產(chǎn)業(yè)聚焦!格力磁懸浮壓縮機(jī)靠什么打破國(guó)外壟斷?
直徑不到10厘米的轉(zhuǎn)軸懸浮在半空中,以每分鐘2萬(wàn)轉(zhuǎn)的速度高速旋轉(zhuǎn),與周?chē)考3植坏筋^發(fā)絲百分之一的間隙——這不是科幻電影場(chǎng)景,而是格力磁懸浮離心壓縮機(jī)每天都在工作的現(xiàn)實(shí)畫(huà)面。
2024年,位于珠海的格力水機(jī)綠色智造產(chǎn)業(yè)基地正式投產(chǎn),這里年產(chǎn)離心、螺桿壓縮機(jī)10000臺(tái),大型水機(jī)3000臺(tái)。站在整潔的車(chē)間里,幾乎聽(tīng)不到傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)線震耳欲聾的噪音,只有細(xì)微的機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)聲。
高度自動(dòng)化的生產(chǎn)線正日夜不停地制造著全球制冷量最大的1300冷噸磁懸浮壓縮機(jī)。這個(gè)重量級(jí)產(chǎn)品代表著中國(guó)在高端制造領(lǐng)域的最新突破。
磁懸浮壓縮機(jī)打破國(guó)外技術(shù)壟斷
磁懸浮技術(shù)的核心原理是利用電磁力將被控對(duì)象懸浮在空中,從而實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸、無(wú)摩擦的運(yùn)動(dòng)。這一技術(shù)具有超高轉(zhuǎn)速、超高能量密度、永無(wú)機(jī)械磨損等顯著優(yōu)勢(shì),使其在航天航空、軍工裝備、軌道交通等極端特殊環(huán)境中成為唯一可選的高端軸承技術(shù)。
磁懸浮技術(shù)的研究最早始于磁懸浮列車(chē),其起源可以追溯到20世紀(jì)初。隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,上世紀(jì)90年代以后,科學(xué)家們開(kāi)始研究將磁懸浮技術(shù)應(yīng)用于制冷壓縮機(jī)。
在中央空調(diào)領(lǐng)域,磁懸浮制冷壓縮機(jī)利用電磁力將轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定懸浮在空中,實(shí)現(xiàn)無(wú)油、無(wú)摩擦、高速直驅(qū)運(yùn)行,具有高效、低噪等突出優(yōu)勢(shì)。
磁懸浮離心冷水機(jī)組憑借其卓越的性能和高效節(jié)能的特點(diǎn),成為了眾多大型建筑和工業(yè)項(xiàng)目的首選。然而,由于其涉及多學(xué)科交叉、多場(chǎng)耦合,各系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)且復(fù)雜,使得技術(shù)突破面臨重重困難。
2003年1月,麥克維爾空調(diào)公司在美國(guó)正式向全球發(fā)布了世界上第一臺(tái)采用磁懸浮離心式壓縮機(jī)的冷水機(jī)組,并順利通過(guò)美國(guó)制冷空調(diào)與供暖協(xié)會(huì)認(rèn)證,這標(biāo)志著磁懸浮離心冷水機(jī)組正式登上歷史舞臺(tái)。
此后,制冷和空調(diào)設(shè)備行業(yè)開(kāi)始進(jìn)入磁懸浮新時(shí)代。然而,在很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi),只有美國(guó)、法國(guó)、丹麥等少數(shù)國(guó)家掌握磁懸浮系統(tǒng)全套核心技術(shù)。
隨著中國(guó)節(jié)能減排政策的推進(jìn)力度不斷加大,市場(chǎng)對(duì)磁懸浮空調(diào)的需求井噴,吸引了世界各大磁懸浮生產(chǎn)企業(yè)加大對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的投入。“老玩家”們憑借先入為主的優(yōu)勢(shì)建立了技術(shù)壁壘,給后來(lái)者的發(fā)展帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。
