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家用中央空调的研究与发展前景

1家用中央空调具有的特点

1.1家用中央空调的优点

（1）具有单台房间空调器的优势。

如质量可靠、故障率低、使用灵活、安装方便、维护简单等。

（2）具有中央空调的优势，如房间内温度分布均匀，不占有房间的使用面积，能和装修较好的配合，室内噪音低等。

（3）具有较好的个性化，～方面要体现在住户个人购买、个人使用，另一方面室内空调机布置能够灵活多样，可根据房间的布局、个人喜好有多种方案可供选择。

（4）家用中央空调消费群体不光是针对高消费群体，而逐步针对普通的工薪阶层。

随着空调厂家大规模生产、开发，其价格会逐渐回落，使家用中央空调能落户于普通百姓家庭成为可能。

1.2家用中央空调的缺点

（1）比分体空调贵不少，但是配合装修效果非常好。

（2）耗电量比较大，不容易清洗。

机组噪音比较大。

噪音方面主要影响的是夜间睡眠，可以调成最低风速运行。

另外，在选择中央空调品牌时可以关注室内机噪音值。

（3）不同品牌价格差距很大，制冷效果也有差距。

2家用中央空调方式的分析比较

2.1几种家用中央空调输送介质方式的分析比较

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。

按照家用小型中央空调的输送介质的不同，常见的家用小型中央空调可以分成以下三种主要型式。

2.1.1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央空调系统的原理基本相同。

它利用室外主机集中产生冷／热量，将从室内引回的回风（或回风和新风的混风）进行冷却／力D热处理后，再送入室内消除其空调冷／热负荷。

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。

如若引入新风，其空气品质能得到较大的改善。

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。

而且它采用统～送风的方式，在没有变风量末端的情况下，难以满足不同房间不同的空调负荷要求。

而变风量末端的引入将会使整个空调系统的初投资大大增加。

2.1.2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。

它是一种集中产生冷／热量，但分散处理各房间负荷的空调系统型式。

该系统的室内末端装置通常为风机盘管。

目前风机盘管一般均可以调节其风机转速（或通过旁通阀调节经过盘管的水量），从而调节送入室内的冷／热量，因此该系统可以对每个空调房间进行单独调节，满足各个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。

但此种系统一般难以引进新风，因此对于通常密闭的空调房间而言，其舒适性较差。

2.1.3VRV系统

变制冷剂流量（VariedRefrigerantVolume，简称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，可以适时地满足室内冷、热负荷要求。

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，能满足不同房间不同空调负荷的需求。

但该系统控制复杂，对管材材质、制造工艺、现场焊接等方面要求非常高，且其初投资比较大。

除了风管式系统、冷／热水机组、VRV系统这三种基本的系统型式外，还可以互相交叉，衍生出一些新型的系统。

例如，将冷／热水机组和风管式系统进行组合，往室内送冷热水处理房间空调负荷，而新风统一由室外机处理后分别送入各个房间。

2.2几种家用中央空调安装方式的分析比较

2.2.1小区集中供冷供热系统

小区内集中设冷热源站房，通过室外管网将冷热水送至每户。

该系统具有中央空调的优势，如房间的温度分布均匀、不占有房间的使用面积、室内噪音低等。

但一次性投资大，需有效的物业管理，平时运行费用高，准确计费计量困难，在原计划经济下使用较多。

随着福利分房取消，住房私有化，集中供冷暖系统计费、收费越来越困难，此系统市场份额也目渐萎缩。

2.2.2户用小型风冷热泵中央空调系统

由风冷热泵机组、室内机及空调水管及附件组成。

室外机设于阳台上，将噪音阻隔于户外。

风冷热泵机组内置小型压力膨胀水箱、循环水泵及自动补水阀。

风机盘管空调末端有多种形式，可根据业主喜好、功能使用、室内装饰等进行选择。

该系统结构紧凑、安装方便、与全空气系统比占建筑空间少，容易配合装饰。

机组设有内置式膨胀水箱，可使安装、操作、维修更为简单且无损建筑外观美。

风冷热泵机组采用微电脑全自动控制，操作简单，各房间独立控制，又可集中控制，方便实用，便于节电。

若设新风需另设新机组，增加造价。

该系统缺点为：

集水盘内易集尘、滋生细菌，存在漏水隐患。

但漏水处容易发现，便于维修。

风冷热泵机组为三相电源，需另配电，设电表计量等。

2.2.3一拖多空调系统（即家用变频中央空调系统）

由室内、外机，冷媒管、凝结水管及附件组成。

与②节方案相同，室外机置于阳台上，室内机多款可供选择，但室内、外机之间采用紫铜冷媒管连接．不需膨胀水箱、循环泵。

可选用单相电流，不需特批三相人户，节省线路，便于计量计费。

该系统优点是：

由于冷媒直接蒸发，能效比较高；

具备所有家用空调性能，如：

离子除尘过滤刚、光触媒、夜光遥控、超低噪音等。

室内机送风自动摆动，导流叶片；

型号规格多，选择余地大，可根据不同性能、功能要求选择；

一拖多台，根据正在运转室内机数量及每个房间不同负荷状况，变频电路调整压缩机转速，以随时适应各个时刻的总荷量，使每台室内机都得以高效运转，相比传统中央空调节能40％以上，减少运行费用、节能、经济；

