1、毕业设计 文 献综 述 建筑环境与设备工程 国内外中央空调研究现状及发展趋势 前言：中央空调在世界上已有百年的发展历史，在中国也有 20 多年的应用时间，随着家用空调市场的日趋成熟，不少企业逐渐把目标转向中央空调领域，希望能在中央空调这个尚未饱和的市场寻找新的发展空间和利润增长点，分得一杯羹。中央空调在 2003 年的市场容量是 85 亿元， 2005 年则达到 200 亿元以上，因此这个市场的潜力不可估量的，存在着巨大的发展空间，而其高额的利润对于在市场上境遇艰难的企业来说是极其诱人的。 在如此高利润的吸引下，很多国内品 牌纷纷进入这个领域，使得原来由约克、大金、开利等外国品牌所占领的国内中
2、央空调市场开始发生变化。近几年，格力、美的、海尔、松下等企业都企图进入这一领域，以争取更多主动权。 1、国内外中央空调研究现状 1.1 美国中央空调研究现状 美国的中央空调普及率较高，它作为世界第一经济大国，其人民生活水准较高，对居住的舒适性要求也较高，这些都促进了该国中央空调的普及使用。 美国的别墅型住宅具有宽敞、高大的特点，通常是中、高收入的家庭居住。由于其层高较大，有足够的建筑空间用于布置风道。因此在美国，风管式系统在家用小 型中央空调中所占的比重很大。同时，由于美国居民对家用空调舒适性的要求较高，多采用有新风的风管式系统。目前，美国风管式系统的年产量约为 600 万台 /年，占其家用空
3、调产量的一半左右。 美国的公寓型住宅适合于中、低收入的人群居住，其家用空调的型式以窗式空调器为主，也有采用小区供冷 /热水的，一般不使用家用小型中央空调。目前美国窗式空调器年产量约为 600 万台 /年，占其家用空调产量的一半左右。 美国的中央空调的型式以风管式系统为主 1，其具体形式多种多样。风管式单元空调系统和风管式空调箱系统在美国的应用都很广泛，此外， 集成了燃气炉的家用小型中央空调系统在美国的应用也非常普遍。此种家用小型中央空调系统在供冷季由制冷机组提供冷量，在供热季由燃气炉提供热量，对室内回风和新风进行处理，消除房间空调负荷，同时也可以满足 家庭生活热水的需求 2。 1.2 日本小型
4、中央空调研究现状 与美国以风管式系统为主的特点不同，日本的家用空调走的是一条 “氟系统 “为主的发展道路，从窗式空调器到定速分体式空调器，再到变频分体式空调器。同样，日本的家用小型中央空调也以冷剂式空调即 VRV 系统 3为主。 在世界冷剂式空调行业中，在二十世纪九十年代以 前， 60的市场被日本所占有 4，并且在设备开发和控制技术上都处于世界最前沿。这为日本发展 VRV 系统提供了技术保证。同时，日本国土面积小而人口众多，人口密度非常大，其住宅多属于高密度住宅，建筑结构较为紧凑。一般层高均较低，不适合于布置需要占用较大层高的风管式空调系统。而且日本是个国内资源匮乏的国家，其能源消耗主要依赖于
5、从国外进口，因此该国非常强调节能。家用空调作为能源消耗大户，其节能技术的开发尤其受到重视。 VRV 系统的节能性是其在日本得到广泛应用的一个重要原因。另外，对于专业的空调安装队伍来讲， VRV 系统 的安装非常规范，施工费用低。以上这些因素决定了日本家用小型中央空调的型式以 VRV 系统为主。 此外，在日本，对于比较高档的别墅住宅，也有采用风管式系统的，风管式单元空调系统和风管式空调箱系统都有应用。对于面积很大的高级住宅还采用新风机组 +风管式空调箱系统 5，通过新风道将室外空气引入室内，运行时需要关闭房间所有的窗户，原则上可实现全年连续运行。对于中级住宅或规模较小的高级住宅也有采用冷 /热水
6、机组的，在这种系统中，室内末端装置多采用落地式风机盘管，当采用吊顶式风机盘管，在冬季供热时，室内上下温差太大，通常辅以 电热壁毯作为辅助热源。 1.3 中国中央空调研究现状 我国中央空调仍处于起步阶段，目前销售对象主要集中在城市高收入消费群体和房地产开发商。然而随着我国经济的逐步增长，居住条件日益改善，人们对生活环境的舒适性的要求越来越高，对中央空调的需求也越大，家用空调变成了舒适家居不可缺少的重要部分。 中国的国情与美国和日本有很大不同，因此，在发展家用小型中央空调的道路上，应当结合中国自身的特点，在仔细分析中国现在国情的基础上，推动我国在中央空调领域中的研究和应用。 第一，我国是一个幅员辽
