,海尔将行业的焦点拉向了“磁悬浮中央空调”。

磁悬浮”最早起源于欧洲,1842年,英国物理学家Earnshow就提出了磁悬浮的概念。指出单靠永久磁铁是不能将一个铁磁体在所有六个自由度上都保持在自由稳定的悬浮状态。1900年初,美国,法国等专家曾提出物体摆脱自身重力阻力并高效运营的若干猜想--也就是磁悬浮的早期模型。而磁悬浮技术最早起源于德国,1922年由德国工程师赫尔曼•肯佩尔提出了磁悬浮原理。并于1934年申请了磁悬浮列车这一的专利。

中国对于磁悬浮技术研究起步较迟。1989年3月,国防科技大学研制出中国第一台磁悬浮试验样车。1995年,中国第一条磁悬浮列车试验线在西南交通大学建成,并且成功进行了稳定悬浮、导向、驱动控制和载人运行等时速为300km的试验。西南交通大学这条试验线的建成,标志中国已经了解制造磁悬浮列车的技术。

磁悬浮中央空调:无油、节能、低噪音、长寿命


作为一项高技术产品,磁悬浮轴承由于其价格昂贵,过去只被用于航天工程。从上世纪末开始,磁悬浮技术被研发和创新并逐渐应用于中央空调机组。世界第一台无油磁悬浮离心式压缩机由MULTISTACK捷丰开始。1992年,澳大利亚捷丰集团(Multistack)的一位技术人员开始进行无油磁悬浮离心式制冷压缩机的研究。1993年,Multistack公司成立了一个TURBOCORR&D部门,专门研究磁悬浮轴承应用于制冷压缩机。10年之后,这项研究终于获得了成功,磁悬浮轴承制冷压缩机已经能够应用制冷和空调产品。2003年,WMC磁悬浮冷水机组推出,这是全球第一台由OEM正式命名并装有TURBOCOR磁悬浮无油变频压缩机的机组。随即被购入中国武汉,2004年完成安装调试,磁悬浮压缩机及磁悬浮机组首次被引入中国。

有研究数据显示,在传统的制冷压缩机中,机械轴承是必需的部件,并且需要有润滑油以及润滑油循环系统来保证机械轴承的工作。在所有烧毁的压缩机中,实际上有90%是由于润滑的失效而引起的。而机械轴承不仅产生磨擦损失,润滑油随制冷循环而进入到热交换器中,在传热表面形成的油膜成为热阻,影响换热器的效率,并且过多的润滑油存在于系统中对制冷效率带来很大的影响。因此,机械轴承在压缩机中是不得不有的东西。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烦恼就不再存在了。这种新型的压缩机并且是一种两级压缩机的离心式压缩机。在各种制冷压缩机中,离心式压缩机通常具有最理想的效率。新型的压缩机还结合了数字变频控制技术,压缩机的转速可以在15000rpm~48000rpm之间调节,使压缩机的制冷量最低可以工作在20%的负荷。数字控制技术使压缩机成为世界上第一种数字式压缩机,它甚至可以归类为电器产品。无摩擦和离心压缩方式使压缩机获得了高达COP=5.6的满负荷效率,而变频控制技术则使压缩机获得了IPLV=0.41kW/ton极其优异的部分负荷效率。变频控制也使压缩机只要6A的微弱电流就可以启动起来,而传统的相同制冷量的其他压缩机,至少需要500~600A的启动电流。

以上一些数据只是通常被引用的,用以描述磁悬浮中央空调和常规冷水机组的区别。实际上,不同企业在磁悬浮中央空调产品上的研究成果也各有不同,因此也使得在可供对比的参数及相关数据上不尽相同。但显而易见的是,磁悬浮中央空调无油、节能、低噪音、长寿命等等方面的优势恰好解决了传统中央空调产品的弊端,这就使得磁悬浮中央空调具有充分的市场发展前景和空间。

中国磁悬浮中央空调市场发展


尽管从最初开始研发磁悬浮中央空调技术至今已经过去了整整二十年,然而,由于磁悬浮中央空调机组的门槛相对较高,因此涉足磁悬浮中央空调技术研发和产品推广的企业也只是凤毛麟角。技术含量高、市场门槛高、产品价格高,受限于磁悬浮中央空调的“三高”,中国磁悬浮中央空调市场虽经历近十年发展,却仍然步伐缓慢。

2006年,海尔生产了中国第一台磁悬浮中央空调产品,应用于节能改造的深圳招商地产总部,在零维护运营的第九年,项目整体达到节能50%以上,精简了大量的能耗开支。此后海尔在磁悬浮技术的应用上越走越深入。2009年,海尔研发出第二代磁悬浮离心机组;2010年底,海尔研发出中国第一台风冷磁悬浮机组;2011年,水源热泵磁悬浮在海尔问世;2012年:中国第一台风冷磁悬浮在海尔问世;2014年海尔风冷磁悬浮领域获得美国AHRI认证的中国中央空调生产商,获得国际制冷界首肯。

