【中國(guó)制冷網(wǎng)】大型建筑物的制冷通常都使用風(fēng)冷或水冷冷水機(jī)組，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在9000m2以上的建筑物中，大約有39%使用冷水系統(tǒng)作為冷源，而冷水系統(tǒng)亦采用了各種不同的壓縮機(jī)技術(shù)。正確選擇冷水機(jī)組與壓縮機(jī)，不僅需要專業(yè)工程師確定建筑物的制冷負(fù)荷與冷水機(jī)組制冷能力1，還要通過計(jì)算，比較每冷噸制冷量的能耗和運(yùn)行成本，確定不同系統(tǒng)之間的投資回報(bào)率。

　　在采購(gòu)新機(jī)組時(shí)，專業(yè)工程師和建筑物業(yè)主自然關(guān)注機(jī)組的效率額定值，并以此評(píng)估冷水機(jī)組的年度能耗。但是，除了冷水機(jī)組的額定性能外，有一個(gè)變量也值得納入考慮：冷水機(jī)組及冷水機(jī)組壓縮機(jī)在投入實(shí)際運(yùn)行后，是否可以保持其額定性能？

　　我們已經(jīng)在多家第三方發(fā)布的研究報(bào)告中得知影響冷水機(jī)組性能的一個(gè)主要因素是機(jī)組壓縮機(jī)所使用的潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑油主要用于形成密封防止制冷劑回到吸氣口，并潤(rùn)滑壓縮機(jī)軸承、齒輪和軸封。而在運(yùn)行期間，隨著時(shí)間的推移，油被制冷劑帶走并在整個(gè)系統(tǒng)中循環(huán)。最后，油覆蓋熱交換器管，形成熱障，這種熱障會(huì)降低效率，即出現(xiàn)所謂的“油污”問題。

　　多家獨(dú)立的第三方詳細(xì)研究了“油污”對(duì)機(jī)組性能產(chǎn)生的影響，包括：

　　系統(tǒng)含油濃度為10%時(shí)，傳熱比從1.0降至0.65；2

　　中國(guó)清華大學(xué)發(fā)布的研究報(bào)告指出，機(jī)組運(yùn)行五年后因潤(rùn)滑油導(dǎo)致的效率損失為10%，10年后效率損失達(dá)20%；３

　　其它情況，性能降低30%；4

　　除了油污以外，還有一個(gè)隨運(yùn)行時(shí)間增加而對(duì)性能產(chǎn)生產(chǎn)生影響的因素。另一項(xiàng)研究表明，運(yùn)行期間，由于軸承磨損嚴(yán)重、能力滑移損失（capacity slide damage）等因素，傳統(tǒng)的油潤(rùn)滑壓縮機(jī)（尤其是螺桿式壓縮機(jī)）的性能降低特別嚴(yán)重。5這些研究得出的結(jié)論是，開始運(yùn)行后的五年內(nèi)，螺桿式壓縮機(jī)的磨損會(huì)嚴(yán)重影響性能，運(yùn)行15年后平均性能降低高達(dá)26%。

　　為了避免因機(jī)械磨損和潤(rùn)滑油產(chǎn)生的性能衰減問題，丹佛斯推出采用無(wú)油軸承的變頻離心封閉式壓縮機(jī) —— 丹佛斯天磁®（Turbocor）壓縮機(jī)。采用這一類型壓縮機(jī)后，冷水機(jī)組廠商可以在機(jī)組上省去潤(rùn)滑機(jī)械壓縮機(jī)軸承的復(fù)雜油路系統(tǒng)。

　　綜上所述，雖然從理論上說，無(wú)油封閉式離心壓縮機(jī)設(shè)計(jì)，可避免傳統(tǒng)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)存在的因摩擦和油污而引起的效率衰減和維護(hù)保養(yǎng)等問題。但是，運(yùn)行多年以后，實(shí)際情況又如何呢？

　　為了得出準(zhǔn)確結(jié)論，丹佛斯2018年啟動(dòng)了一個(gè)研究項(xiàng)目，將運(yùn)行10年或10年以上的丹佛斯天磁®（Turbocor）壓縮機(jī)的性能與出廠時(shí)的性能進(jìn)行比較。研究的目的是確定無(wú)油壓縮機(jī)是否與傳統(tǒng)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)一樣都存在性能降低的問題，還是它們可以保持最初的性能水平。

　　研究表明，采用磁懸浮無(wú)油軸承的丹佛斯天磁?（Turbocor）壓縮機(jī)能保持10年以上的一致性能。

　　應(yīng)用1

　　美國(guó)賓夕法尼亞州好時(shí)巧克力世界數(shù)據(jù)中心(Hershey, Pennsylvania, USA)

