制造业谜题:磁悬浮压缩机打破垄断,格力为何能“一枝独秀”?
来源:今日热点网 发布时间:2025-09-12 10:44:51

直径不到10厘米的转轴悬浮在半空中,以每分钟2万转的速度高速旋转,与周围部件保持不到头发丝百分之一的间隙——这不是科幻电影场景,而是格力磁悬浮离心压缩机每天都在工作的现实画面。

2024年,位于珠海的格力水机绿色智造产业基地正式投产,这里年产离心、螺杆压缩机10000台,大型水机3000台。站在整洁的车间里,几乎听不到传统工业生产线震耳欲聋的噪音,只有细微的机器运转声。

高度自动化的生产线正日夜不停地制造着全球制冷量最大的1300冷吨磁悬浮压缩机。这个重量级产品代表着中国在高端制造领域的最新突破。

磁悬浮压缩机打破国外技术垄断

磁悬浮技术的核心原理是利用电磁力将被控对象悬浮在空中,从而实现无接触、无摩擦的运动。这一技术具有超高转速、超高能量密度、永无机械磨损等显著优势,使其在航天航空、军工装备、轨道交通等极端特殊环境中成为唯一可选的高端轴承技术。

磁悬浮技术的研究最早始于磁悬浮列车,其起源可以追溯到20世纪初。随着现代工业的飞速发展,上世纪90年代以后,科学家们开始研究将磁悬浮技术应用于制冷压缩机。

在中央空调领域,磁悬浮制冷压缩机利用电磁力将转轴稳定悬浮在空中,实现无油、无摩擦、高速直驱运行,具有高效、低噪等突出优势。

磁悬浮离心冷水机组凭借其卓越的性能和高效节能的特点,成为了众多大型建筑和工业项目的首选。然而,由于其涉及多学科交叉、多场耦合,各系统相互关联且复杂,使得技术突破面临重重困难。

2003年1月,麦克维尔空调公司在美国正式向全球发布了世界上第一台采用磁悬浮离心式压缩机的冷水机组,并顺利通过美国制冷空调与供暖协会认证,这标志着磁悬浮离心冷水机组正式登上历史舞台。

此后,制冷和空调设备行业开始进入磁悬浮新时代。然而,在很长时期内,只有美国、法国、丹麦等少数国家掌握磁悬浮系统全套核心技术。

随着中国节能减排政策的推进力度不断加大,市场对磁悬浮空调的需求井喷,吸引了世界各大磁悬浮生产企业加大对中国市场的投入。“老玩家”们凭借先入为主的优势建立了技术壁垒,给后来者的发展带来了巨大挑战。

特别是在大冷量应用场景,强扰动下转轴悬浮的精度难保证、易出现失稳等问题一直困扰着行业。在这种艰难的环境中,创新和突破成为了发展的关键。

为此,格力研发团队投入大量时间精力,从基础理论研究入手,深入分析电磁原理等,通过优化设计和改进工艺,成功攻克技术壁垒。

2010年,格力开始进行磁悬浮离心制冷压缩机的研发。彼时,国外巨头正在攻克450冷吨技术。

2014年,格力研发出了1000冷吨磁悬浮制冷压缩机及机组,填补了大冷量磁悬浮离心制冷压缩机的空白,打破了国外企业在磁悬浮领域核心技术的垄断局面。

2019年,格力再次突破磁悬浮压缩机冷量范围,全球最大单体磁悬浮压缩机横空出世,其单机冷量高达1300冷吨,将行业技术门槛提升至新高度。

2022年,格力成功实现全球最小50冷吨磁悬浮压缩机的产业化,再一次实现重大技术突破。

2024年,格力磁悬浮电机系统被中国电工技术学会鉴定为“国际领先”,成为格力第46项国际领先技术。

如今,格力掌握了高精度磁悬浮轴承设计及控制技术、大功率高效永磁电机设计及驱动技术、高可靠保护轴承设计及异常断电自发电技术等七大核心技术,全面保证磁悬浮技术领先性。

目前,格力已实现50冷吨到1300冷吨全系列磁悬浮压缩机产业化,是行业内冷量范围最宽、产品系列最全、型号最丰富的空调厂家。此外,格力还推出80-225冷量超宽冷量范围的集成式磁悬浮压缩机。

“格力始终坚持自主创新,一步一个脚印,攻克了浮不稳、转不稳和停不稳的技术难题,实现磁悬浮产业化开发。”格力技术专家表示,“这意味着格力跨越了无人区。”

