進口磁浮變頻離心式冰水機

日立變頻離心壓縮機發展歷程

–機組構造

–磁浮軸懸浮工作原理

電磁鐵佈置成徑向軸承和軸向軸承的形式，並提供磁拉力以抬起旋轉機器的轉軸。電磁鐵中的電流由一個精準的數位式電控系統調節，提供磁力隨時應對外部負載的變化以保持轉軸良好居中。
因此，轉軸被無接觸抬起，且軸承的剛度和阻尼均可由一個數位式電控系統來調節。這些特點增強了高速旋轉機器的性能，使設備具有高可靠性、低能耗的顯著特點。

組成：磁軸承本身＋感測器＋電控系統＋輔助軸承

–磁浮電氣原理

右圖為簡單的磁浮電氣原理圖，由轉子、感測器、控制器和執行器四部分組成，其中執行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。
假設在參考位置上，轉子受到一個向下的擾動，就會偏離其參考位置，這時感測器檢測出轉子偏離參考點的位移，作為控制器的信號處理器將檢測的位移變換成控制信號；然後通過功率放大器將這一控制信號轉換成控制電流，控制電流在執行磁鐵中產生磁力，從而驅動轉子返回到原來平衡位置。因此，不論轉子受到向下或向上的擾動，轉子始終能處於穩定的平衡狀態。

–高效磁浮離心壓縮機，實現COP/IPLV雙高效能

日立磁浮離心壓縮機高速直聯傳動設計，無增速齒輪，減少傳動損失，同時基於磁浮技術，利用專有磁力軸承取代傳統機械軸承，無需潤滑油，進一步降低機械損失。搭配日立高效閉式二級葉輪，在國標工況下，滿負荷COP可高達7.0，綜合部分負荷效率在IPLV條件下可高達11，具有COP/IPLV雙高能效優點。

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–永磁同步電機，提高電機效率

永磁同步電機與感應電機相比，具有明顯的優勢。它工作時不存在勵磁損失，在機組運行的範圍內，電機效率高，尤其是部分負荷效率提升明顯，同時功率因素高，大幅地提高了電網的品質因素，節省了電網的投資。在機組主要運行區間，即25∼75%負荷，永磁同步電機效率比三相感應電機效率平均高5%左右。
永磁同步電機採用螺旋環繞的冷媒噴射冷卻技術，電機溫度場均勻，確保電機高效運行。

–獨家設計過冷卻器和經濟器，提高換熱效率

採用具有獨家設計的過冷卻器和離心式經濟器，實現過冷度以及氣液分離性能的提高，從而整體上提升了製冷量和換熱效率。

–馬達直接驅動，故障率更低

採用變頻單軸直驅葉輪，取消了增速齒輪，傳動系統更簡單，減少了運動元件，故障率更低，可靠性更高。

–輔助軸承，避免磁軸承受損

壓縮機標配一套輔助軸承系統，輔助軸承採用客製化設計的陶瓷軸承，可以適應各類嚴苛狀態運轉條件，確保壓縮機停機時，軸直接落在輔助軸承上，避免損壞磁軸承。

–緊急斷電保護系統，有效保護軸承壽命

標配完善的緊急斷電保護系統。緊急斷電時，永磁同步馬達慣性旋轉進行制動發電，產生電能儲存在變頻器，透過能量回饋供給磁浮軸承，維持軸懸浮狀態直至機組停機，避免軸直接墜落撞擊軸承，影響機組壽命。

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–機組運轉安靜，環境更舒適

噪音是評價機組對環境影響與否的一個重要因素。VM系列採用磁浮軸承，運動部品完全懸浮，無摩擦運轉，運轉噪音低至76dB（A），較普通離心機組少5∼10個分貝。
更低的噪音，意味著機房環境更加舒適。舒適的環境，讓操作人員控制機組高效穩定運轉。

–環保冷媒，保護臭氧層

R134a冷媒不含氯原子，對大氣臭氧層完全沒有破壞作用，符合環保要求，在最新的蒙特婁議定書中沒有禁用年限。

–彩色觸控螢幕，中文顯示，操作簡便

．10.4吋彩色液晶觸控螢幕(LCD)控制平台，簡潔明瞭。
．豐富多彩的彩色觸控螢幕，提高了識別的便利性，操作簡單、快捷。
．集中顯示機組的簡易流程、各種運轉資訊。
．集中控制機組的各種設定與狀態。
．根據原廠設定、服務和用戶的不同需求設定三級登錄權限。