特別是在大冷量應(yīng)用場(chǎng)景,強(qiáng)擾動(dòng)下轉(zhuǎn)軸懸浮的精度難保證、易出現(xiàn)失穩(wěn)等問(wèn)題一直困擾著行業(yè)。在這種艱難的環(huán)境中,創(chuàng)新和突破成為了發(fā)展的關(guān)鍵。
為此,格力研發(fā)團(tuán)隊(duì)投入大量時(shí)間精力,從基礎(chǔ)理論研究入手,深入分析電磁原理等,通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)工藝,成功攻克技術(shù)壁壘。
2010年,格力開(kāi)始進(jìn)行磁懸浮離心制冷壓縮機(jī)的研發(fā)。彼時(shí),國(guó)外巨頭正在攻克450冷噸技術(shù)。
2014年,格力研發(fā)出了1000冷噸磁懸浮制冷壓縮機(jī)及機(jī)組,填補(bǔ)了大冷量磁懸浮離心制冷壓縮機(jī)的空白,打破了國(guó)外企業(yè)在磁懸浮領(lǐng)域核心技術(shù)的壟斷局面。
2019年,格力再次突破磁懸浮壓縮機(jī)冷量范圍,全球最大單體磁懸浮壓縮機(jī)橫空出世,其單機(jī)冷量高達(dá)1300冷噸,將行業(yè)技術(shù)門(mén)檻提升至新高度。
2022年,格力成功實(shí)現(xiàn)全球最小50冷噸磁懸浮壓縮機(jī)的產(chǎn)業(yè)化,再一次實(shí)現(xiàn)重大技術(shù)突破。
2024年,格力磁懸浮電機(jī)系統(tǒng)被中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)鑒定為“國(guó)際領(lǐng)先”,成為格力第46項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)。
如今,格力掌握了高精度磁懸浮軸承設(shè)計(jì)及控制技術(shù)、大功率高效永磁電機(jī)設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)技術(shù)、高可靠保護(hù)軸承設(shè)計(jì)及異常斷電自發(fā)電技術(shù)等七大核心技術(shù),全面保證磁懸浮技術(shù)領(lǐng)先性。
目前,格力已實(shí)現(xiàn)50冷噸到1300冷噸全系列磁懸浮壓縮機(jī)產(chǎn)業(yè)化,是行業(yè)內(nèi)冷量范圍最寬、產(chǎn)品系列最全、型號(hào)最豐富的空調(diào)廠家。此外,格力還推出80-225冷量超寬冷量范圍的集成式磁懸浮壓縮機(jī)。
“格力始終堅(jiān)持自主創(chuàng)新,一步一個(gè)腳印,攻克了浮不穩(wěn)、轉(zhuǎn)不穩(wěn)和停不穩(wěn)的技術(shù)難題,實(shí)現(xiàn)磁懸浮產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)。”格力技術(shù)專家表示,“這意味著格力跨越了無(wú)人區(qū)。”
據(jù)介紹,格力磁懸浮所有核心部件100%自研、自產(chǎn)、自檢、自銷(xiāo),自主攻克了磁懸浮軸承系統(tǒng)技術(shù)、位移檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)、高速電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù),真正引領(lǐng)空調(diào)行業(yè)走向大冷量時(shí)代。
其中,格力王牌產(chǎn)品——CCE系列磁懸浮變頻離心式冷水機(jī)組,便搭載了格力電器100%自主研發(fā)的多項(xiàng)核心技術(shù),從節(jié)能、穩(wěn)定性、智能化等方面解決了行業(yè)中存在的“卡脖子”難題。
在高效節(jié)能方面,該系列機(jī)組使用高速永磁同步電機(jī),直驅(qū)葉輪、磁懸浮軸承、雙級(jí)壓縮補(bǔ)氣、四象限變頻等技術(shù),大大提高了機(jī)組的運(yùn)行效率與運(yùn)行壽命;在穩(wěn)定可靠方面,機(jī)組結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn),磁懸浮軸承控制精度達(dá)2微米,軸承無(wú)油運(yùn)行,無(wú)需維護(hù),極大提高了運(yùn)行穩(wěn)定性;智能控制方面,機(jī)組具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)技術(shù),采用便捷高效的智能控制,具有全面的安全保護(hù)。
