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新聞資訊 Air conditioning repairs
空調產業技術發展方向:環保與產品升級
發布時間:2011-11-15 點擊次數:178

 在中國家用電器協會2011年11月3日發布的中國家電產業技術路線圖(2011版)中,除制定了中國家電行業總體技術發展方向外,還分別編制了冰箱、空調、洗衣機的技術路線圖。其中,空調產業技術路線圖分別就社會和市場需求、產業目標及方向、技術瓶頸和研究需求四個方面,為空調產業未來發展指明了方向,確立了目標。

 
根據空調產業市場和社會需求,中國家用電器協會在空調產業技術路線圖(2011版)中,分別就節能、環保、產品升級三個方面,提出了具體的產業目標和方向。
 
在節能方面,到2015年,變頻空調能效水平較2010年提高20%,到2020年較2015年再提高20%;到2015年,定頻空調壓縮機的性能系數(COP值,標準工況下)平均提高到3.2以上;三位一體機(空調制冷、制熱、熱水)到2015年形成量產,到2020年新產品比例達到20%。
 
在環保方面,制冷劑HCFC替代、輕量化(冷重比)以及產品綠色設計和綠色制造的研究環保目標分別為,到2015年,空調行業HCFC-22消費量在2009年和2010年兩年平均水平上削減10%,碳氫技術產業化,2020年HCFC-22消費量在2009年和2010年兩年平均水平上削減35%;在現有基礎上,空調整機重量降低10%;同時,空調設計追求3R原則。在產品升級方面,主要目標是重點發展高效節能、變頻、新制冷劑、強調舒適性的高性能空調。到2015年,變頻空調的比重提升至50%,到2020年,提升至80%。同時,努力提高空調制熱效率,完善制熱評價標準。
 
空調產業的技術瓶頸主要集中在變頻技術、低溫制熱技術、新型磁性材料的開發、低GWP值制冷劑的應用、新型高效換熱器的應用、智能化高可靠性傳感器技術及相關制造設備配套能力等方面。
 
研發需求分析是空調產業技術路線圖中為重要的部分。它分為空調壓縮機、變頻控制技術、新型換熱器技術、高效送風系統、余熱回收、空調制冷劑HCFC替代技術、高效節材技術、銅替代技術、舒適性研究及變頻多聯機10個領域。
 
空調壓縮機的研究方向包括變頻壓縮機、低GWP值新制冷劑壓縮機開發、新結構壓縮機的研究和應用、小型化減量化研究(冷重比)、渦旋壓縮機幾大項目。變頻壓縮機研發包括高效永磁同步電機的開發和應用、基于APF的變頻壓縮機優化設計、大能力變頻壓縮機研究和高效磁性材料應用技術開發幾個子項目。通過對高效永磁同步電機的開發和應用研究,以目前壓縮機EER約3.1,電機效率為92%左右為基準,到2015年,實現基于壓縮機標準下的EER>3.2的直流變頻壓縮機的開發和應用,電機效率達到94%;到2020年,能效達到國際領先水平,電機效率不低于95%。基于APF的變頻壓縮機優化設計方面,目前國內主要還是基于額定點設計的高效壓縮機,因此2015年的目標是符合新季節能效比標準要求,到2020年實現基于APF評價的國際領先水平的高能效壓縮機設計。目前國內具有自主知識產權的大能力變頻壓縮機產品線嚴重不足,2015年和2012年的目標分別是實現4HP~5HP和6HP~10HP大能力變頻壓縮機產品研發和應用。針對目前稀土磁鐵材料成本較高的情況,2015年的研究目標是跨行業研究開發低成本高性能磁性材料。低GWP值新制冷劑壓縮機開發的主要研究方向是碳氫壓縮機開發研究、CO2壓縮機開發研究和其他新制冷劑壓縮機研究。碳氫壓縮機2015年及2020年的目標分別是,完成R290壓縮機研究及產業化與完成其他新碳氫壓縮機的研發。到2015年,要完成CO2壓縮機研究及開發;到2020年,要完成高效CO2壓縮機研發及產業化。在新結構壓縮機研究和應用方面,無油、少油潤滑材料研究和應用及新結構壓縮機(變容量、噴氣噴液壓縮機等),目標是在2015年及2020年分別做出樣機和小批量化應用;熱泵熱水器專用壓縮機研究和應用,2015年及2020年的目標則分別為CO2熱泵專用壓縮機和高能效壓縮機的研發及應用。2011年,1.0HP空調壓縮機重量指標為250W/kg,1.5HP為280W/kg。以此為基準,2015年及2020年的目標分別是,同等能效壓縮機的重量降低10%及20%。渦旋壓縮機的研究包括定速渦旋壓縮機和變頻渦旋壓縮機的開發,2015年的目標是形成有自主知識產權的產品并批量使用。
 
