自研磁悬浮全栈节能产品应用与AI赋能高效机房设计建设 美的楼宇科技全面助力公共建筑节能降碳
随着国家持续推进“双碳”战略,持续压降公共建筑能耗正成为建筑领域的一项重要工作。
去年5月,国务院印发《2024-2025年节能降碳行动方案》(下称“《行动方案》”),加快推进社会全面绿色转型。《行动方案》明确提出,提升城镇新建建筑节能降碳水平,推进既有建筑改造升级,强化建筑运行节能降碳管理,推动建筑用能低碳转型。
作为建筑领域主要能耗来源之一,如何更显著地压降空调机房能耗,备受业界关注。
近日,美的楼宇科技事业部水机产品公司总经理兼研发总监骆名文在2025年中国制冷展期间表示,为了更显著地提升公共建筑节能改造成效,美的楼宇科技早期就锚定磁悬浮航道,积极研发突破,实现全自研的磁悬浮家族阵列。同时,本次制冷展发布的行业首个暖通机房设计平台——iBUILDING高效机房AI全域生态平台,一方面助推中国制冷空调行业从“制造”迈向“智造”,另一方面以智能化技术为抓手,在提升建筑能效水平与既有建筑节能改造过程实现“因地制宜”,积极打造示范样本,让技术创新真正惠及民生与生态。
业界专家指出,未来公共建筑的改造方向,一是从能效提升向能效双控方向转变,二是增强对可再生能源应用的消纳策略,推动储能与蓄冷热系统的技术创新与构建能耗智能化监测管理系统。在这个过程,相关企业既要加强自主研发,解决技术“卡脖子”问题,还需充分用好AI技术,以“产品+方案+服务”三位一体,通过AI全链路赋能产品与高效系统实现基础能效跃升,针对不同建筑领域的绿色转型需求提供定制化解决方案。
随着“碳中和”进程加速,美的楼宇科技将凭借技术积累与生态整合能力,有望进一步巩固全球磁悬浮暖通市场的领先地位。
多年不懈努力探索 构筑磁悬浮离心机核心技术自主可控的坚实壁垒
随着公共建筑空调系统节能改造的持续推进,磁悬浮离心机组凭借突破性的节能增效技术优势,成为建筑企业实施节能改造、加速绿色升级的重要选择。
相比普通冷水机组,美的自研的新一代磁悬浮离心机组通过完全自主研发的磁悬浮轴承控制以及智能防喘振算法,确保压缩机的稳定运行,保障机组的稳定耐用。完全自研自产的磁悬浮轴承基于5自由度位置控制技术,实现每秒2万次转子轴位置检测,悬浮精度达到0.5微米。为应对喘振难题,智能防喘振算法实现了全周期99%防喘精度,越运行,越稳定。
经过10余年沉淀,美的楼宇科技磁悬浮离心机专利127项,三方及特性认证33项,磁悬浮离心机科技鉴定22项。美的磁悬浮离心机产品近三年销售复合增长率30%,2024年磁悬浮离心机同比增长66%,2025年第一季度接单同比增长超70%。这背后,是相关企业在磁悬浮离心机组自主研发方面持续取得突破。
据悉,磁悬浮技术的主要优势,是通过磁悬浮轴承技术取代传统机械轴承,用于解决高转速设备的摩擦与磨损问题。2006年,磁悬浮离心机进入中国市场,但一直被境外企业占据大部分市场份额。
2011年,美的前瞻性启动了磁悬浮技术的研究工作。当时,美的提出无油化与小型化的目标——相比其他多项备选技术,尽管磁悬浮技术研究门槛极高,但磁悬浮技术可以同时支撑无油化与小型化的目标实现,令美的鉴定的组建了磁悬浮机组研究团队。
为了打破磁悬浮技术“卡脖子”问题,美的先提出“半自制”压缩机的目标。所谓“半自制”,即在压缩机部分零部件先实现自主知识产权。
2015年,美的“半自制”的磁悬浮离心机开始推向市场。同年,GB19577-2015《冷水机组能效限定值及能效等级》正式发布,确定由冷水机组性能系数(COP)以及综合部分负荷性能系数(IPLV)两个指标共同评定冷水机组能效等级。这意味着政策层面对能效提升的要求更加明确,令磁悬浮技术的优势更加突出。
为了进一步强化磁悬浮技术的自主研发,美的还组建百人研发项目团队(硕博比例超过70%)。由于磁悬浮技术涉及电磁学、静力学、控制学等10多个学科,属于多学科超级耦合的技术,因此,这项技术的研发门槛较高且开发投入极大,还需摆脱核心零部件(比如磁轴承、控制系统)的进口依赖。此外,“喘振”也是全世界范围内的通用挑战——由于磁悬浮的轴承比较轻,周期性喘振会导致轴承存在跌落风险。
为了破解这些技术突破难题,这个项目团队花费数年时间,搭建跨学科的仿真平台,令自主研发的磁悬浮技术拥有正向设计的工具,制造出原型机。
在突破硬件技术的“卡脖子”问题后,美的研发项目团队还着手攻克了另一个“卡脖子”挑战——控制系统。
2019年,美的“全自主研发”的司南系列磁悬浮变频离心式冷水机组正式面世,打破磁悬浮压缩机核心技术长期被外资垄断的历史,不仅产品性能超过国家一级能效指标,在成本方面也具有显著优势。
2021年,美的离心机产销首次突破1000台,打破了境外品牌掌握较大市场份额的格局。
磁悬浮产品规模化应用需突破技术、成本两大瓶颈
与此同时,磁悬浮产品的规模化应用,还需突破技术与成本两大瓶颈。尤其是磁悬浮设备初期投资较高,如何降低核心部件磁悬浮压缩机制造成本,提高能效比是一大关键。
在“科技领先”战略的牵引下,美的持续突破自我,针对高湿、粉尘、高温等机房环境极易造成机组IGBT故障等问题,美的采用机电控一体化设计,令防水、防火、防腐、防尘性能达IP67高防护等级,最大化程度保护机组内元器件稳定运行同时,通过量产进一步压低成本。
在技术战略层面,美的通过掌握磁悬浮压缩机及轴承技术研发的主动权,成功构筑核心技术自主可控的坚实壁垒。就性能优化维度而言,美的自主研发的磁悬浮压缩机与轴承深度适配机组各系统组件,凭借精密的参数匹配与协同设计,实现了全系统性能的有机整合与提升。这种一体化的技术架构,打破传统外购组件存在的适配局限,令美的磁悬浮离心机组得以释放更卓越的运行效能,在能效、稳定性等关键指标展现显著优势。
在本次制冷展上,美的展出全自研磁悬浮家族阵列并分享了行业应用,包括磁悬浮离心式冷水机组、风冷磁悬浮冷水机组、磁悬浮空气压缩机、自然冷磁悬浮冷水机组等产品矩阵,迅速引起行业广泛关注。
骆名文介绍,磁悬浮水蒸气压缩机已有产品推向市场,未来在工业领域,结合高温热泵的方案,锅炉替代领域将会是一个重要的市场。尤其在存量市场竞争环境下,具有体积更小、性能更高等特点的集成式压缩机在建筑领域节能改造市场会有更强竞争力。此外,磁悬浮空压机也将是一个巨大的市场,比如食品行业发酵环节要求无油,美的产品能覆盖逾95%的应用场景;水蒸气压缩机以及空压机将也会随着不同类型建筑领域节能改造的差异化特点,获得较大市场发展空间。