通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,格力實(shí)現(xiàn)了-86℃至150℃溫區(qū)全覆蓋,能夠適應(yīng)各種極端環(huán)境條件,為全球用戶提供可靠的空調(diào)解決方案。
如今的格力形成磁懸浮壓縮機(jī)、變頻器、控制系統(tǒng)的全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控能力。這種垂直整合模式,提升了格力在全球磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域的地位,格力由此成為全球唯一實(shí)現(xiàn)“核心部件100%自研”的磁懸浮設(shè)備制造商。
全球10萬(wàn)多個(gè)大型工程首選
格力的磁懸浮壓縮機(jī)不僅在制冷量上遙遙領(lǐng)先,而且具備“高精度,高能效,高穩(wěn)定”特性,在多項(xiàng)指標(biāo)上領(lǐng)跑同行:
一是精度高。相較于傳統(tǒng)機(jī)組,格力磁懸浮壓縮機(jī)的懸浮精度控制在0.5微米以內(nèi)。
二是特穩(wěn)定。格力磁懸浮壓縮機(jī)能經(jīng)得起極端測(cè)試,轉(zhuǎn)子全速跌落幾百次照樣穩(wěn)定運(yùn)行。其電機(jī)及變頻器效率提升至97%,維護(hù)成本降低80%,機(jī)組壽命延長(zhǎng)至30年。
三是控溫準(zhǔn)。格力磁懸浮壓縮機(jī)溫度控制在±0.5℃范圍,做到了手術(shù)室級(jí)別的精準(zhǔn)控溫。
四是交付快。同行平均交付時(shí)間為45天,而格力做到了15天極速交付,僅是同行的1/3。
五是靈活強(qiáng)。分體式的機(jī)組單臺(tái)冷量范圍大,可以適應(yīng)各種大型供冷需求場(chǎng)所。集成式的機(jī)組因?yàn)槌叽缧。奖戕D(zhuǎn)運(yùn),非常適用于空間受限的改造項(xiàng)目。
六是定制化。單臺(tái)磁懸浮離心機(jī)可滿足1000㎡~30000㎡的制冷需求,可定制化滿足客戶制冷需求。
七是極省電。格力磁懸浮電機(jī)能效遠(yuǎn)超行業(yè)最高IE5能效標(biāo)準(zhǔn),比傳統(tǒng)螺桿空壓機(jī)節(jié)電20%以上,為行業(yè)樹(shù)立了新標(biāo)桿。在人民大會(huì)堂實(shí)測(cè),比某國(guó)際大牌節(jié)能32%。深圳12號(hào)線地鐵,搭載國(guó)際領(lǐng)先的磁懸浮設(shè)備,年均節(jié)省電費(fèi)達(dá)1500萬(wàn)元以上。
八是覆蓋廣。如今,格力中央空調(diào)覆蓋全國(guó)37個(gè)城市的200多條地鐵線路,無(wú)論是北上廣深等超一線城市,還是蘭州貴陽(yáng)等省會(huì)城市,隨處可見(jiàn)格力的身影。同時(shí),格力守護(hù)著30座大型機(jī)場(chǎng)、130多座鐵路樞紐。僅電費(fèi),每年能為國(guó)家節(jié)省百億以上。
九是場(chǎng)景多。格力磁懸浮壓縮機(jī)不僅適合辦公樓、酒店、購(gòu)物中心等大型建筑,而且適合高熱密度的場(chǎng)合,例如數(shù)據(jù)服務(wù)中心、精密制造車(chē)間等。
另外,格力磁懸浮壓縮機(jī)采用四合一深度集成設(shè)計(jì),將磁懸浮壓縮機(jī)、軸承控制器、變頻器和主控器四合一深度集成設(shè)計(jì),壓縮機(jī)體積減小60%以上。機(jī)組本身尺寸設(shè)計(jì)緊湊,多系統(tǒng)機(jī)型可以進(jìn)行拆分,單個(gè)模塊可直接采用3T貨梯運(yùn)輸,能夠輕松通過(guò)1.2m 寬通道,大大降低轉(zhuǎn)運(yùn)難度,縮短工程周期。
憑借領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì),格力磁懸浮離心機(jī)業(yè)務(wù)版圖覆蓋公共建筑、大型交通樞紐、工礦企業(yè)、大型場(chǎng)館、商業(yè)綜合體、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等多個(gè)領(lǐng)域,為各類場(chǎng)所量身定制舒適、恒溫且節(jié)能的空調(diào)解決方案。
