中央空調行業設計管理論文

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1引言

相對于傳統的分散式家用空調型式而言，家用小型中央空調具有節能、舒適、容量調節方便、噪聲低、振動小、不破壞建筑外觀等突出的優點[1,2,3,4]。因此，它受到了市場的青睞和生產廠家的重視。國外在這方面的工作開展得較早，美國和日本早在七、八十年代即已開始大量地應用家用小型中央空調系統。從90年代中后期開始，我國開始了在這方面的研究和開發，并已有成功的工程應用。許多國內知名的空調企業都逐漸認識到這一市場的重要性，加大力度進行相關產品的研制和生產。

本文在介紹目前家用小型中央空調行業發展現狀的基礎上，結合中國國情特點特別是家用空調行業特點，提出了我國發展家用小型中央空調的思路。

2家用小型中央空調系統型式

中央空調是集中處理空調負荷的系統型式，其冷/熱量是通過一定的介質輸送到空調房間里去的。按照家用小型中央空調的輸送介質的不同，常見的家用小型中央空調可以分成以下三種主要型式。

2．1風管式系統

風管式系統以空氣為輸送介質，其原理與大型全空氣中央空調系統的原理基本相同。它利用室外主機集中產生冷/熱量，將從室內引回的回風（或回風和新風的混風）進行冷卻/加熱處理后，再送入室內消除其空調冷/熱負荷。

相對于其它的家用小型中央空調型式，風管式系統初投資較小。如若引入新風，其空氣品質能得到較大的改善。但風管式系統的空氣輸配系統所占用建筑物空間較大，一般要求住宅要有較大的層高。而且它采用統一送風的方式，在沒有變風量末端的情況下，難以滿足不同房間不同的空調負荷要求。而變風量末端的引入將會使整個空調系統的初投資大大增加。

2．2冷/熱水機組

冷/熱水機組的輸送介質通常為水或乙二醇溶液。它通過室外主機產生出空調冷/熱水，由管路系統輸送至室內的各末端裝置，在末端裝置處冷/熱水與室內空氣進行熱量交換，產生出冷/熱風，從而消除房間空調負荷。它是一種集中產生冷/熱量，但分散處理各房間負荷的空調系統型式。

該系統的室內末端裝置通常為風機盤管。目前風機盤管一般均可以調節其風機轉速（或通過旁通閥調節經過盤管的水量），從而調節送入室內的冷/熱量，因此該系統可以對每個空調房間進行單獨調節，滿足各個房間不同的空調需求，同時其節能性也較好。此外，由于冷/熱水機組的輸配系統所占空間很小，因此一般不受住宅層高的限制。但此種系統一般難以引進新風，因此對于通常密閉的空調房間而言，其舒適性較差。

2．3VRV系統

變制冷劑流量（VariedRefrigerantVolume,簡稱VRV）空調系統是一種冷劑式空調系統，它以制冷劑為輸送介質，室外主機由室外側換熱器、壓縮機和其他制冷附件組成，末端裝置是由直接蒸發式換熱器和風機組成的室內機。一臺室外機通過管路能夠向若干個室內機輸送制冷劑液體。通過控制壓縮機的制冷劑循環量和進入室內各換熱器的制冷劑流量，可以適時地滿足室內冷、熱負荷要求[5]。

VRV系統具有節能、舒適、運轉平穩等諸多優點，而且各房間可獨立調節，能滿足不同房間不同空調負荷的需求。但該系統控制復雜，對管材材質、制造工藝、現場焊接等方面要求非常高，且其初投資比較。

除了風管式系統、冷/熱水機組、VRV系統這三種基本的系統型式外，還可以互相交叉，衍生出一些新型的系統。例如，將冷/熱水機組和風管式系統進行組合，往室內送冷熱水處理房間空調負荷，而新風統一由室外機處理后分別送入各個房間。

此外，在燃氣利用便利的地區，冬季由燃氣爐提供熱量的方式使用得也較多。燃氣爐可以集成在家用小型中央空調系統里，也可以單獨設置[6]。

3家用小型中央空調技術路線分析

雖然同樣是家用小型中央空調，但美國、日本和中國的技術路線并不相同。分析清楚它們各自的特點，對于我們確定未來家用小型中央空調的發展是有重要意義的。而一個國家家用空調的發展是與該國的地理氣候條件、經濟發展水平、人民生活水準、居住住宅形式以及社會人文環境等因素密切相關的，脫離了這些因素來談家空調的發展是不現實的。因此，應當結合這些因素來分析各國家用小型中央空調發展的技術路線。