室外机小巧紧凑，方便灵活安装，能节省室外空间，美化家居环境，减少室外机数量；

带有自动故障检测，方便检修；

自动转换供热／冷模式，自动风速变换，有定时、夜间设定模式，可同时实现集中管理和单独控制。

其缺点是：

供电峰谷差大，电网发电机在低负荷下运行时效率低、耗能较大；

温室气体排放量大大提高；

无新风供应，安装要求高；

如发生玲媒管泄漏，很难找出漏点，不易维护，其价格较高。

目前，国内空调企业海尔、美的等开始推广该种机型．价格可望进一步下调。

2.2.4一拖一风管式空调系统

由室外机、管道式空调箱、送风管及风阀、风口组成。

制冷原理与分体式空调类似，也属冷媒直接蒸发式，只是将2.2.3节方案中室内机改换为管道式空调箱。

该管道式空调箱属全空气系统，无水系统及其各种配套设备，大大降低了初投资；

室内机放置于室内吊顶内，节省了机房面积和基建投资；

送风系统简单，元需专人管理，只需定期检查，与2.2.2节方案比无漏水之忧，相对价格低；

可充分考虑新风，提高室内空气品质，保持空气清晰；

直接蒸发式冷却空气，省却了玲媒水循环过程中造成的能量损失，且蒸发温度相对于冷水机组有所提高，因此提高了系统的制冷效率。

管道式空调箱出风口处风压较高，一般为80—150Pa，可通过风道来保证每只风口的冷热风有一定的射程，使室内气流场和温度场保持均匀；

也可配置消声器，充分满足室内噪声要求。

在商场等大面积空调场所使用多台管道机，可依据室内负荷变化情况，开停一部分管道机来进行能量调节；

但用在住宅空调中，各房间不能独立控制使用，集中回风，影响各房间的私密性；

风管占建筑空间较大。

再者，对空气过滤能力差，所处理空气的焓降小，除湿能力不强。

家用中央空调各种方式各有自身特点，视工程具体情况，经经济性、技术性分析比较，确定最后最适合的工程空调方案。

但在目前，笔者认为一拖多空调系统和一拖一风管式空调系统较适合现住宅空调。

前者因价位原因，推广起来是有一定困难，估计今后几年，随着家用空调生产厂商大量介入商用空调，其价位下降，市场占有份额会不断上升；

后者现阶段应具有较好的市场潜力。

3家用中央空调技术路线分析

虽然同样是家用小型中央空调．但美国、日本和中国的技术路线并不相同。

分析清楚它们各自的特点．对于我们确定未来家用小型中央空调的发展是有重要意义的。

而一个国家家用空调的发展是与该国的地理气候条件、经济发展水平、人民生活水准、居住住宅形式以及社会人文环境等因素密切相关的．脱离了这些因素来谈家用空调的发展是不现实的。

因此，应当结合这些因素来分析各国家用小型中央空调发展的技术路线。

3.1美国家用小型中央空调技术路线

美国是世界第一经济大国，人民生活水准较高，对居住的舒适性要求也较高，这些都促进了该国家用小型中央空凋的使用普及率。

美国由于经济发达，人121密度相对不高，其住宅条件较为优越。

很大一部分是别墅型住宅，具有宽敞、高大的特点。

由于其层高较高．具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相当大。

同时．由于美国居民对家用空调舒适性的要求较高．因此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600万台件，占其家用空调产量的一半左右。

3.2日本家用小型中央空调技术路线

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荆式空调即VRV系统（包括一拖多）为主。

日本是个国内资源匿乏的国家。

其能源消耗主要依赖于从国外进口．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13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。

3.3我国家用小型中央空调技术路线

从20世纪90年代后期开始．我国逐渐开始对家用小型中央空调进行研究和应用，相对于美国和日本，我国在这方面的研究起步较晚，技术还不完全成熟。

目前，我国家用小型中央空调的年产量约10万台／年，数目虽然不大，但增长速度较快。

我国的家用小型中央空调走是的“水系统”的道路，主要发展的是冷／热水机组的型式，目前其产量占我国家用小型中央空调总量的70％以上。

此外也有风管式系统，但其数量比冷／热水机组少得多，VRV系统的数量就更少，国内主要厂家基本上还处于研发阶段。

之所以会出现目前这种格局，有如下几个方面的原因：

（1）冷／热水机组的室外订同实际上就是一个风冷热泵装置，室内末端是风机盘管。

而目前我国的风冷热泵技术经过多年的探索和研究，已经基本成熟。

面晨风机盘管技术上我国目前已经处于世界领先水平。

因此我国发展冷／热水机组在技术上有保证。

（2）冷／热水机组不需要占用太多建筑层，在住宅内布置较为方便，且施工简单，安装费用低。

而风管式系统的设置需与建筑结构相配合，占用建筑空间大，且施工不方便。

对于VRV系统，目前国内在此领域的技术尚不成熟，还存在流量控制问题、管道材质问题、现场焊接问题、管道施工问题等需进一步研究和完善的方面。

而且VRV系统的初投资太高、限制了它的推广。

（3）从舒适的角度考虑，风管式系