2022年第33屆“中國(guó)制冷展”技術(shù)總結(jié)報(bào)告

　　

　　二、技術(shù)進(jìn)展　　

　　中小型空調(diào)熱泵設(shè)備與系統(tǒng)　　

　　4.1技術(shù)特點(diǎn)　　

　　受疫情及展會(huì)延期等因素的影響，本次制冷展上展出的中小型空調(diào)設(shè)備與系統(tǒng)的展品較少。參展商主要包括格力、麥克維爾、天加、松下等，展品主要包括空調(diào)器、多聯(lián)機(jī)和家用熱泵兩/三聯(lián)供機(jī)組等。中小型空調(diào)設(shè)備與系統(tǒng)產(chǎn)品發(fā)展的特征包括：家庭一體化冷熱解決方案進(jìn)一步發(fā)展，室內(nèi)機(jī)(末端)功能進(jìn)一步豐富和制冷劑替代影響深遠(yuǎn)等。

　　

　　4.2特色產(chǎn)品　　

　　（1）家庭一體化冷熱解決方案進(jìn)一步發(fā)展　　

　　此前，由于我國(guó)北方地區(qū)有較為完整的集中供熱系統(tǒng)，而南方地區(qū)冬季供熱需求不強(qiáng)烈，因此，我國(guó)的家用空調(diào)或多聯(lián)機(jī)雖然都具有制冷和制熱兩種功能，但制冷功能是其主導(dǎo)功能，而制熱功能的應(yīng)用時(shí)間要相對(duì)少得多。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和我國(guó)人民生活水平的提高，南方(尤其是長(zhǎng)江流域)的采暖需求迅速增加，南方地區(qū)建設(shè)供暖系統(tǒng)的呼聲也此起彼伏。實(shí)際上，考慮到南方地區(qū)冬季平均室外溫度較高，實(shí)際采暖時(shí)間較短等特征，采用分散式熱泵采暖具有良好的經(jīng)濟(jì)性和適用性。從理論上看，熱泵型房間空調(diào)器和多聯(lián)機(jī)能夠直接提供冬季采暖功能，但冬季使用傳統(tǒng)空氣對(duì)流末端，因其存在顯著的溫度分層、吹風(fēng)感明顯、皮膚干燥、冷輻射明顯等問題，導(dǎo)致用戶不滿意度高。因此，發(fā)展具有高舒適供暖能力的熱泵型房間空調(diào)器和多聯(lián)機(jī)則成為企業(yè)的重要研發(fā)方向。

　　

　　此外，家庭熱水需求也隨著我國(guó)社會(huì)發(fā)展逐年增加，包括洗浴、廚房用水、洗衣等均有熱水需求。傳統(tǒng)家庭熱水通過燃?xì)鉄崴鳌㈦姛崴鳌⑻?yáng)能集熱器和熱泵熱水器等方式提供。前兩者占據(jù)主導(dǎo)地位，熱泵熱水器使用量最低。實(shí)際上，家用空調(diào)或多聯(lián)機(jī)在制冷時(shí)將向環(huán)境排放大量的熱量，因此，回收利用冷凝熱制取家用熱水具有“一舉兩得”的優(yōu)勢(shì)。此外，隨著我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略下建筑的全面電氣化進(jìn)程的推進(jìn)，占據(jù)市場(chǎng)容量最大的燃?xì)鉄崴鲗⒅饾u退出。發(fā)展融合家庭供冷、供熱和供熱水的一體化家庭冷熱解決方案勢(shì)在必行。

　　

　　為解決空氣對(duì)流末端的供熱不舒適問題，發(fā)展輻射或者對(duì)流、輻射混合末端是一個(gè)重要方向。本次展會(huì)上，采用“天氟地水”、“天水地水”、“天氟地氟”、直膨式暖氣片等系統(tǒng)和末端形式的兩聯(lián)/三聯(lián)供系統(tǒng)有多家企業(yè)展出。

　　

　　“天氟地水”兩聯(lián)供系統(tǒng)，通過高處設(shè)置的直膨式對(duì)流末端供冷，采用換熱后的熱水實(shí)現(xiàn)地板采暖。該系統(tǒng)保證了夏季供冷和冬季制熱(通過降低供水溫度方式以降低熱泵系統(tǒng)的冷凝溫度)的高效性，同時(shí)也很好地解決了冬季采暖的熱舒適問題。該系統(tǒng)是較早發(fā)展成熟的兩聯(lián)供系統(tǒng)方式，目前在市場(chǎng)上已經(jīng)有較多的應(yīng)用。本次展會(huì)上，格力、中廣歐特斯等廠家均展出了此類產(chǎn)品，如圖4-1所示。

