朱強(qiáng)

（廣州白云山潘高壽藥業(yè)股份有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

在我國(guó)，使用中央空調(diào)的公共建筑達(dá)到50%以上。但是，中央空調(diào)高能耗、二次污染嚴(yán)重，這些問(wèn)題也一直制約著中央空調(diào)的推廣。所以，如何降低中央空調(diào)的能耗成為各界關(guān)注的重點(diǎn)。磁懸浮離心式冷水機(jī)組自2001年商用以來(lái)就因其節(jié)能效果好、壽命長(zhǎng)、噪音低等特點(diǎn)而被市場(chǎng)所接受。基于此，以某醫(yī)藥企業(yè)為研究對(duì)象，對(duì)磁懸浮離心式冷水機(jī)組的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行研究[1-2]。

1 磁懸浮離心式冷水機(jī)組技術(shù)

磁懸浮冷水機(jī)使用磁懸浮軸承，通過(guò)磁力作用讓轉(zhuǎn)子處于懸浮狀態(tài)，設(shè)備在工作時(shí)沒(méi)有機(jī)械接觸，不會(huì)產(chǎn)生摩擦損耗。所以磁懸浮冷水機(jī)沒(méi)有潤(rùn)滑系統(tǒng)，同時(shí)因沒(méi)有摩擦損耗，設(shè)備的各項(xiàng)性能也會(huì)提高，制冷效率提升、工作范圍較大，且機(jī)組的體積小、噪音低、壽命長(zhǎng)。磁懸浮軸承是磁懸浮離心式冷水機(jī)組的核心。系統(tǒng)采用永磁高速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，具有變頻調(diào)速功能，壓縮機(jī)可以在部分載荷的情況下進(jìn)行變速運(yùn)行，使壓縮機(jī)處于高效壓縮狀態(tài)。同時(shí)，永磁同步電動(dòng)機(jī)直接傳統(tǒng)系統(tǒng)具有控制簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)性好等優(yōu)勢(shì)，適合頻繁啟動(dòng)或者變速運(yùn)行的狀態(tài)。

特點(diǎn)一：無(wú)油污損耗。和傳統(tǒng)離心機(jī)相比，磁選機(jī)不需要潤(rùn)滑系統(tǒng)，沒(méi)有潤(rùn)滑油，因此潤(rùn)滑油不會(huì)進(jìn)入換熱器中，也就不會(huì)對(duì)熱換器產(chǎn)生熱阻，提高了系統(tǒng)的換熱效率。實(shí)踐數(shù)據(jù)顯示，冷水機(jī)組潤(rùn)滑油對(duì)系統(tǒng)的能效高達(dá)3.2%，油污造成的性能衰退是機(jī)組性能衰退的主要因素。磁懸浮冷機(jī)沒(méi)有潤(rùn)滑油系統(tǒng)，也就避免了潤(rùn)滑油給冷機(jī)性能衰退帶來(lái)的影響[3]。

特點(diǎn)二：調(diào)解范圍大。磁懸浮冷機(jī)沒(méi)有潤(rùn)滑系統(tǒng)，所以不存在潤(rùn)滑油回油壓差問(wèn)題，變頻調(diào)解范圍較大，可以從10%負(fù)荷到滿負(fù)荷的無(wú)級(jí)調(diào)解，運(yùn)行效率更高。

特點(diǎn)三：體積小。磁懸浮冷機(jī)工況狀態(tài)時(shí)沒(méi)有摩擦，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速更高。磁懸浮冷機(jī)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速最高可以達(dá)到38000r/min，所以壓縮機(jī)葉輪的尺寸較小，體積與重量也比傳統(tǒng)離心機(jī)更小。

特點(diǎn)四：噪音低。磁懸浮冷機(jī)的振動(dòng)小，所以工作狀態(tài)下的噪音也很低，滿載噪音也僅在65分貝左右。

特點(diǎn)五：使用壽命長(zhǎng)。磁懸浮冷機(jī)沒(méi)有潤(rùn)滑油系統(tǒng)，不用進(jìn)行潤(rùn)滑油部分的維護(hù)與檢修，所以系統(tǒng)的可靠性與壽命大大提高。