3.1美國家用小型中央空調技術路線

美國的家用小型中央空調普及率較高，其技術路線主要走的是"風系統"的道路，即該國的家用小型中央空調的系統型式以風管式系統為主[6]。

美國是世界第一經濟大國，人民生活水準較高，對居住的舒適性要求也較高，這些都促進了該國家用小型中央空調的使用普及率。美國由于經濟發達，人口密度相對不高，其住宅條件較為優越，很大一部分是別墅型住宅，具有寬敞、高大特點。由于其層高較高，具有足夠的建筑空間用于布置風道，因此在美國，風管式系統在家用小型中央空調中所占的比重相當大。同時，由于美國居民對家用空調舒適性的要求較高，因此多采用有新風的風管式系統。目前，美國風管式系統的年產量約為600萬臺/年，占其家用空調產量的一半左右。

集成了燃氣爐的家用小型中央空調系統在美國的應用也非常普遍。此種家用小型中央空調系統在供冷季由制冷機組提供冷量，在供熱季由燃氣爐提供熱量，以室內回風和新風進行處理，消除房間空調負荷，同時也可以滿足家庭生活熱水的需求。

3．2日本家用小型中央空調技術路線

與美國以風管式系統為主的特點不同，日本的家用空調走的是一條"氟系統"為主的發展道路，從窗式空調器到定速分體式空調器，再到變頻分體式空調器。同樣，日本的家用小型中央空調也以冷劑式空調即VRV系統（包括一拖多）為主[5,7]。

在世界冷劑式空調行業中，在20世紀90年代以前，60%的市場被日本所占有，并且在設備開發和控制技術上的都處于世界最前沿。這為日本發展VRV系統提供了技術保證。同時日本國土面積小而人口眾多，人口密度非常大，其住宅多屬于高密度住宅，建筑結構較為緊湊。一般層高均較低，不適合于布置需要占用較大層高的風管式空調系統。而且日本是個國內資源匱乏的國家，其能源消耗主要依賴于從國外進口，因此該國非常強調節能。家用空調作為能源消耗大戶，其節能技術的開發尤其受到重視。VRV系統的節能性是其在日本得到廣泛應用的一個重要原因。另外，對于專業的空調安裝隊伍來講，VRV系統的安裝非常規范，施工費用低。以上這些因素決定了日本家用小型中央空調的型式以VRV系統為主。

3.3我國家用小型空中央空調技術路線

從20世紀90年代后期開始,我國逐漸開始對家用小型中央空調進行研究和應用相對于美國和日本,我國在這方面的研究起步較晚,技術還不完全成熟。目前，我國家用小型中央空調的年產量約10萬臺/年，數目雖然不大，但增長速度較快。

與美國和日本選擇的家用小型中央空調發展道路不同，我國的家用小型中央空調走是的"水系統"的道路，主要發展的是冷/熱水機組的型式，目前其產量占我國家用小型中央空調總量的70%以上。此外也有風管式系統，但其數量比冷/熱水機組少得多，VRV系統的數量就更少，國內主要廠家基本上還處于研發階段。之所以會出現目前這種格局，有如下幾個方面的原因：

冷/熱水機組的室外訂同實際上就是一個風冷熱泵裝置，室內末端是風機盤管。而目前我國的風冷熱泵技術經過多年的探索和研究，已經基本成熟。面晨風機盤管技術上我國目前已經處于世界領先水平。因此我國發展冷/熱水機組在技術上有保證。

冷/熱水機組不需要占用太多建筑層高，在住宅內布置較為方便，且施工簡單，安裝費用低。而風管式系統的設置需與建筑結構相配合，占用建筑空間大，且施工不方便。對于VRV系統，目前國內在此領域的技術尚不成熟，還存在流量控制問題、管道材質問題、現場焊接問題、管道施工問題等需進一步研究和完善的方面。而且VRV系統的初投資太高、限制了它的推廣。