以亞洲最大鐵路樞紐北京豐臺(tái)站為例,它是國(guó)內(nèi)首座“頂層高鐵、地面普鐵、地下地鐵”的立體交通樞紐,而格力是其冷水機(jī)組的獨(dú)家供應(yīng)商。8臺(tái)磁懸浮離心機(jī)以穩(wěn)定性能保障車(chē)站順利通車(chē),年節(jié)電量達(dá)820萬(wàn)千瓦時(shí),相當(dāng)于減少標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒3280噸。
在臺(tái)北小巨蛋2024年改造工程中,格力機(jī)組以IPLV11.6的能效比,使空調(diào)系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用降低40%;安徽淮北市政府3萬(wàn)平方米的辦公大樓,將國(guó)外品牌中央空調(diào)更換為格力磁懸浮變頻離心式冷水機(jī)組后,每日電費(fèi)從1萬(wàn)元降至3700元,每年節(jié)約電費(fèi)220多萬(wàn)元,投資回收期僅2.3年;廣州市委大院工程使用格力磁懸浮離心機(jī)組后,節(jié)能超40%……類似這樣的經(jīng)典案例不勝枚舉。
有關(guān)業(yè)內(nèi)專家測(cè)算指出,若將現(xiàn)有15%建筑的空調(diào)主機(jī)改造為格力磁懸浮變頻離心式冷水機(jī)組,每年可節(jié)約電能14億度,綜合經(jīng)濟(jì)效益節(jié)約13億元,新增產(chǎn)值超64億元。
依托完美質(zhì)量管理模式優(yōu)勢(shì),格力電器推出磁懸浮行業(yè)售后最高標(biāo)準(zhǔn)——“整機(jī)5年、壓縮機(jī)10年”免費(fèi)包修服務(wù)活動(dòng),再次革新中央空調(diào)行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)水平。
在2019年國(guó)際質(zhì)量創(chuàng)新大賽中,中國(guó)憑借5個(gè)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目成為當(dāng)屆獲獎(jiǎng)最多的國(guó)家,格力電器的《高精度磁懸浮系統(tǒng)的研究與應(yīng)用》項(xiàng)目位列其中,也是家電行業(yè)迄今唯一獲此殊榮的企業(yè)。
秉持自立自強(qiáng)、自主創(chuàng)新的發(fā)展理念,格力中央空調(diào)連續(xù)13年穩(wěn)居市場(chǎng)占有率首位。格力在中央空調(diào)領(lǐng)域擁有37項(xiàng)“國(guó)際領(lǐng)先”核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)-86℃至150℃溫區(qū)全覆蓋,服務(wù)全球超過(guò)10萬(wàn)項(xiàng)大型工程。
打造全球最大中央空調(diào)基地
作為中央空調(diào)行業(yè)的領(lǐng)軍者,格力不僅在核心技術(shù)上實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新突破,更通過(guò)戰(zhàn)略布局的持續(xù)優(yōu)化,構(gòu)建起支撐國(guó)家新型工業(yè)化進(jìn)程的產(chǎn)業(yè)基石。
格力在珠海、長(zhǎng)沙、合肥構(gòu)建的三大水機(jī)基地,形成了“黃金三角”的戰(zhàn)略布局,其中珠海綠色智造基地,集高科技、高質(zhì)量、高效能于一體,成為中央空調(diào)與系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域的新質(zhì)生產(chǎn)力。
珠?;厥侨蜃畲蟮闹醒肟照{(diào)工廠,匯聚格力最新科技成果,全鏈自主、全棧自研?;鼐邆潆x心率、螺桿兩大系列壓縮機(jī)設(shè)計(jì)、制造及檢測(cè)能力,以及高速永磁電機(jī)等關(guān)鍵部件全鏈自主研發(fā)生產(chǎn)能力,做到了核心零部件研發(fā)、生產(chǎn)自主可控。
珠海基地配備百余臺(tái)高精尖數(shù)控加工中心,其柔性全自動(dòng)加工線由格力智能裝備自主研發(fā),可全天候無(wú)人自動(dòng)運(yùn)行;其離心機(jī)葉輪等核心零部件加工精度達(dá)1微米,產(chǎn)品性能卓越。