离心机产品是中央空调机组中技术含量最高,也是技术和市场均相对处于垄断格局的产品类型,正由于这个原因,只有少部分具有实力的企业能够进入到离心机市场中来,而涉足磁悬浮离心机产品的企业更是少之又少。因此,磁悬浮离心机市场的发展相对缓慢。2003年推出全球第一台磁悬浮离心机,磁悬浮离心机的横空出世,为全球暖通空调行业提供了一种崭新的技术应用方式。

而作为率先将磁悬浮离心机引入中国市场的企业,当麦克维尔在中国的第一座全资冷水机组工厂落户武汉经济开发区时,磁悬浮离心机就作为奠基礼物落户麦克维尔武汉工厂。此后,麦克维尔不仅成为中国磁悬浮中央空调市场推广的先驱,更在大冷量、高效率、低噪音这几个方面持续投入研发力量和资源。2013年5月,麦克维尔推出本土化第二代磁悬浮,2014年5月,麦克维尔成功推出冷量高达1500RT(5274KW)的第二代超高效、大冷量磁悬浮冷水机组,也是目前国内冷量最大的磁悬浮机组。

自中国第一台磁悬浮中央空调在海尔诞生后,在麦克维尔和海尔等企业的共同推动之下,磁悬浮中央空调产品得以在中国市场迈开步伐。在麦克维尔和海尔等企业的共同努力之下,磁悬浮中央空调产品陆续在国内树立了一批样板工程。在这个充满了对中国市场探索的十年之中,尽管中国磁悬浮中央空调市场的容量仍旧较小,但是置身其中的企业逐渐明确了发展方向。

随着中国磁悬浮中央空调技术的发展,慢慢开始有更多的企业加入至磁悬浮中央空调阵营中来,2003年克莱门特就正式将其品牌的第一台磁悬浮离心机投入到商业运行中。2011年江森自控正式在中国市场推出YMC2磁悬浮变频冷水机组。2012年一家新兴企业苏州必信展出了其自主研发的满液式磁悬浮离心机组。2014年空调老大格力展出其最新产品磁悬浮变频离心机。

现阶段,国内外厂家对于磁悬浮机组相关技术的研究已逐渐成熟,如外资企业麦克维尔、约克品牌、三菱重工、丹佛斯等,国内企业海尔、美的、格力等也该领域不断努力,在技术上也取得了突破,推动了整个行业的技术升级。一场因为“磁悬浮技术”给中央空调产业和市场的发展带来前所未有的冲击,并开始从中国快速向全球迅速蔓延开来,有望在中央空调产业拉开新的淘汰赛。

磁悬浮中央空调普及之路还很长


尽管磁悬浮中央空调被业内专家誉为节能首选,目前在全球的应用项目却只有一两千个。相对于其他大型冷水机组,磁悬浮离心机组在中央空调市场的整体占有率不是很高。在被称为成熟产品之前,磁悬浮中央空调需要大量的工程实践,以获得市场的认可。

在市场上,现阶段磁悬浮中央空调单机容量仍然偏小,对于小型项目的客户群体而言往往仍会非常关注初投资的费用,而对于高端商业地产项目或者政府项目,通常对单机冷量的要求也较大,这也导致了小型磁悬浮中央空调产品在国内市场的发展相对较慢。

其中一大原因是过去磁悬浮离心机组的单机制冷量较小,单机冷量普遍在100冷吨~500冷吨,难匹配大型项目的工程需要。这一冷量范围基本与螺杆机重合,在这些中小项目上,可供选择的中央空调机组类型丰富。因此,磁悬浮变频离心机组的推广之路起初并非一帆风顺。因此,产品参数上的拼争诸如扩大冷吨也成为行业不可避免的趋势,2014年,海尔、麦克维尔、格力各自推出的最大冷量离心机组,IPLV值均称超过12。

另一方面,系统运行稳定性和前期投入高于传统中央空调也是大家不积极应用的原因。同样的冷量,相比传统机组的价格差异比较明显。在一些磁悬浮离心机应用项目示范案例中,暖通方案依然是复合型配置,磁悬浮离心机和其他冷水机配合使用提供冷热源。

磁悬浮中央空调是趋势,不断有企业进入这一领域,其阻力在于市场认可、成本控制。传统冷水机的地位已经确立,有些价格敏感度低的商业项目或者一些要求节能的政府公共建筑项目,可能会尝试应用。但有些商业项目的设计复杂度高,可能就不会去尝试。虽然磁悬浮具有节能省电等等诸多优势,但是推广和普及之路依然很长,需要用户口碑认可,需要时间的检验,更需要更多的样板项目证明。


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