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为应对全球能源危机，除了积极寻找可再生能源之外，节能技术也是一个非常重要的方向。 近年来，在空调节能领域，磁悬浮冷机越来越广泛地应用在空调系统中，特别是旧项目更换空调主机时，磁悬浮冷机似乎越来越受各方的推崇，厂家宣传可以节能50%以上，然而是否每个改造项目都有50%的节能空间呢？如果有，这样的案例有什么样的特点呢？考虑磁悬浮冷机较高的初投资和节能潜力两个方面的情况下，是否依旧划算？为了弄清楚磁悬浮冷机能节多少能，相对初投资是否划算，首先需要了解磁悬浮冷机的特点。 磁悬浮冷机利用磁力使得转子处于悬浮状态，因此它具有无摩擦、低噪声、无油运行的特点，所以相对一般的冷机，在制备相同冷水量的情况下，它可以投入更少的电量，也就是它具备更高的性能系数（即更高的COP）。  图1 各类冷水机运行性能曲线 1、空调负荷率：在运行时空调主机的实际制冷量和其总制冷能力的比值； 2、性能系数COP：单位冷机功耗下的制冷量，该值越大，冷机性能越佳。 图1是三种常见冷机性能系数COP相对负荷率的曲线，从这张图可以看到，在低空调负荷率的情况下，它相对其他制冷主机的优势越大。也就是说，在不需要制备那么多冷水的情况下，它的优势越大，在需要制备大量冷水的情况下，这种优势变小了。 打个比方，如果把磁悬浮冷机比作一个优秀的跑步运行员，把低负荷率比作50米的短跑比赛，把高负荷率比作200米的比赛，无论是让他跑50米的短跑比赛还是跑200米的比赛，它的成绩相对其他的运动员（其他冷机）都是比较好的，只是它在50米比赛的时候成绩更优秀，对比其他运动员能拉开更大的差距。上述就是这个运动员参加各种长度比赛的特点，越是短距离的跑步，它相对其他运动员优势越大。  除了这个特点外，它还有个好处，这个运动员的职业生涯期更长，不容易受伤。磁悬浮冷机无需油润滑系统，没有机械摩擦，较传统冷机其使用寿命更长，可以达到三十年，且由于没有复杂的油路系统，可以减少冷机维护内容，有效降低日常维护费用。 总结一下，磁悬浮冷机这个运动员相对其他的运动员，它的短跑能力（低制冷需求情况下，即低负荷率的情况）非常突出；它有更长的职业生涯时间（更长的使用寿命），还不容易受伤（日常维护费用较小）。 然而是否好处都被它占了呢？上天很公平，事物都有两面性，这种运动员的身价比较贵。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。 在上文中我们知道了磁悬浮冷机的优点和缺点，比如有一系列的跑步比赛，如果我们想要得到好的成绩，是否应该花大价钱去买这么一个比较贵的运动员来参加比赛呢？根据经验判断，我们需要先知道既有的运动员的能力还行不行，还能不能跑出好的成绩了？有没有那么多的50米比赛可以参加？也就是既有项目冷机的性能还行不行？既有项目部分空调负荷的情况多不多？如果已有的冷机已经很老了，性能很差了，那么就应该把它换掉；如果部分空调负荷的情况很多，那么换磁悬浮冷机就比较划算了。 刚才只是从定性上回答了上面的问题，如果要衡量到底有多划算，就需要计算磁悬浮冷机的投资回收期，也就是要算一笔账，从而确定买这个运动员划不划算。 一般情况下是怎么算这笔账？ 一般情况下我们只有原来冷机逐月的能耗数据，也就是它每个月用了多少的电，花了多少的钱，在这个情况下要怎么计算更换新设备的投资回收期呢？ 首先会遇到第一个问题，原来的冷机到底还行不行？我们只能通过现场使用反馈的信息以及以往的经验来判断原冷机的性能，而这些反馈的信息和以往经验是比较含糊的，非常依赖现场人员和测算人员的专业知识。这个问题会对投资回报的测算造成影响。 下面以某项目为例说明原冷机性能（COP）对投资回报测算的影响。原项目设备和替代方案如下：  原老设备铭牌标注的额定COP是5.72，实际上在使用了一定年限后，由于各种损耗，这个值可能是4.7也可能是3.7了，具体是多少依赖于测算人员的专业判断。 由于月平均COP估算的不同，根据电耗计算得到的制冷量也不同，因此得到的月平均空调负荷率不同，见表2。