据介绍,格力磁悬浮所有核心部件100%自研、自产、自检、自销,自主攻克了磁悬浮轴承系统技术、位移检测系统技术、高速电机及驱动系统技术,真正引领空调行业走向大冷量时代。

其中,格力王牌产品——CCE系列磁悬浮变频离心式冷水机组,便搭载了格力电器100%自主研发的多项核心技术,从节能、稳定性、智能化等方面解决了行业中存在的“卡脖子”难题。

在高效节能方面,该系列机组使用高速永磁同步电机,直驱叶轮、磁悬浮轴承、双级压缩补气、四象限变频等技术,大大提高了机组的运行效率与运行寿命;在稳定可靠方面,机组结构精简,磁悬浮轴承控制精度达2微米,轴承无油运行,无需维护,极大提高了运行稳定性;智能控制方面,机组具有自适应调节技术,采用便捷高效的智能控制,具有全面的安全保护。

通过技术创新,格力实现了-86℃至150℃温区全覆盖,能够适应各种极端环境条件,为全球用户提供可靠的空调解决方案。

如今的格力形成磁悬浮压缩机、变频器、控制系统的全产业链自主可控能力。这种垂直整合模式,提升了格力在全球磁悬浮技术领域的地位,格力由此成为全球唯一实现“核心部件100%自研”的磁悬浮设备制造商。

全球10万多个大型工程首选

格力的磁悬浮压缩机不仅在制冷量上遥遥领先,而且具备“高精度,高能效,高稳定”特性,在多项指标上领跑同行:

一是精度高。相较于传统机组,格力磁悬浮压缩机的悬浮精度控制在0.5微米以内。

二是特稳定。格力磁悬浮压缩机能经得起极端测试,转子全速跌落几百次照样稳定运行。其电机及变频器效率提升至97%,维护成本降低80%,机组寿命延长至30年。

三是控温准。格力磁悬浮压缩机温度控制在±0.5℃范围,做到了手术室级别的精准控温。

四是交付快。同行平均交付时间为45天,而格力做到了15天极速交付,仅是同行的1/3。

五是灵活强。分体式的机组单台冷量范围大,可以适应各种大型供冷需求场所。集成式的机组因为尺寸小,方便转运,非常适用于空间受限的改造项目。

六是定制化。单台磁悬浮离心机可满足1000㎡~30000㎡的制冷需求,可定制化满足客户制冷需求。

七是极省电。格力磁悬浮电机能效远超行业最高IE5能效标准,比传统螺杆空压机节电20%以上,为行业树立了新标杆。在人民大会堂实测,比某国际大牌节能32%。深圳12号线地铁,搭载国际领先的磁悬浮设备,年均节省电费达1500万元以上。

八是覆盖广。如今,格力中央空调覆盖全国37个城市的200多条地铁线路,无论是北上广深等超一线城市,还是兰州贵阳等省会城市,随处可见格力的身影。同时,格力守护着30座大型机场、130多座铁路枢纽。仅电费,每年能为国家节省百亿以上。

九是场景多。格力磁悬浮压缩机不仅适合办公楼、酒店、购物中心等大型建筑,而且适合高热密度的场合,例如数据服务中心、精密制造车间等。

另外,格力磁悬浮压缩机采用四合一深度集成设计,将磁悬浮压缩机、轴承控制器、变频器和主控器四合一深度集成设计,压缩机体积减小60%以上。机组本身尺寸设计紧凑,多系统机型可以进行拆分,单个模块可直接采用3T货梯运输,能够轻松通过1.2m 宽通道,大大降低转运难度,缩短工程周期。

凭借领先的技术优势,格力磁悬浮离心机业务版图覆盖公共建筑、大型交通枢纽、工矿企业、大型场馆、商业综合体、数据中心、医疗机构等多个领域,为各类场所量身定制舒适、恒温且节能的空调解决方案。

以亚洲最大铁路枢纽北京丰台站为例,它是国内首座“顶层高铁、地面普铁、地下地铁”的立体交通枢纽,而格力是其冷水机组的独家供应商。8台磁悬浮离心机以稳定性能保障车站顺利通车,年节电量达820万千瓦时,相当于减少标准煤燃烧3280吨。