–運轉狀態顯示

．主電動馬達停止中
．軸承落軸中
．低負荷停止中
．停電停止中
．ECO模式
．省電模式
．檢測到喘振
．負荷限制中
．蒸發壓力限制中
．冷凝壓力限制中
．再啟動限制中

–運轉數據顯示

．冰水入口／出口溫度
．冷卻水入口／出口溫度
．主馬達／蒸發／冷凝溫度
．CLTD冷凝器漸近溫度
．ELTD冰水器漸近溫度
．蒸發／冷凝壓力
．輸出頻率／電流
．主電動馬達電流
．高壓／低壓膨脹閥開度
．容量閥開度

–故障及警報資訊

．故障
．主電動馬達溫度高
．軸承控制器／變頻器異常
．變頻器故障
．軸承異常
．緊急停止
．冰水器低壓
．啟動逾時
．通訊異常
．冷凝器高壓
．冷水斷水
．頻率異常
．冰水過冷
．冷卻水斷水（選配）
．控制感測器異常
．軸承異常落軸
．冰水／冷卻水連鎖異常
．警報
．容量控制閥電位異常
．節能器異常
．感測器異常
．電池異常
．冰水器壓力下降
．冷凝器壓力上升
．低壓／高壓膨脹閥電位異常

注意事項

冰水&冷卻水變流量控制

變頻水泵能根據負荷變化改變系統標準水量，從而減少系統泵耗，因此客戶需對離心機的冰水&冷卻水泵進行變流量控制時，為了確保主機正常運轉，讓系統穩定高效運轉，需要注意事項如下：

① 冰水&冷卻水變流量控制條件：

② 冰水&冷卻水變流量控制注意事項

1. 冰水迴路採用變流量，可以減少系統泵耗，同時也不會導致機組效率降低。
2. 冷卻水迴路採用變流量，雖然可以減少系統泵耗，但是會帶來機組冷凝壓力的提升，壓縮機的壓損上升，容易使機組進入喘振區域，並且增加壓縮機的功耗。最後，泵所節省的能量只能夠補償被壓縮機增加的功耗。因此在冷卻水變流量時，應盡量控制冷卻水出口溫度在37℃以下，同時為了確保系統整體能耗降低，建議按照下表情況進行冷卻水變流量

冷卻能力20%∼ 70% ∼ 100%
冷却水標準水量50%∼ 100% ∼ 100%
3. 冰水&冷卻水都需要進行變流量控制時，注意流量比不能顛倒，對冰水&冷卻水的水泵進行變頻控制，請確保冰水／冷卻水的流量比≤1 。

③ 容器內水的流速必須保持一定範圍之內，最高不超過3.0m/s。流速過低，容易在管內壁附著水垢或水鏽，易引發主機效率下降等問題；流速過高，則導致水頭損失過大並加大管道磨損。具體流速及流量限制請與本公司確認，同
時在日常維護方面，請嚴格進行水質管理，並定期清洗銅管。

水質管理
在機組運轉時，冰水&冷卻水的水質好壞直接影響機組性能和壽命。所以必須提前調查好水質，並且在機組運轉時進行水質管理。建議系統用水滿足下表參數：

磁浮離心機設備規範

1. 通則

1.1規定建築物空調系統中有關離心式冰水機組之構造、性能及檢驗標準。
1.2相關參考準則
1.2.1中華民國國家冰水機標準 CNS 12575。
1.2.2美國冷凍空調協會 AHRI 551/591。
1.2.3美國機械工程師協會容器製造標準 ASME SECTION Ⅷ。
1.2.4主管機關頒布實施之法令規章與技術規則。
1.3品質保證
1.3.1設備資料送審時，應提送設備選用型錄及相關選機資料送審。
1.3.2除契約另有規定外，設備出廠時，持有AHRI認證標誌者，免辦理本規範所述之出廠檢驗，但應提送出廠測試報告及合格證明文件送審。