　　“天水地水”兩聯(lián)供系統(tǒng)，是通過空氣源熱泵制取冷水或熱水，再送入房間的風(fēng)機(jī)盤管(夏季)或地板輻射換熱器(冬季)。夏季供冷時(shí)，冷水供給到高處設(shè)置的風(fēng)機(jī)盤管內(nèi)，通過對(duì)流換熱實(shí)現(xiàn)供冷；冬季制熱時(shí)，將熱水供給到地板輻射供暖系統(tǒng)。相對(duì)于“天氟地水”兩聯(lián)供系統(tǒng)，該系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，避免了“直膨式風(fēng)末端”+“制冷-水換熱器”雙室內(nèi)側(cè)換熱器設(shè)計(jì)及其調(diào)控系統(tǒng)，也減少了制冷劑充注量，但增加了的制冷劑與水的換熱器，將導(dǎo)致夏季制冷性能有所降低。本次展會(huì)上，格力、芬尼克茲、世創(chuàng)電能、澳克萊、恩特科麥等廠家均展示了此類產(chǎn)品(圖4-2)。

　　“天氟地氟”是按照多聯(lián)機(jī)思想構(gòu)建的兩聯(lián)供系統(tǒng)。它在供冷時(shí)使用直膨式風(fēng)冷末端，在供熱時(shí)使用直膨式地板輻射采暖末端。直觀理解，該系統(tǒng)由于不采用制冷劑-水的中間換熱器，因此系統(tǒng)效率要較前兩種系統(tǒng)更高。但是，“天氟地氟”系統(tǒng)中輻射地板的制冷劑長(zhǎng)管路不僅大幅增加制冷劑泄漏風(fēng)險(xiǎn)，更為重要的是將大幅增加系統(tǒng)的制冷劑充注量，這與未來(lái)為控制制冷劑排放而發(fā)展小充注量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念相悖。本次制冷展上，格力、中廣空調(diào)展示了“天氟地氟”相關(guān)產(chǎn)品，如圖4-3所示。

　　此外，也有廠家展出了采用直膨式暖氣片的兩聯(lián)供系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)在于能滿足冬季供熱舒適性的要求且不需要鋪設(shè)地板采暖系統(tǒng)，這對(duì)既有建筑的安裝更為方便，但因其冷凝溫度溫度較高也將導(dǎo)致系統(tǒng)效率較低，故需適當(dāng)?shù)卦龃笾迸蚴脚瘹馄膫鳠崦娣e(圖4-4)。

　　同時(shí)，實(shí)現(xiàn)冷-熱-熱水供給的三聯(lián)供系統(tǒng)是未來(lái)家庭冷熱供給系統(tǒng)較好的解決方案。本次展會(huì)上，多家企業(yè)也展出了三聯(lián)供系統(tǒng)。由于制取熱水的取熱位置不同，故各家的技術(shù)方案也略有差別。根據(jù)向各家企業(yè)了解，提升三聯(lián)供系統(tǒng)的可靠性仍是未來(lái)產(chǎn)品市場(chǎng)化的關(guān)鍵。圖4-5示出了芬尼克茲的冷-熱-熱水三聯(lián)供系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)“制冷”、“制冷兼熱水”、“熱水”、“制熱”、“制熱兼熱水”五種模式，滿足不同情況下的使用需求(圖4-5)。

　　此外，相比于傳統(tǒng)的分體空調(diào)器而言，以兩聯(lián)供、三聯(lián)供為代表的家庭一體化中央空調(diào)安裝施工難度更大，且與家裝高度融合，因此，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一批專業(yè)的家用中央空調(diào)安裝施工公司，如格力精工、綠扳手等(圖4-6)。

　　（2）室內(nèi)機(jī)(末端)功能進(jìn)一步豐富　

　　提升能效一直以來(lái)是中小型空調(diào)設(shè)備與系統(tǒng)發(fā)展的重要目標(biāo)。隨著我國(guó)能效標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，我國(guó)很多制冷空調(diào)產(chǎn)品的能效已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。目前，各個(gè)企業(yè)對(duì)于通過投入換熱器面積等硬件成本進(jìn)一步提升設(shè)備能效的積極性不高。相反，通過人工智能等技術(shù)提升設(shè)備在實(shí)際工程中的變工況性能則成為企業(yè)的主要研究方向(圖4-7)。如格力展出了基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧樓宇系統(tǒng)，通過利用當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，云平臺(tái)負(fù)責(zé)優(yōu)化，再將優(yōu)化結(jié)果傳給本地的控制器實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行；麥克維爾、天加等公司也展示了基于模型預(yù)測(cè)控制的智慧平臺(tái)。

