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

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

    隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對(duì)居住居住和工作環(huán)境的要求越來越高，居住環(huán)境的改善相應(yīng)地帶動(dòng)住宅中央空調(diào)行業(yè)的快速發(fā)展。2001年住宅中央空調(diào)市場(chǎng)需求量在10萬(wàn)套左右，產(chǎn)值達(dá)40億元人民幣。據(jù)權(quán)威人士預(yù)計(jì)，到2006年，住宅中央空調(diào)將占據(jù)10％的家用空調(diào)市場(chǎng)。

    1. 住宅中央空調(diào)方式

    目前住宅中央空調(diào)常用的有以下幾種方式：戶式中央空調(diào)、多聯(lián)機(jī)和小區(qū)集中供冷供熱。

    1.1 戶式中央空調(diào)

    戶式中央空調(diào)的形式很多，目前市場(chǎng)上常用的有兩種：①一臺(tái)小型空氣－水熱泵室外機(jī)，帶幾臺(tái)室內(nèi)盤管。盤管數(shù)量根據(jù)房間的多少而定。盤管的形式根據(jù)個(gè)人喜好和裝修要求，能夠很好滿足個(gè)性化的要求，可以很好地解決新風(fēng)問題。該機(jī)型和大型風(fēng)冷熱泵原理基本一致，技術(shù)相對(duì)比較成熟，而且結(jié)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?jī)?nèi)置，增加輔助電加熱，控制上也有多種形式供用戶選擇，很多產(chǎn)品都采用PLC（可編程控制器）控制，用戶只需在技術(shù)人員的指導(dǎo)下將一些參數(shù)設(shè)定好，機(jī)組運(yùn)行，能量調(diào)節(jié)和自我保護(hù)均可通過電腦自行控制，非常方便，還可以通過電話或電腦網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制。由于該形式系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，所以目前在國(guó)內(nèi)用得很普遍。其缺點(diǎn)是容易滴水霉變，冬季運(yùn)行的可靠性還需提高。②小型空氣－空氣熱泵，室外機(jī)內(nèi)置壓縮機(jī)、冷凝器和各種輔助配件，室內(nèi)機(jī)內(nèi)置蒸發(fā)器和膨脹閥。根據(jù)制冷量大小可以配一只或兩只膨脹閥，通過銅管將室內(nèi)、外機(jī)連接，室內(nèi)機(jī)接風(fēng)管將冷（熱）風(fēng)送到各個(gè)房間，所以又稱管道機(jī)。相對(duì)于其它形式的家用中央空調(diào)，管道機(jī)初投資較少，若引入新風(fēng)，其空氣品質(zhì)將得到較大改善。空氣－空氣熱泵工作穩(wěn)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(fèi)能源。該形式在美國(guó)用得比較多。

    另外還有燃?xì)饪照{(diào)，太陽(yáng)能空調(diào)，地溫空調(diào)，水源熱泵等多種形式，由于種種原因，使用得還不多，但隨著能源結(jié)構(gòu)的改善，國(guó)家能源政策的調(diào)整，這些形式的家用中央空調(diào)也會(huì)走進(jìn)千家萬(wàn)戶。

    1.2 多聯(lián)機(jī)

    多聯(lián)式變冷媒量熱泵空調(diào)系統(tǒng)，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(jī)由室外側(cè)換熱器、壓縮機(jī)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(jī)組成。該形式由于采用磁阻式直流電機(jī)、渦旋式壓縮機(jī)、直流風(fēng)機(jī)電機(jī)及PAM脈沖振幅調(diào)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?qū)崿F(xiàn)變頻控制，所以能節(jié)能能源，特別是部分負(fù)荷下節(jié)能明顯。多聯(lián)式系統(tǒng)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選擇，能夠很好地配合室內(nèi)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(fù)雜。該形式在日本使用得比較多，由于價(jià)格較高，在國(guó)內(nèi)只有部分中高收入家庭使用。

    1.3 小區(qū)集中中央空調(diào)

