摘要: 住宅中央空調(diào)目前主要有三種形式,即空氣-空氣管道機(jī),空氣-水戶(hù)用機(jī)、多聯(lián)機(jī)和小區(qū)集中中央空調(diào)。三種形式各有利弊,未來(lái)住宅中央空調(diào)的發(fā)展方向是優(yōu)質(zhì)價(jià)廉、健康環(huán)保、性能穩(wěn)定,控制方便,高智能化。
關(guān)鍵詞: 中央空調(diào) 熱泵 VRV COP IAQ 變頻 網(wǎng)絡(luò)控制
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,人們對(duì)居住居住和工作環(huán)境的要求越來(lái)越高,居住環(huán)境的改善相應(yīng)地帶動(dòng)住宅中央空調(diào)行業(yè)的快速發(fā)展。2001年住宅中央空調(diào)市場(chǎng)需求量在10萬(wàn)套左右,產(chǎn)值達(dá)40億元人民幣。據(jù)權(quán)威人士預(yù)計(jì),到2006年,住宅中央空調(diào)將占據(jù)10%的家用空調(diào)市場(chǎng)。
1. 住宅中央空調(diào)方式
目前住宅中央空調(diào)常用的有以下幾種方式:戶(hù)式中央空調(diào)、多聯(lián)機(jī)和小區(qū)集中供冷供熱。
1.1 戶(hù)式中央空調(diào)
戶(hù)式中央空調(diào)的形式很多,目前市場(chǎng)上常用的有兩種:①一臺(tái)小型空氣-水熱泵室外機(jī),帶幾臺(tái)室內(nèi)盤(pán)管。盤(pán)管數(shù)量根據(jù)房間的多少而定。盤(pán)管的形式根據(jù)個(gè)人喜好和裝修要求,能夠很好滿(mǎn)足個(gè)性化的要求,可以很好地解決新風(fēng)問(wèn)題。該機(jī)型和大型風(fēng)冷熱泵原理基本一致,技術(shù)相對(duì)比較成熟,而且結(jié)合家庭使用的特點(diǎn)作了一些改進(jìn):將膨脹水箱和冷水泵全部?jī)?nèi)置,增加輔助電加熱,控制上也有多種形式供用戶(hù)選擇,很多產(chǎn)品都采用PLC(可編程控制器)控制,用戶(hù)只需在技術(shù)人員的指導(dǎo)下將一些參數(shù)設(shè)定好,機(jī)組運(yùn)行,能量調(diào)節(jié)和自我保護(hù)均可通過(guò)電腦自行控制,非常方便,還可以通過(guò)電話(huà)或電腦網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制。由于該形式系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,所以目前在國(guó)內(nèi)用得很普遍。其缺點(diǎn)是容易滴水霉變,冬季運(yùn)行的可靠性還需提高。②小型空氣-空氣熱泵,室外機(jī)內(nèi)置壓縮機(jī)、冷凝器和各種輔助配件,室內(nèi)機(jī)內(nèi)置蒸發(fā)器和膨脹閥。根據(jù)制冷量大小可以配一只或兩只膨脹閥,通過(guò)銅管將室內(nèi)、外機(jī)連接,室內(nèi)機(jī)接風(fēng)管將冷(熱)風(fēng)送到各個(gè)房間,所以又稱(chēng)管道機(jī)。相對(duì)于其它形式的家用中央空調(diào),管道機(jī)初投資較少,若引入新風(fēng),其空氣品質(zhì)將得到較大改善。空氣-空氣熱泵工作穩(wěn)定性比空氣-水熱泵高,其缺點(diǎn)是由于采用風(fēng)管送風(fēng),層高要求較高,控制不如空氣-水熱泵方便,浪費(fèi)能源。該形式在美國(guó)用得比較多。
另外還有燃?xì)饪照{(diào),太陽(yáng)能空調(diào),地溫空調(diào),水源熱泵等多種形式,由于種種原因,使用得還不多,但隨著能源結(jié)構(gòu)的改善,國(guó)家能源政策的調(diào)整,這些形式的家用中央空調(diào)也會(huì)走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。
1.2 多聯(lián)機(jī)
多聯(lián)式變冷媒量熱泵空調(diào)系統(tǒng),目前以日本大金的VRV,青島海爾的MRV和美的的MDV為代表,它以制冷劑為輸送介質(zhì),室外主機(jī)由室外側(cè)換熱器、壓縮機(jī)和其它制冷附件組成,末端由直接蒸發(fā)式換熱器和風(fēng)機(jī)組成。該形式由于采用磁阻式直流電機(jī)、渦旋式壓縮機(jī)、直流風(fēng)機(jī)電機(jī)及PAM脈沖振幅調(diào)控制和MIO (多段輸入和輸出)及BP(冷媒分配器)等先進(jìn)技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)變頻控制,所以能節(jié)能能源,特別是部分負(fù)荷下節(jié)能明顯。多聯(lián)式系統(tǒng)末端有天花板卡式嵌入式、風(fēng)管連接式、掛壁式、暗藏式等多種形式供用戶(hù)選擇,能夠很好地配合室內(nèi)裝修和個(gè)性化的要求,控制也非常方便。該形式的缺點(diǎn)是制冷劑管道較多,容易泄漏,新風(fēng)很難解決,安裝較復(fù)雜。該形式在日本使用得比較多,由于價(jià)格較高,在國(guó)內(nèi)只有部分中高收入家庭使用。
1.3 小區(qū)集中中央空調(diào)