　　另一方面，中小型空調(diào)設(shè)備與系統(tǒng)為應(yīng)對(duì)用戶更高要求而發(fā)展出了更精細(xì)化、更多功能的室內(nèi)機(jī)(末端)形式。目前，針對(duì)不同空間(如廚房、臥室、嬰兒房、衣帽間等)的室內(nèi)末端的功能特征逐漸明確(圖4-9)。廚房空調(diào)的室內(nèi)機(jī)充分考慮了油煙等對(duì)換熱器性能的影響；考慮吹風(fēng)感及睡眠曲線則成為臥室空調(diào)的必備功能；在嬰兒房空調(diào)中，甚至能對(duì)嬰兒踢被動(dòng)作等做出響應(yīng)。另外，除溫度控制外，準(zhǔn)確控制濕度(加濕+除濕)、顆粒物高效過濾、VOC處理也成為眾多室內(nèi)機(jī)(末端)的重要特征。圖4-8給出了部分帶各種凈化功能的室內(nèi)末端。例如：天加的健康型風(fēng)機(jī)盤管配備了高中效無(wú)隔板低壓損過濾器，同時(shí)還可以選配抑菌涂層的高、中效過濾器，使用低風(fēng)阻PP材料，采用濾紙折疊結(jié)構(gòu)，上附銀離子，不僅過濾氣溶膠、灰塵，還可以起到殺菌的作用。除此之外，天加還展出了配備IFD微靜電過濾模塊的健康型風(fēng)機(jī)盤管，具有高效濾塵和殺菌功能，且單臺(tái)微靜電模塊的功率不超過5W。

　　此外，隨著人們對(duì)舒適度要求的不斷提高，獨(dú)立的、高精度的濕度控制逐漸成為室內(nèi)空調(diào)發(fā)展的方向之一，本次展會(huì)上松下、百奧、松井、普林艾爾、百朗、開樂、凈松、芬尼克茲、亞克、霍尼韋爾等多家企業(yè)展示了較多的家用熱泵型除濕機(jī)、新風(fēng)除濕機(jī)、獨(dú)立加濕器等產(chǎn)品，如圖4-10所示。

　　（3）制冷劑替代影響深遠(yuǎn)　　

　　毋庸置疑，《基加利修正案》履約和碳中和對(duì)于我國(guó)制冷空調(diào)產(chǎn)品的發(fā)展影響深遠(yuǎn)。目前，我國(guó)尚未明確細(xì)分產(chǎn)品品類的制冷劑替代路線圖，故研發(fā)采用可能新替代工質(zhì)制冷空調(diào)設(shè)備則成為了各個(gè)企業(yè)先導(dǎo)研究的重要內(nèi)容。對(duì)于中小型空調(diào)設(shè)備與系統(tǒng)，被考慮的制冷劑包括：HFC32、HC290、CO2、HFOs及其混合物等(圖4-11)。

　　需要說明的是，目前并沒有能同時(shí)滿足熱工、環(huán)境、安全等要素的理想制冷劑。因此，對(duì)于有缺陷制冷劑的缺陷管理就成為制冷劑應(yīng)用中的關(guān)鍵問題。可燃制冷劑的泄漏監(jiān)測(cè)就是其中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。本次展會(huì)上，四方光電推出了冷媒泄露監(jiān)測(cè)傳感器，其相應(yīng)速度快<10s，滿足及時(shí)報(bào)警要求，并且在全溫度和壓力范圍內(nèi)確保精度，同時(shí)防冷凝結(jié)霜、防塵防水，可以監(jiān)測(cè)R32、R290、R454A、R454B、R1234ze、R1234yf等多種制冷劑。目前冷媒泄露監(jiān)測(cè)傳感的價(jià)格還比較高，研發(fā)低成本、低價(jià)格傳感器是解決其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問題。

　　4.3評(píng)價(jià)與展望　

　　受疫情及地緣政治等諸多因素的影響，中國(guó)制冷空調(diào)行業(yè)總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)乏力形態(tài)。這在本次展會(huì)規(guī)模及展品數(shù)量上也有所反映。即使在較為困難的時(shí)期，在中國(guó)制冷空調(diào)產(chǎn)業(yè)各方力量的共同努力下，中小型空調(diào)設(shè)備與系統(tǒng)方向的技術(shù)發(fā)展也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。家庭一體化冷熱解決方案得以進(jìn)一步發(fā)展和完善，二聯(lián)供和三聯(lián)供設(shè)備得到更為廣泛的市場(chǎng)認(rèn)可，應(yīng)用量逐年提升。基于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和AI的設(shè)備優(yōu)化調(diào)控技術(shù)快速普及，中小型空調(diào)設(shè)備與系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)季節(jié)性能提升明顯，室內(nèi)機(jī)(末端)功能進(jìn)一步豐富。制冷劑替代影響深遠(yuǎn)，我國(guó)企業(yè)積極開展了新型制冷劑應(yīng)用技術(shù)研發(fā)。展望未來(lái)，中國(guó)制冷空調(diào)行業(yè)面向《基加利修正案》履約和碳中和的技術(shù)路線設(shè)計(jì)還需進(jìn)一步加強(qiáng)。　　

　　（本節(jié)作者：清華大學(xué) 王寶龍長(zhǎng)聘副教授、博士生趙子豪，南京航空航天大學(xué) 張朋磊副教授）