摘要： 住宅中央空調目前主要有三種形式，即空氣－空氣管道機，空氣－水戶(hù)用機、多聯(lián)機和小區集中中央空調。三種形式各有利弊，未來(lái)住宅中央空調的發(fā)展方向是優(yōu)質(zhì)價(jià)廉、健康環(huán)保、性能穩定，控制方便，高智能化。

    關(guān)鍵詞： 中央空調 熱泵 VRV COP IAQ 變頻 網(wǎng)絡(luò )控制

    隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對居住居住和工作環(huán)境的要求越來(lái)越高，居住環(huán)境的改善相應地帶動(dòng)住宅中央空調行業(yè)的快速發(fā)展。2001年住宅中央空調市場(chǎng)需求量在10萬(wàn)套左右，產(chǎn)值達40億元人民幣。據權威人士預計，到2006年，住宅中央空調將占據10％的家用空調市場(chǎng)。

    1. 住宅中央空調方式

    目前住宅中央空調常用的有以下幾種方式：戶(hù)式中央空調、多聯(lián)機和小區集中供冷供熱。

    1.1 戶(hù)式中央空調

    戶(hù)式中央空調的形式很多，目前市場(chǎng)上常用的有兩種：①一臺小型空氣－水熱泵室外機，帶幾臺室內盤(pán)管。盤(pán)管數量根據房間的多少而定。盤(pán)管的形式根據個(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。該機型和大型風(fēng)冷熱泵原理基本一致，技術(shù)相對比較成熟，而且結合家庭使用的特點(diǎn)作了一些改進(jìn)：將膨脹水箱和冷水泵全部?jì)戎�，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)人員的指導下將一些參數設定好，機組運行，能量調節和自我保護均可通過(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 )遠程控制。由于該形式系統比較簡(jiǎn)單，經(jīng)濟實(shí)用，所以目前在國內用得很普遍。其缺點(diǎn)是容易滴水霉變，冬季運行的可靠性還需提高。②小型空氣－空氣熱泵，室外機內置壓縮機、冷凝器和各種輔助配件，室內機內置蒸發(fā)器和膨脹閥。根據制冷量大小可以配一只或兩只膨脹閥，通過(guò)銅管將室內、外機連接，室內機接風(fēng)管將冷（熱）風(fēng)送到各個(gè)房間，所以又稱(chēng)管道機。相對于其它形式的家用中央空調，管道機初投資較少，若引入新風(fēng)，其空氣品質(zhì)將得到較大改善�？諝猓�空氣熱泵工作穩定性比空氣－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，浪費能源。該形式在美國用得比較多。

    另外還有燃氣空調，太陽(yáng)能空調，地溫空調，水源熱泵等多種形式，由于種種原因，使用得還不多，但隨著(zhù)能源結構的改善，國家能源政策的調整，這些形式的家用中央空調也會(huì )走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。

    1.2 多聯(lián)機

    多聯(lián)式變冷媒量熱泵空調系統，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)，室外主機由室外側換熱器、壓縮機和其它制冷附件組成，末端由直接蒸發(fā)式換熱器和風(fēng)機組成。該形式由于采用磁阻式直流電機、渦旋式壓縮機、直流風(fēng)機電機及PAM脈沖振幅調控制和MIO （多段輸入和輸出）及BP（冷媒分配器）等先進(jìn)技術(shù)，能夠實(shí)現變頻控制，所以能節能能源，特別是部分負荷下節能明顯。多聯(lián)式系統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，安裝較復雜。該形式在日本使用得比較多，由于價(jià)格較高，在國內只有部分中高收入家庭使用。

    1.3 小區集中中央空調

    小區集中中央空調近年來(lái)發(fā)展較快，由于存在如下問(wèn)題：工程投資較多，系統維護較麻煩，分戶(hù)計費難以公平，系統同時(shí)利用系數低導致系統運行成本過(guò)高等等，房地產(chǎn)商一般不愿意搞小區集中中央空調，所以小區集中空調使用得并不多。但隨著(zhù)中央空調技術(shù)的發(fā)展，小區集中空調也將走向成熟，為住宅中央空調提供更多的選擇。

    2. 住宅中央空調發(fā)展方向

    2.1 改善室內空氣品質(zhì)IAQ

    隨著(zhù)人們環(huán)保和健康意識的增強，人們開(kāi)始重視自己生活和工作環(huán)境的空氣品質(zhì)了，而且國家也制訂了相應的法規，對室內空氣品質(zhì)作了嚴格的規定。因此住宅中央空調要順應人們的這種要求，不僅改善室內空氣的溫濕度，還能明顯改善室內空氣品質(zhì)。

    室內空氣品質(zhì)，即人體舒適度和健康，人體舒適度是一個(gè)很復雜的問(wèn)題[1，2]，它是指人體的主觀(guān)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(zhù)情況，溫度，相對濕度，風(fēng)速，噪聲等，都會(huì )影響人體熱舒適性指標。我們要使人體感到舒適，只有通過(guò)先進(jìn)的傳感技術(shù)，根據人體的活動(dòng)量（人體代謝率），衣服熱阻，調節室內空氣溫度、相對濕度、風(fēng)速、輻射量等。由于相關(guān)的專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì )沒(méi)有建立相應的行業(yè)標準和測試方法，所以實(shí)際操作還比較困難。健康我們追求的目標之一，現在很多家庭裝修都大量采用建筑復合材料、石材、粘接劑等，這些物質(zhì)在很長(cháng)的時(shí)間內（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)對該市使用一年以上的商品房進(jìn)行了抽查，抽查結果是甲醛嚴重超標，平均達到 0.2g/m3空氣（國標是0.08g/m3空氣），平均合格率僅0.16%，不足0.2%.如果房間內沒(méi)有通風(fēng)換氣裝置及時(shí)將這些物質(zhì)排出或補充新鮮空氣的話(huà)，這些物質(zhì)會(huì )對人體造成很大危害[3， 4].現在很多廠(chǎng)家和研究機構正在研究采用過(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結合使用及其效果怎樣，都值得廠(chǎng)家和學(xué)者去重點(diǎn)研究。同時(shí)也是現代住宅中央空調的發(fā)展方向之一。

