摘要：苏州必信空调有限公司创立于2010年，是目前中国唯一一家专注于磁悬浮空调技术的国家级高新技术企业，公司始终坚持自主研发，致力于打造磁悬浮冷水机组“中国智造”的领先品牌。

　　一、 技术名称

　　低压比优化设计磁悬浮离心式压缩机智能控制技术

　　二、 适用范围

　　新建数据中心

　　三、 技术提供方

　　1、企业全称: 苏州必信空调有限公司

　　2、企业logo:

　　3、企业介绍:

　　苏州必信空调有限公司创立于2010年，是目前中国唯一一家专注于磁悬浮空调技术的国家级高新技术企业，公司始终坚持自主研发，致力于打造磁悬浮冷水机组“中国智造”的领先品牌。通过几年的发展，公司已获得专利50余项，并以每年数十项的速度递增。截止目前，公司已获得国家高新技术企业，江苏省民营科技企业等称号，产品均获得高新技术产品认证。

　　目前公司在在上海、广州、山东等地设立多个办事处，且在上海、江苏、北京、浙江等地均有案例，运行节能效果显著，受到业主广泛的好评。

　　四、 技术原理

　　1、现实技术存在问题

　　数据中心全年运行，运行过程中产生大量的热量， 如不能及时将热量散到室外，将损害数据设备的功能和寿命。为将这些热量散到室外，所采用的制冷设备的耗电已约占数据中心运行费用的40%， 因此通过高效地将热量散到室外是有效降低数据中心运行费用的重要方法。其中一种方式是利用春、秋、冬季相对较低的室外温度所带来的天然的低冷却水温度提高制冷系统的效率。 而传统的螺杆式、涡旋式冷水制冷系统采用含油轴承，不能充分利用环境温度低的高效运行条件，在过渡季节的耗电量仍然很大。而采用磁悬浮压缩机的中央空调冷水机组较少，而磁悬浮冷水机组具有体积小、占地小、能效高的特点，节能效果显著，具有巨大的市场前景。目前，该类机组在国内尚无厂家可以生产，只有国外的SMART、POWERPAX、MULTISTACK等少数几家拥有其生产能力，垄断了全球离心冷水机组的市场。

　　2、 本技术原理：

　　为了填补国内这一市场的空白，同时实现高端中央空调冷水机组的国产化，我公司决定研发该款磁悬浮离心冷水机组，使其在能效性能、噪音性能、体积、使用性能、维护成本等各个方面达到或超过国外先进水平，且在单机售价上要明显低于国外同类产品，达到提升行业技术实力，降低下游空调产业整机成本，大幅提升其竞争力的目的。其技术原理如下

　　(1)采用磁悬浮无油压缩机

　　磁悬浮轴承及其控制是该型压缩机的核心。如图1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，运行过程中可始终保证主轴与轴承座之间的间隙。

　　由于无机械摩擦，冷水机组运行噪声最低仅为55dB(A)，相对于螺杆机和离心机80dB(A)以上的噪声水平，磁悬浮压缩机具有明显优势。

图1磁悬浮轴承结构示意图

　　(2)带经济器的两级压缩离心式冷水机组设计

　　采用经济器后，系统额定工况COP可增加约5%，系统制冷量增加约8%。

　　(3) 部分负荷优化设计

　　新型磁悬浮离心式压缩机的设计充分发挥了变频离心压式缩机的特性，通过实时计算制冷剂流量、当前压比，选择合理转速，保证压缩机运行始终处于高效压缩状态。

　　(4) 磁悬浮变频离心式冷水机组的控制

　　必信公司使用工业级PAC控制系统，为机组提供多达50多个安全保护;采用高精度液位控制系统和高达6000多步的控制步数的电子膨胀阀，实现对机组膨胀阀开度的控制，实现机组制冷量与系统负荷的精确匹配，确保机组可靠、稳定的节能运转，同时对喘振、阻塞、电力故障、冷却等多个异常情况作出响应。

　　3、与国内外同类技术的比较及先进性：

　　产品性能方面：磁悬浮制冷主机能效COP超过国家一级标准，高达6.5以上，综合能效IPLV高达14以上，离心机组及螺杆机组的COP为5.0左右，磁悬浮制冷主机的电力消耗仅为离心机组及螺杆机组的55%。

　　(1) 机组的稳定性好，省掉了大量的油路系统，磁悬浮机组可连续无故障运行100000小时，机组只需每10年更换电容，每10年检查一次IGV;普通的离心机组和螺杆机组需要定期更换润滑油及检修。北京温泉IDC数据中心于2015年10月份开始运行，至今已连续运行将近15个月，运行完好零故障。