為了滿足精密裝配需求,珠?;匾劳懈窳χ悄苎b備和GMOM系統(tǒng),自主設(shè)計(jì)4條壓縮機(jī)裝配線,通過(guò)回轉(zhuǎn)式AGV工作站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化雙軸系旋轉(zhuǎn),裝配車(chē)間全年保持恒溫22℃。
珠?;匾匀珬?shù)字化制造基地,打造透明數(shù)字化智能工廠。格力自主研發(fā)的數(shù)字孿生塔臺(tái)實(shí)現(xiàn)制造數(shù)字化,實(shí)時(shí)采集全方位數(shù)據(jù),精準(zhǔn)還原生產(chǎn),輔助高效決策。
全棧智能制造管理系統(tǒng)GMOM與前端設(shè)計(jì)造型系統(tǒng)相連,將客戶需求轉(zhuǎn)化為工序任務(wù)并排產(chǎn),實(shí)時(shí)監(jiān)控各環(huán)節(jié),滿足定制化需求。
格力智能化立體庫(kù)則配合AGV實(shí)現(xiàn)物流數(shù)字化,保障交期?;貙?shí)現(xiàn)質(zhì)量記錄數(shù)字化,應(yīng)用多種檢測(cè)技術(shù)搭建質(zhì)量數(shù)字化管控平臺(tái),實(shí)現(xiàn)全鏈條可視管理,確保制造過(guò)程一致、可靠、可追溯。
此外,珠?;厥侨叹G色化制造基地,達(dá)到綠色工業(yè)建筑最高等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)?;夭捎酶窳θ蚴讋?chuàng)的光儲(chǔ)超柔空調(diào)系統(tǒng),年均發(fā)電量十分可觀。自主設(shè)計(jì)的“高大空間環(huán)控系統(tǒng)”,減少碳排。GMOS樓宇智控系統(tǒng),則可實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)識(shí)別與高效互通;實(shí)驗(yàn)室資源供應(yīng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)節(jié)能20%以上。
創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),與國(guó)同行
格力電器董事長(zhǎng)董明珠強(qiáng)調(diào),“新質(zhì)生產(chǎn)力就是要?jiǎng)?chuàng)新、挑戰(zhàn)、突破,不能墨守成規(guī),敢于承擔(dān)社會(huì)責(zé)任,才能立于不敗之地。”
作為空調(diào)行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),格力積極響應(yīng)國(guó)家“雙碳”目標(biāo),通過(guò)創(chuàng)新生態(tài)與國(guó)家戰(zhàn)略的深度融合,切實(shí)地服務(wù)于國(guó)、應(yīng)用于民。
作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的積極推動(dòng)者,格力聯(lián)合機(jī)械工業(yè)節(jié)能與資源利用中心、上海電器科學(xué)研究所共同建設(shè)磁懸浮行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),推動(dòng)磁懸浮離心機(jī)、磁懸浮電機(jī)等節(jié)能裝備升級(jí)。
從2010年開(kāi)啟磁懸浮技術(shù)研究之路,到2014年率先打破國(guó)外技術(shù)壟斷、研發(fā)出世界上首臺(tái)1000冷噸磁懸浮離心機(jī)組,再到2024年磁懸浮電機(jī)系統(tǒng)被鑒定為“國(guó)際領(lǐng)先”,格力始終把創(chuàng)新的主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手中。
在磁懸浮的道路上,格力走過(guò)了不平凡的十五年。格力在磁懸浮領(lǐng)域的突圍之路,是中國(guó)制造邁向自主創(chuàng)新的縮影,也為中國(guó)制造的新質(zhì)生產(chǎn)力蹚出了一條格力路徑。
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