小區(qū)集中中央空調(diào)近年來(lái)發(fā)展較快,由于存在如下問(wèn)題:工程投資較多,系統(tǒng)維護(hù)較麻煩,分戶(hù)計(jì)費(fèi)難以公平,系統(tǒng)同時(shí)利用系數(shù)低導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行成本過(guò)高等等,房地產(chǎn)商一般不愿意搞小區(qū)集中中央空調(diào),所以小區(qū)集中空調(diào)使用得并不多。但隨著中央空調(diào)技術(shù)的發(fā)展,小區(qū)集中空調(diào)也將走向成熟,為住宅中央空調(diào)提供更多的選擇。
2. 住宅中央空調(diào)發(fā)展方向
2.1 改善室內(nèi)空氣品質(zhì)IAQ
隨著人們環(huán)保和健康意識(shí)的增強(qiáng),人們開(kāi)始重視自己生活和工作環(huán)境的空氣品質(zhì)了,而且國(guó)家也制訂了相應(yīng)的法規(guī),對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)作了嚴(yán)格的規(guī)定。因此住宅中央空調(diào)要順應(yīng)人們的這種要求,不僅改善室內(nèi)空氣的溫濕度,還能明顯改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。
室內(nèi)空氣品質(zhì),即人體舒適度和健康,人體舒適度是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題[1,2],它是指人體的主觀感覺(jué),同一個(gè)人在不同的狀態(tài)感覺(jué)會(huì)不一樣,比如工作性質(zhì),衣著情況,溫度,相對(duì)濕度,風(fēng)速,噪聲等,都會(huì)影響人體熱舒適性指標(biāo)。我們要使人體感到舒適,只有通過(guò)先進(jìn)的傳感技術(shù),根據(jù)人體的活動(dòng)量(人體代謝率),衣服熱阻,調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速、輻射量等。由于相關(guān)的專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì)沒(méi)有建立相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法,所以實(shí)際操作還比較困難。健康我們追求的目標(biāo)之一,現(xiàn)在很多家庭裝修都大量采用建筑復(fù)合材料、石材、粘接劑等,這些物質(zhì)在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)(至少1~2年)都將會(huì)釋放大量有害氣體,如甲醛、丙酮、氡及其蛻變物等。2002年一季度上海市有關(guān)部門(mén)對(duì)該市使用一年以上的商品房進(jìn)行了抽查,抽查結(jié)果是甲醛嚴(yán)重超標(biāo),平均達(dá)到 0.2g/m3空氣(國(guó)標(biāo)是0.08g/m3空氣),平均合格率僅0.16%,不足0.2%.如果房間內(nèi)沒(méi)有通風(fēng)換氣裝置及時(shí)將這些物質(zhì)排出或補(bǔ)充新鮮空氣的話(huà),這些物質(zhì)會(huì)對(duì)人體造成很大危害[3, 4].現(xiàn)在很多廠家和研究機(jī)構(gòu)正在研究采用過(guò)濾網(wǎng),靜電除塵,用活性碳或光催化過(guò)濾器去除室內(nèi)異味及揮發(fā)性物質(zhì),用LTC-M2觸媒技術(shù)清除空氣中的甲醛等,這些都可以提高室內(nèi)空氣品質(zhì),保證人體健康,但具體這些裝置怎么與住宅中央空調(diào)結(jié)合使用及其效果怎樣,都值得廠家和學(xué)者去重點(diǎn)研究。同時(shí)也是現(xiàn)代住宅中央空調(diào)的發(fā)展方向之一。
2.2 提高住宅中央空調(diào)的性?xún)r(jià)比
由于住宅中央空調(diào)絕大部分是采用風(fēng)冷,所以機(jī)組性能系數(shù)(COP)較低。因此要想提高主機(jī)性能,主要提高機(jī)組的COP值,首先是提高壓縮機(jī)性能,采用高效變頻壓縮機(jī),提高壓縮機(jī)加工和裝配精度,對(duì)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)等;其次要提高換熱器的換熱效率,采用新材料(比如用內(nèi)螺紋銅管波紋片),新工藝(加裝融霜電磁閥,合理配管等),優(yōu)化換熱器結(jié)構(gòu)(比如銅管翅片布置排列方式);還要改進(jìn)風(fēng)機(jī)、水泵結(jié)構(gòu)(比如采用雙速風(fēng)機(jī),在冬季啟動(dòng)高速,大風(fēng)量,增強(qiáng)換熱效率,延長(zhǎng)結(jié)霜時(shí)間,減少除霜時(shí)間);目前,還應(yīng)該完善機(jī)組性能系數(shù)的評(píng)價(jià)方法,僅采用的用某個(gè)工況下的COP值評(píng)價(jià)機(jī)組能耗是不夠的,很多專(zhuān)家都提出應(yīng)該用季節(jié)性供冷(供熱)性能系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)機(jī)組能耗。目前已有這方面的評(píng)價(jià)軟件,使用結(jié)果證明能很好地與實(shí)際吻合。
