“空調”要用到磁懸浮技術？來聽聽專家解惑

文/觀察者網 張志峰

“一臺工業熱泵的壓縮機轉速堪比高鐵輪軸，卻能實現零摩擦運轉，靠的就是磁懸浮技術。”2025年美的科技月期間，兩項斬獲內部重磅獎項的技術引發行業關注：X系列磁懸浮離心機項目群（產品貢獻獎）與高溫工業熱泵關鍵技術（技術突破獎），均將磁懸浮技術成功應用于工業級熱交換領域。

這項公眾認知中通常被用作“大國重器”中的“黑科技”，為何跨界成為大號空調（工業熱泵）的核心動力？從實驗室到工廠落地歷經怎樣的突破？

日前，美的樓宇科技事業部三位核心技術專家向觀察者網答疑解惑。

01. 磁懸浮是“最優解”而非“選擇題”

“傳統工業熱泵的痛點，本質是摩擦與損耗的惡性循環。”暖通與能源技術專家鄭春元一語道破行業癥結。

他在對話中提到，工業場景對熱泵的要求堪稱苛刻：紡織廠需要130℃高溫熱水持續供應，制藥車間要求蒸汽零污染，化工廠則面臨40℃-80℃低品位余熱回收的難題，而傳統螺桿壓縮機存在摩擦損耗大、能效衰減快、維護成本高三大硬傷。

電磁技術研究員劉勝進一步解釋：“工業熱泵的壓縮機轉速通常高達4萬轉/分鐘，傳統機械軸承的摩擦損耗會讓能效大打折扣，且潤滑油易泄漏污染物料。”

美的自研的磁懸浮技術恰恰破解了這一矛盾——通過電磁場實現轉子無接觸懸浮，靜態懸浮精度達到0.5微米（相當于頭發絲直徑的1/60），徹底消除機械摩擦。這一數據不僅在劉勝的技術解讀中得到確認，更在美的樓宇科技TRUE大會的官方發布中公開被佐證。

“磁懸浮不是‘錦上添花’，而是工業熱泵實現高效、潔凈、長壽的必經之路。”換熱技術研究員宋霞補充道。她所在的團隊通過實驗驗證，磁懸浮技術讓工業熱泵的傳動效率提升至97%，較傳統齒輪傳動高出20%，而零潤滑油設計則滿足了食品、制藥行業對潔凈度的嚴苛要求。

02. 從“不可能”開始技術攻堅

公開資料顯示，磁懸浮從1907年概念誕生，到1969年德國研制出首個磁懸浮列車模型系統TR01，再到2002年中國上海磁懸浮示范線開工建設，2004年投入商業運營，成為全球首條商業高速磁懸浮列車線路，經歷了將近100年的歷史。

而磁懸浮技術正式進入暖通空調領域的標志性事件——由澳大利亞Turbocor團隊研發的全球首臺磁懸浮離心壓縮機發布于美國，僅發生在上海磁懸浮示范線開工建設的次年。

但將磁懸浮技術植入工業熱泵，在中國仍被行業視為“不可能完成的任務”。

劉勝坦言：“2015年美的啟動研發時，全球60%的磁懸浮核心技術被丹佛斯等外企壟斷，高端永磁材料、軸承控制系統完全依賴進口。”

這段從追趕到超越的歷程，刻著三個關鍵節點。

“工業熱泵的高溫工況是磁懸浮軸承的‘天敵’。”劉勝回憶，早期實驗中，120℃以上的工質溫度會導致磁場分布紊亂，轉子懸浮精度從微米級暴跌至毫米級，頻繁出現“墜軸”事故。2017年，美的團隊耗時18個月，創新性采用航空級TC11鈦合金制作軸承基座，配合自研的溫度補償算法，在-30℃至180℃區間實現磁場動態校準，最終將懸浮穩定性提升10倍。這一突破讓磁懸浮技術首次在工業中溫場景站穩腳跟。