在台北小巨蛋2024年改造工程中,格力机组以IPLV11.6的能效比,使空调系统年运行费用降低40%;安徽淮北市政府3万平方米的办公大楼,将国外品牌中央空调更换为格力磁悬浮变频离心式冷水机组后,每日电费从1万元降至3700元,每年节约电费220多万元,投资回收期仅2.3年;广州市委大院工程使用格力磁悬浮离心机组后,节能超40%……类似这样的经典案例不胜枚举。

有关业内专家测算指出,若将现有15%建筑的空调主机改造为格力磁悬浮变频离心式冷水机组,每年可节约电能14亿度,综合经济效益节约13亿元,新增产值超64亿元。

依托完美质量管理模式优势,格力电器推出磁悬浮行业售后最高标准——“整机5年、压缩机10年”免费包修服务活动,再次革新中央空调行业产品质量和售后服务水平。

在2019年国际质量创新大赛中,中国凭借5个获奖项目成为当届获奖最多的国家,格力电器的《高精度磁悬浮系统的研究与应用》项目位列其中,也是家电行业迄今唯一获此殊荣的企业。

秉持自立自强、自主创新的发展理念,格力中央空调连续13年稳居市场占有率首位。格力在中央空调领域拥有37项“国际领先”核心技术,实现-86℃至150℃温区全覆盖,服务全球超过10万项大型工程。

打造全球最大中央空调基地

作为中央空调行业的领军者,格力不仅在核心技术上实现自主创新突破,更通过战略布局的持续优化,构建起支撑国家新型工业化进程的产业基石。

格力在珠海、长沙、合肥构建的三大水机基地,形成了“黄金三角”的战略布局,其中珠海绿色智造基地,集高科技、高质量、高效能于一体,成为中央空调与系统节能领域的新质生产力。

珠海基地是全球最大的中央空调工厂,汇聚格力最新科技成果,全链自主、全栈自研。基地具备离心率、螺杆两大系列压缩机设计、制造及检测能力,以及高速永磁电机等关键部件全链自主研发生产能力,做到了核心零部件研发、生产自主可控。

珠海基地配备百余台高精尖数控加工中心,其柔性全自动加工线由格力智能装备自主研发,可全天候无人自动运行;其离心机叶轮等核心零部件加工精度达1微米,产品性能卓越。

为了满足精密装配需求,珠海基地依托格力智能装备和GMOM系统,自主设计4条压缩机装配线,通过回转式AGV工作站实现自动化双轴系旋转,装配车间全年保持恒温22℃。

珠海基地以全栈数字化制造基地,打造透明数字化智能工厂。格力自主研发的数字孪生塔台实现制造数字化,实时采集全方位数据,精准还原生产,辅助高效决策。

全栈智能制造管理系统GMOM与前端设计造型系统相连,将客户需求转化为工序任务并排产,实时监控各环节,满足定制化需求。

格力智能化立体库则配合AGV实现物流数字化,保障交期。基地实现质量记录数字化,应用多种检测技术搭建质量数字化管控平台,实现全链条可视管理,确保制造过程一致、可靠、可追溯。

此外,珠海基地是全程绿色化制造基地,达到绿色工业建筑最高等级评价标准。基地采用格力全球首创的光储超柔空调系统,年均发电量十分可观。自主设计的“高大空间环控系统”,减少碳排。GMOS楼宇智控系统,则可实现设备自动识别与高效互通;实验室资源供应系统,实现节能20%以上。

创新驱动,与国同行

格力电器董事长董明珠强调,“新质生产力就是要创新、挑战、突破,不能墨守成规,敢于承担社会责任,才能立于不败之地。”

作为空调行业的领军企业,格力积极响应国家“双碳”目标,通过创新生态与国家战略的深度融合,切实地服务于国、应用于民。

作为行业标准的积极推动者,格力联合机械工业节能与资源利用中心、上海电器科学研究所共同建设磁悬浮行业标准,推动磁悬浮离心机、磁悬浮电机等节能装备升级。

从2010年开启磁悬浮技术研究之路,到2014年率先打破国外技术垄断、研发出世界上首台1000冷吨磁悬浮离心机组,再到2024年磁悬浮电机系统被鉴定为“国际领先”,格力始终把创新的主动权牢牢掌握在自己手中。

在磁悬浮的道路上,格力走过了不平凡的十五年。格力在磁悬浮领域的突围之路,是中国制造迈向自主创新的缩影,也为中国制造的新质生产力蹚出了一条格力路径。


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