本案例仅为说明对原冷机COP的评估会对投资回收期有影响，实际上一年中每个月平均COP是不同的。 现在让我们回到刚才运动员的比喻，不同的空调负荷率代表了什么？代表了比赛的类型，低的负荷率代表了短距离的比赛，高的负荷率代表了长距离的比赛，而我们知道磁悬浮这个运动员在短距离比赛中才具备更强的优势，也就是更好的节能潜力。至此，我们可以预见到依赖于测算人员专业经验的测算方法对磁悬浮冷机的节能潜力的判断已经出现了问题，为了进一步说明该问题，现计算三种COP情况（假设）下采用磁悬浮冷机这个运动员的年运行费用和投资回收期，见图2。  图2 原设备不同COP假设对投资回报的影响 由图2可知，仅考虑运行费用和初投资的情况下，原设备的COP的值（性能）对磁悬浮冷机的运行费用是有影响的，从而影响了投资回收期。这是因为原设备的COP衰减越严重，原设备实际上运行起来就越不经济，采用磁悬浮方案的投资回收期就越短。 总之，从本质上看，缺乏逐时制冷量数据，难以得到原有设备的空调负荷率，缺乏逐时电量和制冷量数据难以得到原设备的性能系数，因此难以判断原设备的运行状况。在这个基础上去测算投资回收期仅仅是依赖于测算人员的经验和专业知识，具有较大的不确定性，投资决策的风险较大。 基于逐时空调负荷的准确投资回报测算方法 上文中已经说明，仅仅依赖月电耗数据难以得知原设备性能也难以推测原项目全年负荷需求情况。如要较准确的测算冷机更换的投资回收期，则需要获得逐时空调负荷（制冷量）和冷机耗电量，接下来为大家介绍测算方法。 已知空调负荷的情况下，冷机年运行费用和投资回收期的测算步骤如下： 1、收集逐时冷机制冷量和耗电量数据； 2、根据替换方案冷机选型（额定制冷量）确定逐时空调负荷率； 3、根据不同空调负荷率和冷机性能曲线获得冷机的逐时COP； 4、冷机年运行费用：  其中， 以原冷机上一年度的制冷量数据为依据，计算得到供冷季逐时空调负荷率，如图3所示。  图3逐时空调负荷率 根据普通离心冷机和磁悬浮冷机的“负荷率-COP”性能曲线可计算得到供冷季节普通离心机器和磁悬浮冷机的逐时COP，如下图4所示。  图4离心机和磁悬浮冷机逐时COP 依据图3以及图4数据，代入公式（1）可以计算得到磁悬浮机组的年运行费用为：66.7万元。  表3是该项目原来冷机的实际运行费用，经计算，仅考虑运行费用和初投资的情况下，采用磁悬浮冷机的投资回收期为3.31年，而在上文中，依赖测算人员经验测算得到的投资回收期分别为2.55年、2.13年和1.99年，和本次测算方法得到的投资回收期有较大差别，从测算的依据来看，显然本次的方法更加合理可靠，可以作为项目投资测算的依据。 磁悬浮冷机用武之地 上述案例说明某些情况下采用磁悬浮机组是有巨大的节能潜力的，原冷机的年运行费用在117.1万元左右，而磁悬浮机组的运行费用在66.7万元左右，其节能率可达到43.0%。然而这样的案例有什么样的特征呢？ 从图3可以看到，该项目为工业用户，其年平均负荷率不高于50%（黄色线），且冷机全年8760小时运行，该案例的特征和磁悬浮冷机的特点非常切合，为磁悬浮冷机节能带来了巨大的空间，该案例为磁悬浮冷机的应用场合指明了方向。然而如果是写字楼、商场这类商业建筑，冷机的开关有明显的时间周期特点，冷机的全年运行时间只有本案例的1/3至1/4，这些场景下采用磁悬浮冷机的投资回收期就会显著增加。 实际上上述案例在选择磁悬浮冷机的容量时，参照了原冷机的最大制冷量，然而由于设计上的保守，很可能原冷机的容量选型就偏大了，这一点从图3可以看出，绝大部分情况负荷率不超过85%；是否可以选择容量小一点的磁悬浮冷机呢？又或者是否可以选择容量大一点的冷机呢？不同选择的投资回收期会是多少呢？采用基于逐时负荷的计算方法分别计算500冷吨、600冷吨、700冷吨和800冷吨磁悬浮冷机的年运行费用和投资回收期，见下图：  图5 不同容量磁悬浮冷机的投资回收期比较 从图5可以看出，采用不同容量的磁悬浮冷机的运行费用和初投资均不相同，因此投资回收期也不同，但是有一个最优的点。在该案例下，采用600冷吨和700冷吨的磁悬冷机投资回收期相同，考虑到后期运行费用，700冷吨的冷机更加有优势。 从以上分析可以看出数据对于投资方案测算的重要性，那么如何收集这些数据呢？如果单独安装这些数据采集装置成本较高，汇电云联的冷机AI管控系统完美解决了这个问题。该系统可为用户进行冷机优化运行和故障智能诊断，由此产生节能收益可以覆盖本身的软硬件投资，无须用户投资，同时收集了冷机的逐时制冷量和耗电量数据，可为用户进行设备更换提供准确的投资回收期测算方案。 ▌1、磁悬浮冷机这个运动员在参加短跑比赛时优势更大，即低部分空调负荷的时间比较多（短跑比赛比较多），它的成绩越优秀（越节能）。▌2、冷机逐时制冷量和耗电量数据是准确测算冷机更换投资回收期的关键数据，在缺乏此数据的情况下粗略估算会为投资方带来较大的投资风险。 |
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