　　好時(shí)公司是一家全球領(lǐng)先的糖果公司，以其巧克力、糖果和小吃聞名。1973年，該公司在賓夕法尼亞州好時(shí)開設(shè)了好時(shí)巧克力世界，然后陸續(xù)在其它地方開店，從時(shí)代廣場(chǎng)，到迪拜，再到上海，遍及全世界。為了向全球的巧克力客戶和粉絲提供更優(yōu)質(zhì)服務(wù)，好時(shí)巧克力世界在好時(shí)設(shè)有數(shù)據(jù)中心，該數(shù)據(jù)中心啟用一臺(tái)冷水機(jī)組，機(jī)組全天候運(yùn)行，為其中的電子設(shè)備提供制冷。

　　冷卻技術(shù)

　　為了滿足這些條件，該數(shù)據(jù)中心采用了一臺(tái) 180 冷噸（600 kW）的Smardt WA062.2水冷冷水機(jī)組，機(jī)組搭載 2 臺(tái)丹佛斯天磁?（Turbocor）TT300 無(wú)油離心壓縮機(jī)，壓縮機(jī)采用R-134a制冷劑，兩級(jí)離心壓縮，單臺(tái)壓縮機(jī)公稱制冷量為90冷噸。

　　性能測(cè)試

　　進(jìn)行性能測(cè)試的這 2 臺(tái)壓縮機(jī)，分別經(jīng)過 38,967 小時(shí)和 38,928 小時(shí)運(yùn)行，為數(shù)據(jù)中心提供24/7制冷運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10年以上。

　　2018 年 1 月，壓縮機(jī)從機(jī)組中拆除，并換成全新的TT300 壓縮機(jī)?，F(xiàn)有的壓縮機(jī)被送往位于佛羅里達(dá)州塔拉哈西市創(chuàng)新公園的丹佛斯檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室。

　　測(cè)試得出，根據(jù)額定的質(zhì)量流量，兩臺(tái) TT300  壓縮機(jī)中，1號(hào)壓縮機(jī)測(cè)試輸入功率為48.0 kW，2號(hào)壓縮機(jī)測(cè)試輸入功率為49.0 kW，其壓力、轉(zhuǎn)速和質(zhì)量流量如表1和表2所示。（由于沒有官方關(guān)于獨(dú)立離心式壓縮機(jī)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，但已發(fā)布的AHRI 540-2015可作為試驗(yàn)參考標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)說明見下方。）測(cè)試的結(jié)果符合AHRI 540-2015中關(guān)于質(zhì)量流量和輸入功率 ±5%的容差。

　　測(cè)試結(jié)果與這兩臺(tái)壓縮機(jī)2007年出廠測(cè)試時(shí)的參數(shù)進(jìn)行了比較。

　　試驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論

　　運(yùn)行11年后的偏差測(cè)試：與2007年46.8 kW輸入功率的原始功率試驗(yàn)值來(lái)看，11年后1號(hào)壓縮機(jī)功率消耗高了2.56%（表1），質(zhì)量流量高了2.13%。從48.7 kW的原始值來(lái)看，2號(hào)壓縮機(jī)功率消耗高了0.62%（表2），質(zhì)量流量高了0.15%。

　　性能一致性：功率和質(zhì)量流量的偏差范圍（表1和表2）都在AHRI 540-2015規(guī)定的容差內(nèi)（表3）。此范圍接近新壓縮機(jī)的預(yù)期性能值。結(jié)果表明，丹佛斯天磁? TT300無(wú)油壓縮機(jī)11年沒有明顯的性能降低。這種證據(jù)表明，壓縮機(jī)具有一致持久的性能，這種性能在冷水機(jī)組的整個(gè)壽命期間不會(huì)降低。

　　客戶滿意度：好時(shí)公司數(shù)據(jù)中心高級(jí)維護(hù)保養(yǎng)專員Steven C. Miller說：“數(shù)據(jù)中心的可靠性最重要，這種冷水機(jī)組采用丹佛斯天磁?TT300磁懸浮無(wú)油壓縮機(jī)，是一種極其可靠的冷水機(jī)組。運(yùn)行維護(hù)成本一路下降，因?yàn)樽岳渌畽C(jī)組投入運(yùn)行后的10多年來(lái)，幾乎沒有維修工作。我們最初選用這種技術(shù)的原因是其低噪聲水平，同時(shí)參考了其它工地的成功跟蹤記錄。在我們的案例中，采用丹佛斯天磁?壓縮機(jī)的冷水機(jī)組已經(jīng)滿足并超過了我們關(guān)于性能的預(yù)期。”