    小區(qū)集中中央空調(diào)近年來發(fā)展較快，由于存在如下問題：工程投資較多，系統(tǒng)維護(hù)較麻煩，分戶計(jì)費(fèi)難以公平，系統(tǒng)同時(shí)利用系數(shù)低導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行成本過高等等，房地產(chǎn)商一般不愿意搞小區(qū)集中中央空調(diào)，所以小區(qū)集中空調(diào)使用得并不多。但隨著中央空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，小區(qū)集中空調(diào)也將走向成熟，為住宅中央空調(diào)提供更多的選擇。

    2. 住宅中央空調(diào)發(fā)展方向

    2.1 改善室內(nèi)空氣品質(zhì)IAQ

    隨著人們環(huán)保和健康意識(shí)的增強(qiáng)，人們開始重視自己生活和工作環(huán)境的空氣品質(zhì)了，而且國(guó)家也制訂了相應(yīng)的法規(guī)，對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)作了嚴(yán)格的規(guī)定。因此住宅中央空調(diào)要順應(yīng)人們的這種要求，不僅改善室內(nèi)空氣的溫濕度，還能明顯改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。

    室內(nèi)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(fù)雜的問題[1，2]，它是指人體的主觀感覺，同一個(gè)人在不同的狀態(tài)感覺會(huì)不一樣，比如工作性質(zhì)，衣著情況，溫度，相對(duì)濕度，風(fēng)速，噪聲等，都會(huì)影響人體熱舒適性指標(biāo)。我們要使人體感到舒適，只有通過先進(jìn)的傳感技術(shù)，根據(jù)人體的活動(dòng)量（人體代謝率），衣服熱阻，調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速、輻射量等。由于相關(guān)的專業(yè)協(xié)會(huì)沒有建立相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法，所以實(shí)際操作還比較困難。健康我們追求的目標(biāo)之一，現(xiàn)在很多家庭裝修都大量采用建筑復(fù)合材料、石材、粘接劑等，這些物質(zhì)在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)（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)部門對(duì)該市使用一年以上的商品房進(jìn)行了抽查，抽查結(jié)果是甲醛嚴(yán)重超標(biāo)，平均達(dá)到 0.2g/m3空氣（國(guó)標(biāo)是0.08g/m3空氣），平均合格率僅0.16%，不足0.2%.如果房間內(nèi)沒有通風(fēng)換氣裝置及時(shí)將這些物質(zhì)排出或補(bǔ)充新鮮空氣的話，這些物質(zhì)會(huì)對(duì)人體造成很大危害[3， 4].現(xiàn)在很多廠家和研究機(jī)構(gòu)正在研究采用過濾網(wǎng)，靜電除塵，用活性碳或光催化過濾器去除室內(nèi)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(nèi)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(diào)結(jié)合使用及其效果怎樣，都值得廠家和學(xué)者去重點(diǎn)研究。同時(shí)也是現(xiàn)代住宅中央空調(diào)的發(fā)展方向之一。

    2.2 提高住宅中央空調(diào)的性價(jià)比

    由于住宅中央空調(diào)絕大部分是采用風(fēng)冷，所以機(jī)組性能系數(shù)（COP）較低。因此要想提高主機(jī)性能，主要提高機(jī)組的COP值，首先是提高壓縮機(jī)性能，采用高效變頻壓縮機(jī)，提高壓縮機(jī)加工和裝配精度，對(duì)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)等；其次要提高換熱器的換熱效率，采用新材料（比如用內(nèi)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(jié)構(gòu)（比如銅管翅片布置排列方式）；還要改進(jìn)風(fēng)機(jī)、水泵結(jié)構(gòu)（比如采用雙速風(fēng)機(jī)，在冬季啟動(dòng)高速，大風(fēng)量，增強(qiáng)換熱效率，延長(zhǎng)結(jié)霜時(shí)間，減少除霜時(shí)間）；目前，還應(yīng)該完善機(jī)組性能系數(shù)的評(píng)價(jià)方法，僅采用的用某個(gè)工況下的COP值評(píng)價(jià)機(jī)組能耗是不夠的，很多專家都提出應(yīng)該用季節(jié)性供冷（供熱）性能系數(shù)來評(píng)價(jià)機(jī)組能耗。目前已有這方面的評(píng)價(jià)軟件，使用結(jié)果證明能很好地與實(shí)際吻合。