1.3.3冰水機之額定規格須符合CNS及AHRI相關標準。
1.3.4供應商應在國內設有授權之代理商或專業公司，能從事本規範規定之產品的安裝指導及售後服務。

1.4性能測試
1.4.1具有美國製冷空調供熱工業協會 (Air-Condition, Heating, and Refrigeration Institute，簡稱AHRI)冰水主機性能測試實驗室認證，送審資料須檢附ISO-9001、ISO-14001、ISO-45001 工廠相關
工廠相關文件資料以茲證明。
1.4.2離心式冰水機能源效率的額定條件須符合：CNS 12575 或 AHRI Standard 551/591。

2. 產品
2.1冰水機組採用R134a環保冷媒並符合行政院環境保護署「氟氯烴消費量管理辦法」之規定。
2.2冰水機組應於工廠整體組合完成，包括冷媒壓縮機、蒸發器、冷凝器及附屬設備、配管配線、
洩漏及抽真空測試等，經檢驗合格，運往工地現場，於完成接管、接線及試機調整後始可操作。
2.3設備
2.3.1壓縮機
(1) 採用離心式二段壓縮機，在吸入腔體內有容量控制裝置、葉輪。
(2) 葉輪採用全覆蓋式，由特殊的鋁合金製成，不僅有耐腐蝕性，能高速迴轉，還具有相當的硬度，
另外翼的形狀在流體力學的角度來講也是損失最少的一種。葉輪經靜力及動力平衡，並經25％
之超速測試合格。
(3) 壓縮機入口處設有三維曲面，可以在廣範圍內高效率的運轉。
(4) 壓縮機為半密閉式設計，外殼是由細粒鑄鐵製成，水平或垂直對合外殼，堅固耐用。
(5) 軸承為磁懸浮無油軸承，採用純電磁力支撐轉子懸浮，避免發生軸承消磁的風險。
(6) 壓縮機運轉振動量符合ISO 10816-1 區域B之規定。
(7) 壓縮機設計壓力1.15MPa，耐壓試驗壓力1.7MPa，氣密試驗壓力1.15MPa。
2.3.2 馬達
採用永磁同步馬達，具有部份負載效率高、功率因素高、體積小、重量輕等優勢。
高速永磁同步馬達平均效率達到96%以上，最高效率可達98%，大大提高機組運轉能效。
採用螺旋環繞的冷媒噴射冷卻技術，使電機溫度場均勻，確保電機高效運行。