從舒適的角度考慮，風管工由于調風/調溫的問題解決得不好，無法同時滿足多個空調房間不同的空調負荷需求。而冷/熱水機組則可以很方便地進行各房間的獨立控制和調節，同時也能達到節能的目的。

從以上的分析可以看出，決定我國家用小型中央空調發展現狀的主要因素是技術上的考慮，這也是一中新型產品在其發展的初期階段所具有的必然特征。

4家用小型中央空調行業分析

對于國內眾多的空調企業來講，相對于成熟的家用空調器市場，家用小型中央空調市場還是一個家用空調器市場，家用小型中央空調市場還是珍上新的話題。如何分析它的市場潛力，把握它的發展方向，對于行業的發展和企業的決策都將起到非常重要的作用。

4．1家用空調發展的方向

隨著我國經濟的逐步增長，居民居住條件的日益改善，人們對家居環境的舒適性和健康性的要求越來越高。舒適性和健康性的研究是空調行業一直致力進行的課題，同時也是決定家用空調產品品質的一個非常重要的方面。家用空調器由于其會導致較差的室內空氣品質，因而用戶抱怨甚多。而家用小型中央空調具有良好的舒適性，因而在國內市場上一出現即引起了眾多的關注。

此外，家用空調對節能性的要求也很高。目前，建筑能耗在社會總能耗中所占的比重較大，而空調的能耗又在建筑能耗中占了非常大的比重。所統計，我國建筑能耗在總能耗中的比例約為20%，而空調能耗又占建筑能耗的85%左右[8]。如何開發節能技術、降低空調能耗，是行業內的重要課題。由于家用小型中央空調采用的是集中處于是房間空調負荷的形式，因此其制冷系統的能效比較高，是一種比較節能的家用空調型式。這不僅可以降低住宅能耗，而且可以為用戶節約運行費用。

4．2住宅業發展的影響

我國住宅業的發展十分迅速，這對我國近10年來空調行業的發展起了決定性的作用。目前住宅業仍處在高速發展階段，大量的新建住宅投入使用。而隨著住房貸款等政策的進一步完善，個人購房的規模將繼續增大，這也將促進家用空調行業的繼續繁榮。同時，隨著人民生活水平的提高和支付能力的上升，尤其是隨著東部大城市的人均國民生產總值達到3000美元以上，一系列適合于中高收家庭使用的中高檔住宅紛紛出現，包括許多豪華的別墅型住宅[9]。100平方米以上的住宅在新建住宅中的比例越來越大。在這種類型的住宅中，家用小型中央空調顯得十分適用。因此，住宅業的飛速發展為家用小型中央空調提供了廣闊的市場前景。

另外，從房地產開發商的角度來講，在新建的中高檔住宅中布置家用小型中央空調，不僅可以提升住宅的檔次，而且其初投資在總成本中的比例并不高，因而目前許多開發商對家用小型中央空調抱有濃厚的興趣。

4．3家用空調企業產品結構調整

目前我國的家用空調行業以生產家用空調器（包括分體機、窗機和柜機）為主，去年年產量在1200萬臺左右，生產能力約2000萬臺，生產能力大大過剩。家用空調器市場的競爭非常激烈，從去年開始的"價格戰"上可見一斑。如何在競爭激烈的市場上占據優勢地位，是每一個家用空調企業所必須思考的問題。家用小型中央空調和家用空調器一樣都是屬于可以高度集成的產品，其生產組織與家用空調器類似。因此，從管理和組織上來講，各家用空調器生產廠家轉型生產家用小型中央空調的難度并不大。而且，與家用空調器市場已經處于成熟期不同的是，目前國內家用小型中央空調器的市場還處于上升期，具有非常大的市場潛力，市場前景非常廣闊。

基于上述種種分析，可以預見，在未來的數年內，國內家用小型中央空調的市場將出現較快的增長，這就要求我們的空調企業對此加以足夠的重視，切實把握機遇，加大在這方面的開發力度，樹立起自己的品牌，在家用小型中央空調市場上占領優勢地位。

5家用小型中央空調發展方向

5．1我國家用小型中央空調發展趨勢

中國的國情與美國和日本都有很大的不同，因此，在發展家用小型中央空調的道路上，如若一味地照搬他們的經驗是行不通的。應當結合中國自身的特點，在仔細分析中國具體國情的基礎上，推進我國在家用小型中央空調領域中的研究和應用。