　　(2) 磁悬浮机组的使用寿命为30年，普通的离心机组和螺杆机组的寿命为15年。

　　(3) 机组占地空间小，最小的150冷吨机组整体尺寸仅为890mm*1200mm*1800mm，机组结构整体紧凑、小巧，较同类螺杆机型体积减少40%。

　　(4) 机组最高运行噪音低至55dB，大大优于同冷量螺杆冷水机组的噪音(82-87 dB)及振动水平。

　　(5) 生产工艺方面：机组内无油，生产加工方便，采用夹具定位焊接，方便连接配合，减少应力，生产成本费用仅为同类产品的70%。

　　(6) 机组安装完成后，后期基本无需维护，无后顾之忧。

　　(7) 机组控制器提供以太网等多种通讯接口，轻松完成远程控制、主动事件报告、电子邮件汇报、联机运行等功能。

　　4、技术应用效果：

　　通过采用主动冷却液泵的解决方案， 传统的冷水机的冷却水温度一般不低于24度， 而必信冷水机可以在18度冷却水的条件下高效运行，大大扩大了主动运行的温度区间， 进一步降低数据机房的运行成本。

　　五、 主要节能减排指标

　　以上海某机房为例：

　　上海某数据中心有3层，每层面积约4200m2，预计将放约3000个机柜。它的用冷量约为13000 kW -14000kW，采用5台制冷量为3520kW(1000RT)的冷水机组(4用一备)，该数据中心采用普通离心机组与磁悬浮的运行费用及环境效益对比如下：

	普通离心机方案	磁悬浮主机方案	削减量
年运行费用（万元）	1145.66	569.6	-5766
折合标准煤（吨/年）	1409.44	700.7	-708.7
CO2排放量（吨/年）	3692.7	1835.9	-1856.88
SO2排放量（吨/年）	12.0	6.0	-6.0
氮氧化物排放量（吨/年）	10.4	5.22	-5.22

　　六、 应用实例

　　1、 技术应用方式:

　　必信空调酷磁™(QUESTCHILLER™)系列是满液式磁悬浮无油变频水冷式冷水机组，包括Q1，Q2和Q3三个系列，并有立式、卧式等多种结构。酷磁™(QUESTCHILLER™)系列机组拥有卓越的运行效率和可靠性，是新一代的节能型冷水机组，必信冷水机组的压缩机能够无级变频调速，可以完美匹配部分负荷工况的制冷需求，使节能量达到最大化;同时维护保养简单易操作，既节约人工又减少费用。必信冷水机组可以广泛应用于新建和改建的公共建筑，如宾馆、酒店、学校、商场、办公楼等;工艺冷却和工业环境控制，如厂房、工业实验室;以及特殊领域，如数据中心等。

　　产品图:

　　必信空调智磁™(I-CHILLER™)系列是必信空调专门针对改造项目和超高层建筑特点研发的模块式磁悬浮无油变频水冷机组，机组外形尺寸统一为0.89m(W)x1.2m(L)x1.8m(H)，，是目前全世界同冷量下体积最小、重量最轻、制冷剂充注量最少的冷水机组，重量约为1吨，可通过载人电梯垂直运送到各个设备层或者屋顶机房。机组噪音仅55分贝，几乎无振动，对于上下楼层无任何影响。此外，模块式的设计还能够实现冷水机组的现场拼接和并联运行，解决了大面积项目的集中制冷问题。

　　产品图：

　　2、具体应用实例:

　　(1) 实例1

　　北京温泉IDC数据中心总面积约2000平方米。该数据中心选用了2台必信空调的磁悬浮无油离心式模块机组进行了扩建，总投资额94万元，投资回收期约2.3年，于2015年10月份开始运行，节能量48%，碳排放削减量为172t/a。它能保证全年365天、全天24小时连续安全可靠运行、选用R134a环保制冷剂、高能效比运行，机组超静音，为周边办公、居民创造舒适的工作和生活环境。再配备使用必信空调的Energy Loop®控制系统可轻松实现机组运行数据的实时监控，对比传统机房系统能提高80%的效率。

　　(2) 实例2

　　北京某IDC机房，现正在运行阶段。它的设计需冷量如下，总计制冷量3800kW：

　　A、1000台服务器，每台3kW制冷量(合计3000kW)

　　B、15*32kW的UPS制冷量(合计480kW)，

　　C、4000平米房间制冷量(合计320kW)。

　　该机房的初投资及运行费用对比如下图所示：

　　注：以30年为周期，磁悬浮冷机的投资及运行费用都较普通冷机低，运行费用为普通冷机的50%以下。

　　七、 技术应用现状和推广前景

　　我国数据中心发展迅猛，总量已超过40万个，应用的传统氟系统机房专用空调COP在3.5左右，普通离心机组及螺杆机组的COP5.5左右，大多数数据中心的PUE仍普遍大于2.2。而磁悬浮冷水机组的IPLV值可以达到9及以上，若改造成为采用磁悬浮技术结合自由冷却技术的应用必能大大降低数据中心的PUE值降至1.5-1.3，可节能30%以上。国内采用磁悬浮技术结合自由冷却技术的数据中心不足11，市场前景巨大，在未来的5年内将保持平均每年50%以上的销售增长率。

　　八、 高新技术产品认定证书

　　责任编辑：DJ编辑