7、阔的国家，地理、气候条件极为复杂 ，拥有多种多样的气候类型。这就必然要求我们的中央空调具有多样性的特点。如何根据不同的气候特征选择合适的空调型式，如何在系统设计中充分考虑不同气候的影响，这是我们在发展中央空调时应当考虑的问题。 第二，我国经济发展水平地区差异性大，在不同的地区人们对空调的需求不一样。即使在同一地区，由于人们的收入水平不一样，住宅形式也千差万别，而且生活习惯也不尽相同，因此对家用空调的需求也是多层次的。如何针对不同层次的用户设计不同型式的家用空调，这也是值得研究的一个问题。 第三，从能源的角度来看，我国虽然能源总量很大，但由于 人口众多，人均能源拥有量不高，能源供应相对较为紧张。
8、而住宅空调在当前的能源消耗结构中所占的比重是非常大的。这就要求我国的家用小型中央空调的发展必需注重节能性，一方面要注重提高机组本身的能效比，另外一方面应当注重能源的综合利用。这样也就对变流量技术、蓄能技术、能源综合利用技术等提出了更高的要求。 第四，从环境的角度看，目前我国环境污染的问题较为突出，许多城市出现了 “热岛 “效应、空气污染等现象 6。考虑上述问题，一方面是要求所开发的家用小型中央空调必须具有环保的特点，把对环境的影响尽量减小到最小，另一方面是要 充分考虑到环境污染对空调系统本身的性能带来的影响，针对它进行一些相应的设计。例如，在使用风冷热泵作为室外主机时，目前我国大城市中污染较为
9、严重的空气对机组换热性能的影响就应当考虑。 通过以上分析可以看出，我国对中央空调的需求是多类型的，因此我们对家用 小型中央空调的研究也应当遵循相应原则，对各种型式的家用小型中央空调进行研究和开发。在研究和设计过程中，应当充分考虑到中国在地理气候条件、居住住宅形式、人们生活习惯等诸方面的因素，针对中国的用户开发出适合中国国情的家用小型中央空调系统。 2、国内外中央空调发展趋势 中央空调是集中处理空调负荷的系统型式，其冷 /热量是通过一定的介质输送到空调房间里去的 7。按输送介质的不同，常见的家用小型中央空调可以分成以下三种主要型式。 风管式系统： 风管式系统以空气为输送介质，其原理与大型全空气中
10、央空调系统的原理基本相同，是一个小型化的全空气中央空调系统。它利用室外主机集中产生冷 /热量，将从室内引回的回风进行冷却 /加热处理后，再送入室内消除其空调冷 /热负荷 8。相对于其它的家用小型中央空调型式，风管式系统初投资较小。但风管式系统的空气输配系统所占用建筑物空间较大，一般要求住宅要有 较大的层高。 冷 /热水机组：冷 /热水机组的输送介质通常为水或乙二醇溶液，它的基本原理与通常所说的风机盘管系统类似。通过室外主机产生出空调冷 /热水，由管路系统输送至室内的各末端装置，在末端装置处冷 /热水与室内空气进行热量交换，产生出冷 /热风，从而消除房间空调负荷 9。它是一种集中产生冷 /热量，
11、但分散处理各房间负荷的空调系统型式，因此该系统可以对每个空调房间进行单独调节，满足不同房间不同的空调需求， 同时其节能性也较好。此外，由于冷 /热水机组的输配系统所占空间很小，因此一般不受住宅层高的限制。 VRV 系统 ： VRV 空调系统是一种冷剂式空调系统，它以制冷剂为输送介质，室外主机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成，末端装置是由直接蒸发式换热器和风机组成的室内机。一台室外机通过管路能够向若干个室内机输送制冷剂液体。通过控制压缩机的制冷 剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷、热负荷要求， 是一种可 以根据室内负荷大小自动调节系统容量的节能、舒适、环保的空调系统
