懸浮原理

　　氣懸浮制冷機

　　利用氣體軸承技術來實現懸浮。在氣懸浮制冷機中，通過向軸承內注入高壓制冷劑氣體或液體，使轉子和軸承之間形成一層具有一定壓力的氣膜，因此這種軸承有時被稱為外部加壓氣體軸承，簡稱靜壓氣浮軸承。氣膜將轉子托起，使其在旋轉時與軸承不產生直接的機械接觸，從而減少摩擦和磨損。氣膜厚度在壓縮機啟停、負荷變化和轉速調整等擾動時在微米級變化，保持轉子與軸承無接觸。

　　磁懸浮制冷機

　　磁懸浮技術是基于電磁力的原理。在磁懸浮制冷機組的壓縮機中，通過在轉子和定子上安裝磁性材料，利用同性相斥、異性相吸的電磁力作用，使轉子懸浮在定子中間。精確的電磁控制系統能夠實時調節電磁力大小和方向，以保證轉子在高速旋轉過程中的懸浮穩定性。但由于磁懸浮機組的各機械部件的制造偏差、裝配偏差累積及懸浮控制精度影響，導致實際的轉子懸浮中心和降落后的轉子軸線中心之間的機械間隙通常預留較大，約為氣懸浮機組的7倍左右。與氣懸浮軸承相似，壓縮機啟動前需要先給軸承供電，轉子懸浮后啟動壓縮機。

　　性能特點

　　效率方面

　　氣懸浮制冷機

　　氣懸浮壓縮機和磁懸浮壓縮機通常都采用永磁變頻直驅結構，因此，兩者的效率區別在于軸承損失和定轉子密封間隙差異引起的氣動損失。氣懸浮軸承直徑和長度均小于磁懸浮，因此氣懸浮的風阻損失小，但氣懸浮軸承供應系統消耗的功率高于磁懸浮軸承的電路損失，綜合起來，兩者在軸承損失方面幾乎相同。

　　在壓縮機氣動效率方面，氣懸浮軸承的高回轉精度減小了壓縮機內部的密封間隙（磁懸浮密封間隙尺寸是氣懸浮的7倍左右），降低了壓縮機內部的密封泄漏損失。在中小型壓縮機中，內泄漏損失占比較高，壓縮機越小內泄漏損失占比越大。因此在500噸及以下的機組中，氣懸浮壓縮機具有明顯效率優勢。

　　磁懸浮制冷機

　　磁懸浮壓縮機開發初衷是取代齒輪箱增速定頻油軸承系統。磁軸承顯著降低了軸承損失，變頻直驅明顯降低了部分負荷時的IGV及后續氣動部件損失，COP和IPLV均大幅提升。在滿負荷和部分負荷運行狀態下，能夠保持高效運行，有效降低能源消耗，為用戶節省大量的運行成本。與氣懸浮相比，磁懸浮壓縮機沒有效率優勢，但它引領了空調制冷行業的無油化革命，具有劃時代的意義，加上開發早成熟度高，市場已經廣泛接受。

　　噪音與振動

　　氣懸浮制冷機

　　氣懸浮壓縮機和磁懸浮壓縮機運行時主要噪音源均來自于氣體流動和電機運轉。由于氣體軸承高回轉精度和壓縮機低內泄漏的工作特性，其產生的振動和噪音均小于磁懸浮制冷機組。在壓縮機上立一枚硬幣，在啟停和變工況運行過程中，硬幣均保持直立狀態。

　　磁懸浮制冷機

　　磁懸浮制冷機組通過結構優化以屏蔽噪聲傳播，能夠實現非常低的噪音水平。這使得它在對噪音要求較高的環境，如醫院、高檔酒店等場所使用中仍具有優勢。

　　可靠性與維護

　　可靠性方面

　　氣懸浮制冷機

　　氣體軸承結構簡單零部件少，發生故障的概率低。氣懸浮軸承抗擾動能力強，當擾動使轉子偏離穩定位置時，氣膜厚度減小側自然產生反推力將轉子推回穩定位置，避免與軸承接觸。

　　正確設計的氣浮軸承剛度與磁懸浮相當，但調整轉子位置的能力來自氣膜的氣動特性，無需人為調節，因此具有“自調心”的特點，無為而治。軸承供應系統在掉電的情況下仍持續向軸承供氣使轉子處于懸浮狀態，沒有轉子跌落風險。

　　新機組初始運行階段，若軸承供應系統過濾器選擇不當，機組制造過程中的殘余雜質可能會導致軸承性能下降，甚至引起轉子與定子的接觸，從而影響制冷機的正常運行。然而，隨著運轉時間的增加，機組制冷劑中的雜質被逐步過濾干凈，氣懸浮制冷機運行更加穩定可靠。

　　磁懸浮制冷機

　　磁懸浮軸承由大量電子元器件組成，發生故障的概率高。磁懸浮系統的可靠性還取決于電磁控制系統的穩定性和磁性材料的性能，即傳感器的精度、響應硬件的靈敏度和控制軟件的算法。由于硬件響應和算法運算均需要時間，因此磁懸浮軸承對擾動的響應沒有氣懸浮迅速，故轉子晃動嚴重。

　　氣懸浮對擾動的響應稱為“自調心“，那么磁懸浮可以認為是“人為調心”，雖然這個人工干預是基于精密測量和周密計算。為了避免系統斷電時轉子全速跌落，磁懸浮軸承配備電容等電力儲存部件在系統掉電后持續向軸承供電。磁懸浮制冷機通過對機組運行狀態的實時監測和調整，及時發現并處理潛在的問題，保證機組的可靠運行。

　　維護方面

　　氣懸浮制冷機

　　維護工作主要集中在氣體供應系統。需要定期檢查氣體過濾器、壓力調節閥等部件，確保氣體的質量和供應壓力。相對而言，其維護周期長、維護成本低。

　　磁懸浮制冷機

　　磁懸浮軸承是機械、電磁、數學、電力電子和控制算法的多學科技術的交叉融合，對維護人員的專業技能要求高，相應的維護費用極高，維修時間長，且磁懸浮軸承使用了大量的電子元器件和儲能元器件，發生故障的概率高。需要對電磁控制器件和傳感器等電子部件進行定期檢查和維護，避免元器件老化和制冷劑雜質影響位置傳感器的測量精度。后備供電系統主要部件有充放電次數限制，需要定期更換，維護成本高。

　　應用場景和價格

　　應用場景方面

　　氣懸浮制冷機

　　氣懸浮制冷機穩定、高效，適用于對能效要求高、年運行時間長的場所，如生產流程中的工藝冷卻、數據中心服務器冷卻、中小型商業建筑和工業廠房的舒適空調等。其高能效低成本的優勢尤其適合合同能源管理項目。

　　磁懸浮制冷機

　　磁懸浮軸承成本高，應用于大型機組可以避免單位冷量成本的急劇升高。同時由于其技術成熟度高，在醫院手術室、精密實驗室、高檔寫字樓、數據中心等場景也得到廣泛應用。

　　價格方面

　　氣懸浮制冷機

　　格相對磁懸浮制冷機組要低一些。這是因為其技術復雜度和制造成本在一定程度上低于磁懸浮制冷機組，對于預算有限但又希望提升制冷設備性能的用戶來說，是一種比較合適的選擇。

　　磁懸浮制冷機

　　磁懸浮技術采用高精度的電磁控制系統和高性能的磁性材料，其制造成本較高，價格也相對較貴。