2.3.3
冷凝器
(1) 冷凝器為殼管式，胴體用鋼板卷焊而成，並與鋼製管板焊接固定。
(2) 採用高效率外散熱銅管，配合管陣設計優化，達到最優越的性能，並保持結構簡化。
(3) 冷媒側耐壓13kg/cm2
G以上，水側耐壓10kg/cm2
G 以上。
(4) 鋼製端蓋可拆卸便於水管清理，設有洩水、排氣以及水管接頭。
(5) 冷媒入口設置有擋板，防止氣態冷媒直接衝擊到散熱銅管，並使冷媒均勻分配。
(6) 安全閥安裝在冷凝器殼體上的三通閥上，便於定期檢查、校正。
(7) 水冷式冷凝器之設計須符合GB或 ASME SECTION Ⅷ之規定，冷媒側設計壓力應能配合所選用冷媒
之操作壓力。水側設計壓力除另有規定外，應不小於 1
2.3.4
蒸發器
(1) 蒸發器為殼管滿液式式，胴體用鋼板卷焊而成，並與鋼製管板焊接固定。
(2) 採用高效率外散熱銅管，配合管陣設計優化，達到最優越的性能，並保持結構簡化。
(3) 冷媒側耐壓11.5kg/cm2G以上，水側耐壓10kg/cm2G 以上。
(4) 鋼製端蓋可拆卸便於水管清理，設有洩水、排氣以及水管接頭。
(5) 冷媒出口設置有擋板，防止液態冷媒直進入壓縮機。
(6) 安全閥安裝在殼體上，便於定期檢查、校正。
(7) 蒸發器胴體側邊裝有視窗，以供檢視冷媒液位，有助於冷媒量充填。
(8) 水冷式蒸發器之設計須符合GB或 ASME SECTION Ⅷ之規定，冷媒側設計壓力應能配合所選用冷媒之操作壓力。水側設計壓力除另有規定外，應不小於 1,000 kPa，測試壓力採1.15倍(1,150kPa)。
2.3.5
節能器
從冷凝器流出的高壓液態冷媒先節流至中間壓力，再進入離心式節能器進行液氣分離，有效提高機組
的性能及效率，達到節能效果。
2.3.6緊急斷電保護系統
標配緊急斷電保護系統。緊急斷電時，永磁同步馬達慣性旋轉進行制動發電，產生電能儲存在變頻
器，透過能量回饋供給磁浮軸承，維持軸懸浮狀態直至機組停機，避免軸直接墜落撞擊軸承，影響
機組壽命。
2.3.7
控制裝置
本次提送冰水機組有一微電腦處理式自動操作及安全控制裝置。具有各項控制及設定功能。
所有控制訊息及故障，均可在10.4吋彩色液晶觸控螢幕(LCD)上示出。
(1) 操作特性：能全自動控制起動／停止及能配合負載狀況調整容量從10%至100%，壓縮機應能
無負載啟動，且有防止機器過份啟停循環而傷害馬達或啟動器。冰水出水溫度能連續被控制
及經由機房自動控制系統或中央監控中心之外部控制信號，予以重置。
(2) 應裝設下列安全控制裝置，任一保護開關動作時，皆能使冰水機自動停機並須手動復歸：
A.冷凝器冷媒高壓開關。
B.蒸發器冷媒低溫開關。
C.蒸發器冷媒低壓開關。
D.磁浮軸承溫度過高保護。
E.磁浮軸承過電流保護。
F.馬達線圈溫度開關。
G.馬達過載及保護器：包括相不平衡、相位變換、配電器故障及接地故障。
(3) 應裝設下列安全控制裝置，任一保護開關動作時，皆能使冰水機自動停機：
A.低冰水溫度開關。
B.液壓開關（差壓開關）
C.冰水流量開關。
D.冷卻水流量開關。
(4) 安全控制裝置應符合下列要求：
A.在沒有適當的冰水及冷卻水流動的情況下，不會啟動冰水機。
B.流過蒸發器或冷凝器的水流量降到預先設定值以下時，應能由差壓開關停掉冰水機。
C.隨冰水機提供的安全控制裝置，當作動時應能停掉相關的冰水機。
D.安全控制裝置應包含有字母數字顯示器。
(5) 控制盤面須裝設下列裝置或依廠商標準配置可達相同功能：
A.機器停止／自動開關。
B.機器運轉開關，包括加載、卸載、保持負載及自動操作。
C.順序啟動指示燈。
D.運轉狀態顯示。
E.冷凝器高壓。
F.蒸發器低壓。
G.蒸發器冰水過冷警報。
H.蒸發器壓力過低警報。
I .冷凝壓力高壓警報。
J.負載限制顯示、可控制負載限制。
K.馬達運轉時間計時表。
(6) 選配多功能電錶：
A.三相輸出電壓及電流。
B.運轉頻率。
C.輸入電量瓩數(kW)及用電度數(kWh)。
D.總功率因數。
(7) 選配諧波濾波器：
A.符合IEEE 519-1992標準。
B.總諧波失真(THDi≦5%)。
(8) 應裝設下列運轉控制裝置：
A.電子式冰水溫度控制器，控制電子式導流翼操作器，節流溫度範圍為0.5℃及調整負載率。溫度感測器裝於冰水進／出口處。
B.再啟動限制，防止壓縮機過度啟停。
C.負載限制裝置，可手動設定最大電流於滿載電流之5%至100%之間。 
2.3.8 變頻器
變頻器採用冷媒冷卻，微電腦控制，頻寬調變式(PWM)。
3. 安裝現場試運轉調整
3.1機組安裝至現場後，待配管、配電、監控等相關工程可使冰水主機運轉時，冰水機組製造廠需派
專業技術人員至現場配合進行冰水機首次啟動、調整及控制器校正，並保證設備已安裝妥當，能作正常服務操作。
3.2冰水主機試運轉前之相關工程配合單位須完成工作，建議表可由冰水機製造廠以書面資料提出。