隨著研發向150℃以上高溫領域推進，新的瓶頸出現：水蒸氣工質易侵入電機導致短路，高壓工況下密封泄漏率高達5%。為此，美的團隊研發“雙動密封+惰性氣體隔離”技術，將泄漏率控制在0.1%以下。同期突破的還有雙級變頻壓縮技術，實現最高5.5的運行壓比，解決了高壓比下連續運行的行業難題，這一成果在2023年美的TRUE大會上正式發布。

真正打通“成本-場景”商業化閉環的時間是2024年。

“初始投資比傳統設備高3-5倍，是中小企業最大的顧慮。”鄭春元透露，美的通過三方面破局：一是實現磁懸浮軸承、壓縮機整機100%自產，核心部件成本降低40%；二是推出模塊化機組，適配中小客戶的分散用熱需求；三是聯合地方政府落地補貼政策，縮短投資回收期。

03. 從實驗室到工廠的三重突破

在美的實驗室，一組交叉印證的數據展現了磁懸浮技術的硬核實力。

在能效突破方面，美的磁懸浮高溫工業熱泵COP（能效比）穩定在4.2以上，意味著1度電可產生4.2度熱，較傳統電鍋爐節能75%以上。

鄭春元在對話中舉例：“福建某制糖廠采用該技術后，年減碳量超50%，600萬元初投資僅1.7年即可回收。”這一案例與制冷快報報道的山東輪胎廠項目數據一致——替代燃煤鍋爐后蒸汽成本降低60%，投資回收期壓縮至1.2年。

工況適配方面，美的通過主輔導葉協同調節技術，熱泵卸載能力從行業普遍的70%拓寬至47%，即使在低負荷工況下也能穩定運行。

宋霞透露，這一技術已應用于湘投集團節能改造項目，使供暖季燃氣鍋爐開啟時間減少30%，該項目同時入選湖南省綠色技術推廣目錄。

此外，該技術的應用大幅延長設備使用壽命：磁懸浮軸承采用航空級TC11鈦合金材質，配合零泄漏密封技術，軸承壽命長達20年，全生命周期維護成本較傳統設備節省90%。

劉勝強調：“我們做過300次備降測試，極端情況下仍能保障機組安全，壓縮機更是提供10年質保。”

04. “比起技術攻堅，更難的是推廣普及”

鄭春元提到，這項技術已實現“工業級技術、民用級應用”：在北方采暖市場，美的將工業熱泵技術“降維”用于市政廢水余熱回收，穩定提供60-80℃采暖熱水，解決了嚴寒地區空氣源熱泵供熱衰減的痛點。

宋霞補充道，磁懸浮技術的全溫區適配能力正在覆蓋更多場景：“從120℃微壓蒸汽到180℃高壓蒸汽，無論是紡織、化工等工業領域，還是大型商業建筑的集中供暖，都能提供定制化解決方案。”

數據顯示，美的磁懸浮離心機年產能已突破4000臺，僅2024年就助力工業領域節電超47萬kWh，相當于減少近300噸碳排放。

在鄭春元看來，該技術在更深層次的應用，相較于技術攻堅，更難的在于如何向市場進行推廣普及。

“目前，我們國產的技術完全掌握之后，磁懸浮冷水機組相關廠商已經開始跟進，但磁懸浮蒸汽壓縮機方面2025年美的才首次發布，目前還沒有跟隨者，甚至很難找出一份實際應用的案例用作樣本。”鄭春元表示，在這樣的背景下，國內能夠起到示范作用的工廠極少，客戶對于這項新技術的穩定性、實用性各方面都會有所疑慮。

基于這樣的市場背景，美的的做法是自建“水蒸氣壓縮機”等模組的測試平臺，通過真實實測數據來打消客戶疑慮；同時，積極打造示范平臺，將單一產品組建成聯通的系統工程，通過展示系統整體可靠性的方式，來提升客戶信心。

“磁懸浮技術在工業熱泵的應用，本質是用精準控制對抗能量損耗。”劉勝提到，美的堅持10年自研創新，從磁懸浮軸承到壓縮機整機實現100%自產，正是為了打破核心技術依賴。

隨著“雙碳”政策推進，我國工業能耗占終端能耗的66%，余熱資源潛力巨大，磁懸浮工業熱泵的普及，或將成為工業減碳的關鍵抓手。