變頻控制技術領域主要包括控制主芯片的開發、IGBT及IPM模塊研究、高效控制算法研究、電子膨脹閥控制技術開發、空調能效評價方法研究幾大項目。控制主芯片的開發,在2015年及2020年的目標分別為跨行業合作開發及全面推廣應用。在IGBT及IPM模塊研究方面,2015年及2020年的目標分別為IGBT及IPM模塊國產化研究及國產產品的商業化應用;PFC技術目前功率因數在75%~80%左右,2015年的目標是廣泛應用此變頻電控技術,提高功率因數到98%以上,到2020年功率因數超過99.5%。高效控制算法的研究方向包括正弦波控制技術、無位置傳感器、轉子位置算法實用化,2015年的目標為完成自有知識產權的控制算法及可靠性研究并在全直流空調上廣泛使用。電子膨脹閥的研究針對電子膨脹閥控制算法優化研究,目標是到2015年研發完成并全面應用。空調能效評價方法研究的目標是,到2015年完成基于中國氣候特點的溫區分時曲線和基于APF的多點能效評價方法。
 
新型換熱器技術領域分為微通道換熱器在熱泵型空調中的應用、管翅式換熱器研究、緊湊式換熱器研究、內螺紋銅管幾大項目。其中,微通道換熱器在熱泵型空調中的應用方面,凝結水的排除技術研究及制冷劑分流與結霜控制技術研究將于2015年完成,同時完成室內換熱器的推廣應用及冷暖機上制冷劑分流技術及實用化抑霜技術。管翅式換熱器研究包括細小管徑換熱器的開發和新型翅片形狀研究。2015年及2020年細小管徑換熱器的研究目標分別是完成Φ5.0mm及Φ4.0mm換熱器應用研究。新型翅片形狀研究的目標是改變目前片型低效、風阻大的現狀,2015年完成低風阻高效翅片縱向渦高效翅片研發及應用。2015年,緊湊式換熱器研究的目標為完成結構、材料及工藝研究及批量化生產。內螺紋銅管研究包括橢圓管研究及內螺紋銅管新型螺紋形狀優化設計,2015年的目標分別為高效橢圓換熱器應用及Φ4.0mm交叉深槽螺紋管研究。而后者2020年的目標為完成Φ3.0mm交叉深槽螺紋管研究。
 
高效送風系統領域的研發包括風機風道研究、高效低噪聲空調風扇優化設計及高效風扇電機設計三大項目。其中,風機風道研究中的高效率送風設計,2015年的目標為實現風道系統、氣流組織研究新型結構的送風系統以及室內氣流組織的優化。大風量低噪聲風機風道設計與送風風機的輕型化、低功耗設計兩個項目的研究目標,分別為大風量、低噪聲的設計及輕型化、低功耗設計(2015年);噪聲品質的設計及高可靠性、高性能新型材料的應用(2020年)。高效低噪聲空調風扇優化設計的研究分為新的葉型設計及新材料應用,其目標為,到2015年,完成高效離心風扇研發及應用和高效翼型風扇研發及應用,完成輕質高強度材料的研究和應用。目前空調風扇電機效率為78%~80%,通過對高效風扇電機設計的研究,2015年,基于直流無刷電機的風機效率提高5%;2020年,基于直流無刷電機的風機效率提高10%(均以2011年為基準)。
 
對于空調余熱回收的研究主要針對多功能熱泵熱水系統研究,2015年的目標是,實現空調/低溫地板采暖系統/衛生熱水的集成化,形成批量;2020年,高出水溫度的集成系統使用,新產品比例達到20%。
 