2 某藥企節(jié)能改造技術(shù)背景

某藥企綜合樓生產(chǎn)車(chē)間中央空調(diào)系統(tǒng)于2003年底投入使用，投入使用已經(jīng)15年，經(jīng)過(guò)實(shí)地檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行狀況正常，可保持正常使用；但制冷系統(tǒng)冷量衰減嚴(yán)重，大部分設(shè)備老化，有相當(dāng)大部分的零配件已難以購(gòu)買(mǎi)，造成設(shè)備維修不及時(shí)，無(wú)法正常投入使用，對(duì)生產(chǎn)車(chē)間的溫濕度要求產(chǎn)生一定影響，已無(wú)法完全保證車(chē)間生產(chǎn)環(huán)境。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，部分制冷主機(jī)冷量衰減嚴(yán)重，系統(tǒng)效率COP不到3.5，整個(gè)制冷系統(tǒng)冷量衰減達(dá)12%以上，造成系統(tǒng)運(yùn)行能耗非常高，嚴(yán)重浪費(fèi)能源[4]。

3 藥企原有冷水機(jī)組概況

某藥企綜合樓生產(chǎn)車(chē)間中央空調(diào)系統(tǒng)供冷由一個(gè)常規(guī)制冷系統(tǒng)和13個(gè)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，主要為綜合樓生產(chǎn)車(chē)間提供冷量，保證生產(chǎn)車(chē)間溫濕度生產(chǎn)環(huán)境符合GMP要求。其中常規(guī)制冷系統(tǒng)配有五臺(tái)制冷主機(jī)及相對(duì)應(yīng)的冷卻塔、冷卻泵、冷凍泵、各連接管道等設(shè)備；空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)配有13個(gè)與各生產(chǎn)車(chē)間潔凈區(qū)相對(duì)應(yīng)的風(fēng)柜、通回風(fēng)管道、高效過(guò)濾器等設(shè)備[5]。

4 改造方案設(shè)計(jì)

為節(jié)約制冷系統(tǒng)運(yùn)行成本，結(jié)合某藥企對(duì)供冷要求實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行節(jié)能制冷系統(tǒng)調(diào)查研究及科學(xué)分析，確定對(duì)綜合樓舊常規(guī)制冷系統(tǒng)中的3#、4#、5#舊制冷主機(jī)置換為二臺(tái)全新磁懸浮制冷主機(jī)，并更換相應(yīng)配套設(shè)施。

4.1 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)和項(xiàng)目建設(shè)主要內(nèi)容

預(yù)期目標(biāo)是提高系統(tǒng)COP和使用冷氣的質(zhì)量以及制冷設(shè)備的安全性，保證綜合樓生產(chǎn)車(chē)間溫濕度生產(chǎn)環(huán)境符合GMP要求；降低中央空調(diào)制冷系統(tǒng)能耗成本，中央空調(diào)制冷系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用降低56萬(wàn)元。

拆除原有3、4、5號(hào)機(jī)組及對(duì)應(yīng)的冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔、配電柜，保留1、2號(hào)機(jī)組及對(duì)應(yīng)的冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔、配電柜，并在原有基礎(chǔ)上安裝2臺(tái)制冷量為1231KW（350RT）的磁懸浮無(wú)油變頻離心機(jī)組用于車(chē)間制冷，并更換相應(yīng)的冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔及配電柜[6]。

表1 項(xiàng)目主機(jī)設(shè)備型號(hào)

本項(xiàng)目所選擇BSMW1231VID1FSA1磁懸浮離心式冷水機(jī)組主要基于以下幾點(diǎn)考慮：

一是節(jié)能效果好。機(jī)組在部分載荷工況下，峰值效率COP可以達(dá)到12.根據(jù)預(yù)算，系統(tǒng)全年的能耗比原冷水機(jī)組節(jié)電率可以達(dá)到30%左右。

二是改項(xiàng)目的日常維護(hù)費(fèi)用較低。磁懸浮機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)行部件少，且沒(méi)有潤(rùn)滑系統(tǒng)，所以不需要進(jìn)行主機(jī)清洗，系統(tǒng)清洗簡(jiǎn)單，單次清洗費(fèi)用2000元以內(nèi)；