我國是一個幅員遼闊的國家，地理、氣候條件極為復雜，擁有多種多樣的氣候類型。這就必然要求我們的家用小型中央空調具有多樣性的特點。同時，我國經濟發展水平地區差異性大，在不同的地區人們對家用空調的需求不一樣。即使在同一地區，由于人們的收入水平不一樣，住宅形式也千差萬別，而且生活習慣也不盡相同，因此對家用空調的需求也是多層次的。如何根據不同的氣候特征選擇合適的空調形式，如何針對不同層次的用戶設計不同型式的家用空調，這是我們在發展家用小型中央空調時應當考慮的問題。

從能源的角度來看，我國雖然能源總量很大，但由于人口眾多，人均能源擁有量不高，能源供應相對較為緊張。而住宅空調在當前的能源消耗結構中所占的比重是非常大的。這就要求我國的家用小型中央空調的發展必需注重節能性，一方面要注重提高機組本身的能效比，另外一方面應當注意能源的綜合利用。這樣也就對變流量技術、蓄能技術、能源綜合利用技術等提出了更高的要求。另外，從能源結構的調整來看，近幾年來，隨著眾多新建電廠陸續投入使用，我國部分地區出現了電力過剩的現象。據推斷，目前全國電力富余容量約為10%，而且仍有7500萬千瓦的在建規模，約占目前全國裝機總容量的30%[4]。因此，未來使用電力驅動的空調產品的比重將會上升。在研究和開發家用小型中央空調時也應當注意這一變化，大力發展電力驅動的家用小型中央空調系統。

從環境的角度來看，目前我國環境污染的問題較為突出，許多城市出現了諸如"熱島"效應、空氣污染等現象?？紤]上述問題，一方面是要求所開發的家用小型中央空調必須具有環保的特點，把對環境的影響盡量減小到最?。涣硪环矫媸且浞挚紤]到環境污染對空調系統本身的性能帶來的影響，針對它進行一些相應的設計。例如，在使用風冷熱泵作為室外主機時，目前我國大城市中污染較為嚴重的空氣對機組換熱性能的影響就應當充分考慮。

從技術研究的角度來看，由于家用小型中央空調的技術含量相對較高，而目前我國許多空調企業研發實力不足，眾多的技術人員集中在高校和研究所內，因此企業應當加強與各高校和研究所的橫向合作，積極地引進技術。而高校和研究所也應當說充分利用雄厚的科技實力，促進科技向生產力的轉化。

從營銷和安裝的角度來講，家用小型中央空調與家用空調器有了很大的區別。家用空調器由于其體積小，安裝方便，因此生產廠家可以直接面對消費者。但家用小型中央空調由于其安裝相對更為規范，需要專門的施工隊伍，而且很多情況下是與土建施工同時進行的，因此生產廠家需要更多地與房地產開發商、設計單位等打交道，其銷售體系有所改變。

5．2發展家用小型中央空調的關鍵技術

家用小型中央空調的發展離不開技術的支持。要很好地研究和開發適合于我國國情的家用小型中央空調系統，首先應當發展一些關鍵技術。只有掌握了這些關鍵技術，家產小型中央空調才能夠真正達到節能、舒適的目的。這些關鍵技術主要包括：

熱泵除霜技術；

壓縮機變容技術；

變流量技術，包括變制冷劑流量技術，變水量技術，變風量技術；

家用空調的蓄能技術等。

6結論

家用小型中央空調是一種節能、舒適的家用空調系統，主要有風管式系統、冷/熱水機組和VRV系統等3種型式。

美國、日本和中國的家用小型中央空調的技術路線各不相同，美國以負管式系統為主，日本以VRV系統為主，而中國目前以冷/熱水機組為主。各個國家春家用小型中央空調的發展技術路線的選擇均與各自國情相適應。

分析我國的具體國情特點可以看出，家用小型中央空調在我國的市場需求很大，市場前景廣闊。

在考慮我國的家用小型中央空調的發展方向時，不能照搬國外的經驗，而應當充分考慮中國自身的特點，遵循多樣化、多層次的原則，開發出適合中國國際的家用小型中央空調系統。

研究和開發家用小型中央空調要求我們忙掌握多項關鍵技術，以開發出更舒適、節能的家用小型中央空調。

參考文獻

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