住宅中央空調(diào)的主機(jī)性能不僅涉及主機(jī)性能,還要看安裝人員的水平和安裝質(zhì)量。性能再好的主機(jī),系統(tǒng)安裝質(zhì)量很差,性能不能充分發(fā)揮,使主機(jī)性能大受影響。
住宅中央空調(diào)的價(jià)格主要受壓縮機(jī)、換熱器、風(fēng)機(jī)和閥件影響。由于目前大部分住宅中央空調(diào)的壓縮機(jī)都是從國(guó)外進(jìn)口的,而它的價(jià)格占整個(gè)機(jī)組造價(jià)的 1/3~1/4,加之一些關(guān)鍵閥件也需要進(jìn)口,所以住宅中央空調(diào)價(jià)格還是很高。這也是影響它快速進(jìn)入家庭的主要因素之一。但隨著技術(shù)進(jìn)步,越來(lái)越多的部件被國(guó)產(chǎn)部件逐漸代替,相信住宅中央空調(diào)的性?xún)r(jià)比會(huì)越來(lái)越高。
2.3 機(jī)組的穩(wěn)定性和可靠性
由于住宅中央空調(diào)是給家庭使用,所以機(jī)組穩(wěn)定性要求非常高,很多國(guó)外品牌之所以大受歡迎,就是由于其穩(wěn)定性和可靠性比很多國(guó)產(chǎn)品牌高。由于中國(guó)各地區(qū)之間氣候差異很大,機(jī)組工作環(huán)境相差也很大,很多產(chǎn)品在惡劣的氣候下工作波動(dòng)很大,甚至不能工作,特別冬季低溫工況,機(jī)組除霜和各種保護(hù)頻繁動(dòng)作,嚴(yán)重影響空調(diào)的效果。在可靠性方面,雖然很多廠家都盡力提高機(jī)組可靠性,特別是對(duì)電氣自控,壓縮機(jī)的高、低壓,過(guò)載,過(guò)流,缺相等保護(hù)等方面進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì),但離要求還有很大距離。另外,各種人為因素也會(huì)導(dǎo)致機(jī)組穩(wěn)定性和可靠性降低。
2.4 機(jī)組維護(hù)的便捷性
機(jī)組維護(hù)的便捷性是衡量技術(shù)成熟與否的標(biāo)志,隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,很多產(chǎn)品增加機(jī)組自動(dòng)維護(hù)功能,故障自動(dòng)檢測(cè),自動(dòng)修復(fù),自動(dòng)報(bào)警,故障內(nèi)容自動(dòng)顯示等。還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)診斷故障,不管產(chǎn)品裝在世界哪個(gè)角落,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng),廠家可以清楚知道機(jī)組工作正常與否,并可指導(dǎo)用戶(hù)進(jìn)行簡(jiǎn)單維護(hù),簡(jiǎn)單問(wèn)題廠家只需一個(gè)電話(huà)就可解決問(wèn)題。
2.5 機(jī)組環(huán)保性
環(huán)保是人類(lèi)共同關(guān)心的話(huà)題,對(duì)于住宅中央空調(diào)來(lái)說(shuō),它包含降低機(jī)組噪聲,降低能源消耗,使用對(duì)人類(lèi)無(wú)害,可回收,可再生的制冷劑等。
2.6 提高智能化程度
隨著電子技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,住宅中央空調(diào)的智能化程度已發(fā)展到一個(gè)新的高度。很多廠家和研究結(jié)構(gòu)正在探索將智能除霜、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、安防連控等新技術(shù)應(yīng)用到住宅中央空調(diào)的前景和意義。有些技術(shù)已有產(chǎn)品實(shí)例,如圖1,是北京一家公司開(kāi)發(fā)的融中央空調(diào)自動(dòng)控制、家電異地遙控,防盜,火災(zāi),報(bào)警于一體的控制產(chǎn)品,非常適合家庭別墅的中央空調(diào)控制。
3. 結(jié)論
住宅中央空調(diào)目前主要有三種形式,即空氣-空氣管道機(jī),空氣-水戶(hù)用機(jī)、多聯(lián)機(jī)和小區(qū)集中中央空調(diào)。三種形式各有利弊,未來(lái)住宅中央空調(diào)的發(fā)展方向是優(yōu)質(zhì)價(jià)廉、健康環(huán)保、性能穩(wěn)定,控制方便,高智能化。當(dāng)前阻礙中央空調(diào)機(jī)組進(jìn)入家庭主要矛盾是價(jià)格,運(yùn)行費(fèi)用和機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性,但隨著技術(shù)的逐漸成熟,機(jī)組穩(wěn)定性逐步提高、價(jià)格和運(yùn)行費(fèi)用的降低,住宅中央空調(diào)將逐漸取代房間空調(diào)器,成為市場(chǎng)主流。
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