三是系統(tǒng)的運(yùn)行噪音小。磁懸浮機(jī)組沒(méi)有機(jī)械摩擦，設(shè)立有氣墊進(jìn)行振動(dòng)阻隔，所以本項(xiàng)目所選擇磁懸浮機(jī)組的壓縮機(jī)噪音小于77分貝。

四是啟動(dòng)電流低。大螺桿機(jī)組配置的電機(jī)很大，在設(shè)備啟動(dòng)瞬間會(huì)產(chǎn)生較高的電流。本項(xiàng)目原有系統(tǒng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)最大電流達(dá)到500A。采用磁懸浮離心式冷水機(jī)組之后，系統(tǒng)啟動(dòng)采用壓縮機(jī)變頻軟啟動(dòng)模式，啟動(dòng)電流不到6A，不需要設(shè)計(jì)電網(wǎng)防護(hù)措施[7]。

五是本項(xiàng)目機(jī)組采用環(huán)保冷媒R134a，對(duì)臭氧層的損耗值為0，為正壓型冷媒，不存在空氣進(jìn)入系統(tǒng)的危險(xiǎn)。

5 改造效益分析

經(jīng)過(guò)前期的穩(wěn)定運(yùn)行，中央空調(diào)制冷系統(tǒng)總體能耗下降明顯，系統(tǒng)效率COP根據(jù)現(xiàn)實(shí)際運(yùn)行工況高達(dá)6.5以上，節(jié)能效果非常顯著；項(xiàng)目完成改造后，降低了制冷系統(tǒng)能耗成本，提高了使用冷氣的質(zhì)量和制冷設(shè)備的安全性，保證了綜合樓生產(chǎn)車(chē)間溫濕度生產(chǎn)環(huán)境符合GMP規(guī)范要求，完成了預(yù)定的目標(biāo)。

5.1 經(jīng)濟(jì)效益情況

本項(xiàng)目于2019年2月開(kāi)始申請(qǐng)立項(xiàng)，至2019年9月全部完工 ，為期8個(gè)月。通過(guò)上述數(shù)據(jù)對(duì)比，計(jì)算出中央空調(diào)制冷系統(tǒng)改造后平均每月用電量節(jié)省48846.67kw/h，項(xiàng)目實(shí)施一年后為公司節(jié)省中央空調(diào)制冷電量能耗高達(dá)563820kw/h。通過(guò)上述分析，中央空調(diào)制冷系統(tǒng)改造后經(jīng)濟(jì)效益顯著；同比往年，預(yù)計(jì)每年可節(jié)省電量能耗超過(guò)56萬(wàn)度，預(yù)計(jì)收回成本年限：2901195元÷563820度=5.15年，達(dá)到了項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)[8]。

表2 中央空調(diào)系統(tǒng)改造前后經(jīng)濟(jì)效益分析表

5.2 社會(huì)效益情況

（1）項(xiàng)目的實(shí)施，提高了使用冷氣的質(zhì)量和制冷設(shè)備的安全運(yùn)行。通過(guò)淘汰老舊、高能耗設(shè)備，不但有助于提高設(shè)備運(yùn)行的安全性，同時(shí)相應(yīng)提高了設(shè)備自動(dòng)化水平、設(shè)備管理水平、維修技術(shù)水平，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才；降低企業(yè)生產(chǎn)成本，節(jié)能降耗，響應(yīng)國(guó)家的節(jié)能減排降耗政策，對(duì)社會(huì)貢獻(xiàn)一份力量。

（2）進(jìn)一步確保我司生產(chǎn)車(chē)間溫濕度生產(chǎn)環(huán)境更加符合GMP規(guī)范要求，確保所產(chǎn)藥品完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)國(guó)家社會(huì)、對(duì)用藥患者作出最有力的質(zhì)量保障承諾。

6 結(jié)論

通過(guò)工程實(shí)際應(yīng)用可以看出，磁懸浮離心式冷水機(jī)組與傳統(tǒng)機(jī)械式冷水機(jī)組相比具有能耗低、壽命長(zhǎng)、體積小、變速范圍廣等特點(diǎn)。因此，未來(lái)磁懸浮冷水機(jī)組將會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用前景。