美日小型中央空调发展状况
美国:美国是世界第一经济大国,人民生活水平较高,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调的普及使用。美国的别墅型住宅(Single House)具有宽敞、高大的特点,通常由中、高收入的家庭居住。由于其层高较大,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/a,占其家用空调产量的一半左右。美国的家用小型中央空调的
型式以风管式系统为主,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。
日本:与美国以风管式系统为主的特点不同,日本的小型中央空调走的是一条“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变频空调即VRV系统(包括一拖多)为主。VRV空调系统的研究起源于日本,在日本已有多家公司拥有此项技术。三洋电机、日本电器HE、松下电器产业、大金工业、日立制作所、东芝、三菱电机、三菱重工、夏普、长府制作所等是世界最主要的变频空调器生产企业,其变频空调系统及控制器的开发能力都很强,且各家均有自己的特色。其中大金工业、三菱电机、日立制作所、松下电器产业、东芝、三菱重工、夏普等几家拥有多元VRV系统的开发、生产能力。大金工业、三菱电机、日立制作所、东芝四家企业的产品最为先进,大金工业的市场占有率最高,约为世界60%~70%。在世界空调行业中,在20世纪90年代以前,60% 的市场被日本所占有,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,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。小型空调系统的控制技术,至今已取得了显著的进步。日本空调界现在所关注的问题主要集中在减少空调系统对环境、
的污染,加速空调系统可持续发展的技术开发方面。
1.削减氟里昂的使用量。现在小型空调系统的制冷剂主要采用HCFC22,由于削减计划的逐渐实施,替代制冷剂大多偏向于采用混合工质方案,但关于采用新工质制冷系统的控制问题的研究仍属空白。
2.解决变频系统电磁兼容性问题。高次谐波会降低空调系统的功率因数,造成配电系统的容量增大。对此方面的研究虽已取得了一定进展,但仍未达到理想的效果。
3.抑制漏电电流。压缩机电动机采用PWM 控制,由电动机线圈和压
缩机外壳之间的静电产生漏电电流,特别是为降低压缩机噪
声,提高载波频率,会使漏电电流增大。虽对压缩机电动机进行
了强化绝缘处理,但仍需在变频回路设计上提出更好的解决办
法。
4 提高节能效果。家庭和办公室,其空调系统的能耗占绝大部分。空调系统的节能,不仅要提高单台设备的能源利用率,而且应对全家或整栋大楼的空调设备进行综合控制和管理,以提高节能效果。