12、。 VRV 系统具有节能、舒适、运转平稳等诸多优点，而且各房间可独立调节，能满足不同房间的不同空调负荷的需求。但其系统控制复 杂，且其初投资高 10。 2.1 市场趋势 a、市场需求快速增长。国内经济高速发展催生大型现代化商业办公楼、宾馆、商场、超市不断兴起，为商用中央空调营造巨大的市场空间。 b、燃气空调份额上升。 随着天然气普及和和环保意识提高，燃气空调有望成为中国最主要的制冷产品，未来我国能源结构的调整，将为燃气空调的发展带来更好的发展空间。 据估计，我国未来的燃气空调负荷占中央空调总负荷的比例将高达 80%和 88%，而目前国内燃气中央空调所占的比例不到 20%，因此，燃气空调拥有巨大
13、的市场潜力 11。 c、短期内价格战不明显。 因为商用中央空调从产品设计生产、直至安装服务更强调个性化，并且由于商用空调有多种类型，所以产品差异化明显，国外品牌由于存在技术优势和品牌优势，为维持自己利润水平不会轻易降价，而国内许多品牌初涉这个领域，前期投入巨大，也需要保证较高利润以消化前期投入。因此短期内大规模价格战不会发生，但是国内品牌产品与国外品牌产品 有着 1/3 价格差距，国内品牌价格优势将逐渐使市场格局发生变化。 2.2 产品趋势 a、远程控制成为技术趋势。 大型商用空调由于本身结构复杂，一旦维护起来也较为繁琐，而且大型商用空调往往安装在 地下室等较隐蔽场所，为日常的维护造成诸多不便
14、。因此一些企业开始将目光瞄准远程控制功能上面。 比如 海尔在每一台大型商用空调上安装一个模拟接收站， 且 与海尔远程控制系统接轨。只要登陆远程控制系统，所有产品运行情况一目了然，大大方便日常的维护保养 12。富尔达开发出国内第一个无线远程监控系统，通过 GSM公网，对机组实施远程测控，直接观察用户的操作情况和测控分析机组的运行状态 13。远程 控制的应用为厂家和用户都带来极大便利，不仅提高服务质量，也成为 了 厂家 的 有利武器 。 b、节能技术的研究成为中央空调设计中一个重要的 因素。 大型商用空调 出现 以来，耗电量巨大一直成为困扰厂家和用户的难题。可以说，谁在节能技术上领先，谁就能在市场
15、上抢先打开潜在市场对节能技术的探索也将成为商用空调领域永远的主题 14。 2.3 服务趋势 a、服务个性化。 中央空调不同于家用空调，它是更专业化的特殊空调，对空调的安装设计要求远远高于普通空调，这就需要企业为用户提供个性化服务，大型中央空调作为房屋建筑最大配备设施，如果安装设计不个性化就不能充分体现中央空调的优势，甚至还会为空调的正常使用埋下质量隐患。商用中央空调个性化服务已经成为大型中央空 调行业的分水岭，不具备个性化实力的企业只有被淘汰。 b、服务标准化。 个性化应统一于标准化之中，是在统一行业标准中寻找差异化，但是国内相关标准落后和缺乏很大程度制约了中央空调行业健康发展 15， 我国应
16、该尽快出台相应的产品质量标准和检测标准，规范中央空调的安装和售后服务事项。使企业的服务有章可循、有制可依。 c、服务技术化。 对大型的商用空调项目的服务不是简单操作，需要大量专业技术保障，技术与服务总是相辅相成的，对厂商来说就要通过提高技术含金量来提高服务质量，而它产生的意义将会反作用于市场需求，能进一步提升企业 的品牌竞争力，更好的开发市场潜力。 总而言之，目前国际市场上中央空调领域正处于一个快速发展的阶段，而原来由国外品牌所占领的局势已经改变。随着我国经济的迅速增长，人民生活水平不断提高，国内市场需求量的增加，中国在中央空调领域的技术也日益成熟。我们应充分结合中国当前的国情，开发出一条多元
17、化、多层次的中央空调发展道路。 参考文献 1 赵荣义、范存养等 .空气调节 M.北京 .中国建筑工业出版社 2 陆耀庆 .实用供热空调设计手册 S.北京 .中国建筑工业出版社 3 赵荣义 .简明空调设计手册 S.北京 .中 国建筑工业出版社 4 GB/T 18430.2-2001 蒸汽压缩循环冷水机组 户用和类似用途的冷水机组 5 GB/T 18836-2002 风管送风式空调 (热泵 )机组 6 刘耀斌 、 任守宇 、 高晓宇 .户式中央空调发展方向的探讨 .北京 .机械工业出版社 7 蔡卫东 、 刘桂平 、 李斌 .家用小型中央空调研究进展及应用展望 .北京 .机械工业出版社 8 冯树根
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