空調制冷劑HCFC替代技術研究包括低GWP值替代工質特性研究和評估、新制冷劑系統應用研究、整機生產線改造、可燃工質產品的相關安全措施及規范、標準研究以及可燃制冷劑阻燃技術研究幾大項目。其中,低GWP值替代工質特性研究和評估,包括替代工質相關特性研究、可燃工質安全性研究及技術措施研究、國際新制冷劑的跟蹤和評估及潛在替代工質的開發和研究。替代工質相關特性研究與可燃工質安全性研究及技術措施研究,2015年的目標分別為全面掌握替代工質特性和熱物性等參數及R290、R161等工質完成安全性評估,形成批量生產。國際新制冷劑的跟蹤和評估及潛在替代工質的開發和研究,2015年及2020年的目標相同,分別為及時發現和掌握有價值的新替代工質并開展應用研究,制冷劑熱物性測試,環保性、安全性評估,開發具有我國自主知識產權的R22替代工質以及具有我國自主知識產權的R22替代工質產品形成量產。新制冷劑系統應用研究,包括系統材料兼容性的研究和評價、適用于新制冷劑關鍵零部件的研究和開發、新制冷劑制冷系統熱力學性能和循環性能的研究及系統設計及可燃性工質應用產品安全措施研究等,2015年的目標為,選擇和開發適合于新制冷劑的材料,開發適用于新制冷劑的零部件,開發具有自主知識產權的制冷劑的應用技術,解決可燃性制冷劑在大規格產品中的應用和制熱性能方面的缺陷。整機生產線改造,則包括關鍵零部件制造工藝技術研究、針對不同的替代制冷劑確定不同的產品生產線改造方案、可燃性制冷劑生產線安全性研究及替代工質產品生產線技術改造等,2015年的目標為,建立適用于新制冷劑零部件的制造工藝;建立新制冷劑產品生產線制造工藝;制定可燃性工質產品制造安全規范及按照行業履約計劃;逐步進行替代工質產品生產線改造。并通過替代工質產品生產線技術改造達到2020年產品量產的目標。可燃工質產品的相關安全措施及規范、標準研究分為針對新制冷劑產品特性良好安裝和維修操作研究、存儲、運輸環節的安全研究及針對新制冷劑特點的安全標準研究等,2015年的目標分別為建立新工質產品良好安裝和維修操作規范;制定可燃性工質產品的存儲和運輸的安全規范及標準;建立符合我國實際應用情況的新制冷劑產品安全標準。可燃制冷劑阻燃技術研究分為阻燃劑的選擇和開發及添加阻燃劑的新工質應用研究,2015年的目標分別為選擇和開發適用于可燃性工質的阻燃劑與建立阻燃劑選擇原則及開發適用于添加阻燃劑的新工質的產品。
 
高效節材技術研究主要針對輕量化、小型化材料開發和設計,包括提高空調冷重比研究,2015年的目標是在現有基礎上,空調整機重量降低10%。
 
銅替代技術領域分為鋁線電機高效化設計和評價、全鋁微通道換熱器研究和應用、全鋁管翅式換熱器研究和應用及其他銅替代技術等大項目。前三個項目將于2015年完成在空調產品中的推廣應用。其他銅替代技術項目2015年的目標則為管路系統中鋼管和鋁管的應用和推廣。
 
舒適性研究領域包括智能傳感器技術研發及應用、中國空調使用習慣及人體舒適度研究、空調工業設計與人體工學設計研究、熱濕環境控制、噪聲、低溫制熱性能幾大項目。其中,智能傳感器技術研發及應用包括人感傳感、面部傳感及甲醛傳感、CO2傳感幾個方面,針對目前資源缺乏,成本較高的現狀,2015年及2020年的目標分別為,完成高可靠性低成本傳感器研發及實現高可靠性低成本傳感器推廣及應用。中國空調使用習慣及人體舒適度研究,2015年的目標為完成基于多采集傳感器的控制技術研究。熱濕環境控制分為新型加濕/除濕技術應用及模式優化與新風及熱回收技術,2015年要完成的目標為,研究新型加濕/除濕材料或技術,實現更為節能舒適的濕度控制及技術推廣。噪聲研究則包括新型隔音材料的應用、振動降噪技術應用及噪聲品質研究幾個子項目。其中,到2015年,新型隔音材料的應用方面,將形成完整的噪聲控制和分析方法,并輸出相應的分析工具軟件。目前,空調室內機、室外機的噪聲標準分別為39dB(A)及45dB(A)。通過振動降噪技術應用研究,2015年及2020年的目標分別為在2011年基礎上降低2dB(A)及3dB(A)。低溫制熱性能研究包括除霜技術研究和超低溫制熱性能改善兩個方面。其中除霜技術研究中又包括低溫除霜技術開發、抑霜(少霜)材料研究及翅片快速排水結構改進,2015年的目標分別為完成優化除霜控制算法、翅片納米涂層材料的研究并改進翅片結構,到2020年,要實現相關產品的應用及推廣。超低溫制熱性能改善研究則包括變頻補氣系統研究和變容量壓縮機研究,2015年,通過變頻補氣系統研究,將使空調具備-15 低溫制熱性能,2020年將在此基礎上提高低溫制熱性能20%;2015年,實現變容量壓縮機在整機中的推廣應用。
 
變頻多聯技術的研究方向包括創新型室內機設計及多聯控制技術。目前,空調室內機設計形式單一,多聯控制技術研究和儲備不足。通過研究,2015年的目標是實現滿足市場多種需要的不同室內機形式的研發,完成制冷循環的控制算法以及可靠性研究。
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