【原创】数据中心中的磁悬浮冷机是什么?

发表于 讨论求助 2022-05-11 12:00:35

磁悬浮技术由来已久,磁悬浮列车已经在上海运行多年,这种技术消除了摩擦,提高了机械效率,减少了机械故障。随着该技术的发展与成熟,空调行业也迎来了磁悬浮潮。由于空调系统是很多不同设备与管道的组合,一个好的组合能够在初投资、运行费用、运行效果之间找到最佳平衡点。这就要求我们数据中心暖通工程师对不同设备性能有全面的了解,冷机是该组合中最重要的设备,犹如空调系统的心脏,磁悬浮冷机又是冷机中的新星,今天我们就来深入了解一下磁悬浮冷机。


磁悬浮冷机其特点是采用磁悬浮轴承,一般设计成两级压缩的离心式冷机,结合数字变频控制技术,压缩机转速可以在10000rpm~48000rpm之间调节,从而磁悬浮冷机具有优异的部分负荷性能,其IPLV(综合能效系数)能到达0.41kW/ton。目前有制冷量范围在100~1500冷吨之间磁悬浮冷机可供选择。


磁悬浮冷机优点

1、节能高效  

磁悬浮冷机无油系统,制冷剂中不会混入润滑油,提高了冷凝器和蒸发器的换热效率;磁悬浮轴承与传统的轴承相比,磁悬浮轴承的摩擦损失仅为前者的2%左右,从而提高了机械效率;磁悬浮冷机采用数字变频控制技术提高了冷机部分负荷效率。

以北京地区数据中心为例,数据中心空调冷冻水采用12℃供水,18℃回水,板式换热器逼近度为2℃,冷塔与湿球温度的逼近度为4℃。根据《中国建筑热环境分析专用气象数据集》,数据中心空调系统全年共有1785小时(全年共8760小时)在部分自然冷却状态运行。如下图所示,磁悬浮冷机在数据中心部分自然冷却的时候具有更大的节能空间。


2、启动电流低  

普通大型冷机,启动电流能达到200A-600A的电流,对电网冲击很大。磁悬浮冷机采用变频软启动,启动电流很小,在数据中心断电后恢复供电时多台冷机可以同时启动。

3、结构紧凑  

磁悬浮冷机转速能达到48000rpm,普通离心式冷机转速一般在3000rpm,从而磁悬浮冷机较普通冷机,冷机尺寸更小,重量更轻。

4、运行安静  

磁悬浮冷机没有机械摩擦,机组产生的噪声和振动极低,压缩机噪声低于77dB,普通离心式压缩机裸机噪声在100dB以上。

5、系统可持续性高  

在传统的制冷压缩机中,机械轴承是必须的部件,并且要有润滑油系统来保证机械轴承工作,据统计在所有烧毁的压缩机中,90%是润滑失效引起的。磁悬浮冷机无需油润滑系统,没有机械摩擦,较传统冷机可持续性更高。

数据中心IT设备宕机,会造成严重后果。从而数据中心对关键设施的可靠性要求极高,采用磁悬浮冷机能够提高空调系统的可靠性,降低空调系统停机概率。


6、日常维护费用低  

磁悬浮机组运动部件少,没有复杂的油路系统、油冷却系统,减少了冷机维护内容。

数据中心空调系统全年不间断运行,设备维护是中心运维人员的日常工作内容。采用磁悬浮冷机,能有效较少冷机维护内容,减少运维人员工作量,有效降低日常维护费用。

前有制冷量范围在100~1500冷吨之间磁悬浮冷机可供选择。


磁悬浮冷机缺点


设备初投资高。由于磁悬浮冷机集成磁悬浮轴承和数字变频控制系统,从而设备初投资较普通冷机有较大提高。


遗留问题——磁悬浮冷机重启时间

由于磁悬浮冷机没有油润滑系统,冷机重启时无需考虑油压与油温,节省了相应的重启时间;又磁悬浮压缩叶片明显小于同制冷量的离心式压缩,从而吸气阀也会相应减小,阀门动作时间相应减少。具体磁悬浮冷机重启时间,尚未得到相关厂家的技术资料,目前没有具体的技术数据作为参数,这方面需要进一步与厂家沟通,深入研究。



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