    2.2 提高住宅中央空調的性?xún)r(jià)比

    由于住宅中央空調絕大部分是采用風(fēng)冷，所以機組性能系數（COP）較低。因此要想提高主機性能，主要提高機組的COP值，首先是提高壓縮機性能，采用高效變頻壓縮機，提高壓縮機加工和裝配精度，對壓縮機結構進(jìn)行優(yōu)化設計等；其次要提高換熱器的換熱效率，采用新材料（比如用內螺紋銅管波紋片），新工藝（加裝融霜電磁閥，合理配管等），優(yōu)化換熱器結構（比如銅管翅片布置排列方式）；還要改進(jìn)風(fēng)機、水泵結構（比如采用雙速風(fēng)機，在冬季啟動(dòng)高速，大風(fēng)量，增強換熱效率，延長(cháng)結霜時(shí)間，減少除霜時(shí)間）；目前，還應該完善機組性能系數的評價(jià)方法，僅采用的用某個(gè)工況下的COP值評價(jià)機組能耗是不夠的，很多專(zhuān)家都提出應該用季節性供冷（供熱）性能系數來(lái)評價(jià)機組能耗。目前已有這方面的評價(jià)軟件，使用結果證明能很好地與實(shí)際吻合。

    住宅中央空調的主機性能不僅涉及主機性能，還要看安裝人員的水平和安裝質(zhì)量。性能再好的主機，系統安裝質(zhì)量很差，性能不能充分發(fā)揮，使主機性能大受影響。

    住宅中央空調的價(jià)格主要受壓縮機、換熱器、風(fēng)機和閥件影響。由于目前大部分住宅中央空調的壓縮機都是從國外進(jìn)口的，而它的價(jià)格占整個(gè)機組造價(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(zhù)技術(shù)進(jìn)步，越來(lái)越多的部件被國產(chǎn)部件逐漸代替，相信住宅中央空調的性?xún)r(jià)比會(huì )越來(lái)越高。

    2.3 機組的穩定性和可靠性

    由于住宅中央空調是給家庭使用，所以機組穩定性要求非常高，很多國外品牌之所以大受歡迎，就是由于其穩定性和可靠性比很多國產(chǎn)品牌高。由于中國各地區之間氣候差異很大，機組工作環(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，機組除霜和各種保護頻繁動(dòng)作，嚴重影響空調的效果。在可靠性方面，雖然很多廠(chǎng)家都盡力提高機組可靠性，特別是對電氣自控，壓縮機的高、低壓，過(guò)載，過(guò)流，缺相等保護等方面進(jìn)行可靠性設計，但離要求還有很大距離。另外，各種人為因素也會(huì )導致機組穩定性和可靠性降低。

    2.4 機組維護的便捷性

    機組維護的便捷性是衡量技術(shù)成熟與否的標志，隨著(zhù)計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，很多產(chǎn)品增加機組自動(dòng)維護功能，故障自動(dòng)檢測，自動(dòng)修復，自動(dòng)報警，故障內容自動(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(chǎng)家可以清楚知道機組工作正常與否，并可指導用戶(hù)進(jìn)行簡(jiǎn)單維護，簡(jiǎn)單問(wèn)題廠(chǎng)家只需一個(gè)電話(huà)就可解決問(wèn)題。

    2.5 機組環(huán)保性

    環(huán)保是人類(lèi)共同關(guān)心的話(huà)題，對于住宅中央空調來(lái)說(shuō)，它包含降低機組噪聲，降低能源消耗，使用對人類(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(zhù)電子技術(shù)，計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的飛速發(fā)展，住宅中央空調的智能化程度已發(fā)展到一個(gè)新的高度。很多廠(chǎng)家和研究結構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)應用到住宅中央空調的前景和意義。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)的融中央空調自動(dòng)控制、家電異地遙控，防盜，火災，報警于一體的控制產(chǎn)品，非常適合家庭別墅的中央空調控制。

    3. 結論

    住宅中央空調目前主要有三種形式，即空氣－空氣管道機，空氣－水戶(hù)用機、多聯(lián)機和小區集中中央空調。三種形式各有利弊，未來(lái)住宅中央空調的發(fā)展方向是優(yōu)質(zhì)價(jià)廉、健康環(huán)保、性能穩定，控制方便，高智能化。當前阻礙中央空調機組進(jìn)入家庭主要矛盾是價(jià)格，運行費用和機組運行的穩定性，但隨著(zhù)技術(shù)的逐漸成熟，機組穩定性逐步提高、價(jià)格和運行費用的降低，住宅中央空調將逐漸取代房間空調器，成為市場(chǎng)主流。

    參考文獻

    1. Fanger p o. Calculation of thermal comfort. ASHRAE Trans， 1967， 73.

    2. 范存養。 熱舒適評價(jià)指標PWV及其實(shí)際應用。 暖通空調， 1993， 23 （3）。

    3. Bloeman Hj. Indoor pollution after the application of moisture repellents. Proc Indoor Air ‘90 ， 1990， 3：569—574

    4. Garrett M H， et al. Low levels of formaldehyde in residential homes and a correlation with asthma and allergy in children. Proc Indoor Air ‘ 96， 1996， 3：617—622