    住宅中央空調(diào)的主機(jī)性能不僅涉及主機(jī)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(jī)，系統(tǒng)安裝質(zhì)量很差，性能不能充分發(fā)揮，使主機(jī)性能大受影響。

    住宅中央空調(diào)的價(jià)格主要受壓縮機(jī)、換熱器、風(fēng)機(jī)和閥件影響。由于目前大部分住宅中央空調(diào)的壓縮機(jī)都是從國(guó)外進(jìn)口的，而它的價(jià)格占整個(gè)機(jī)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(diào)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。但隨著技術(shù)進(jìn)步，越來越多的部件被國(guó)產(chǎn)部件逐漸代替，相信住宅中央空調(diào)的性價(jià)比會(huì)越來越高。

    2.3 機(jī)組的穩(wěn)定性和可靠性

    由于住宅中央空調(diào)是給家庭使用，所以機(jī)組穩(wěn)定性要求非常高，很多國(guó)外品牌之所以大受歡迎，就是由于其穩(wěn)定性和可靠性比很多國(guó)產(chǎn)品牌高。由于中國(guó)各地區(qū)之間氣候差異很大，機(jī)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(jī)組除霜和各種保護(hù)頻繁動(dòng)作，嚴(yán)重影響空調(diào)的效果。在可靠性方面，雖然很多廠家都盡力提高機(jī)組可靠性，特別是對(duì)電氣自控，壓縮機(jī)的高、低壓，過載，過流，缺相等保護(hù)等方面進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，但離要求還有很大距離。另外，各種人為因素也會(huì)導(dǎo)致機(jī)組穩(wěn)定性和可靠性降低。

    2.4 機(jī)組維護(hù)的便捷性

    機(jī)組維護(hù)的便捷性是衡量技術(shù)成熟與否的標(biāo)志，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，很多產(chǎn)品增加機(jī)組自動(dòng)維護(hù)功能，故障自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)修復(fù)，自動(dòng)報(bào)警，故障內(nèi)容自動(dòng)顯示等。還可以通過網(wǎng)絡(luò)診斷故障，不管產(chǎn)品裝在世界哪個(gè)角落，通過互聯(lián)網(wǎng)，廠家可以清楚知道機(jī)組工作正常與否，并可指導(dǎo)用戶進(jìn)行簡(jiǎn)單維護(hù)，簡(jiǎn)單問題廠家只需一個(gè)電話就可解決問題。

    2.5 機(jī)組環(huán)保性

    環(huán)保是人類共同關(guān)心的話題，對(duì)于住宅中央空調(diào)來說，它包含降低機(jī)組噪聲，降低能源消耗，使用對(duì)人類無(wú)害，可回收，可再生的制冷劑等。

    2.6 提高智能化程度

    隨著電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，住宅中央空調(diào)的智能化程度已發(fā)展到一個(gè)新的高度。很多廠家和研究結(jié)構(gòu)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(yīng)用到住宅中央空調(diào)的前景和意義。有些技術(shù)已有產(chǎn)品實(shí)例，如圖1，是北京一家公司開發(fā)的融中央空調(diào)自動(dòng)控制、家電異地遙控，防盜，火災(zāi)，報(bào)警于一體的控制產(chǎn)品，非常適合家庭別墅的中央空調(diào)控制。

    3. 結(jié)論

    住宅中央空調(diào)目前主要有三種形式，即空氣－空氣管道機(jī)，空氣－水戶用機(jī)、多聯(lián)機(jī)和小區(qū)集中中央空調(diào)。三種形式各有利弊，未來住宅中央空調(diào)的發(fā)展方向是優(yōu)質(zhì)價(jià)廉、健康環(huán)保、性能穩(wěn)定，控制方便，高智能化。當(dāng)前阻礙中央空調(diào)機(jī)組進(jìn)入家庭主要矛盾是價(jià)格，運(yùn)行費(fèi)用和機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，但隨著技術(shù)的逐漸成熟，機(jī)組穩(wěn)定性逐步提高、價(jià)格和運(yùn)行費(fèi)用的降低，住宅中央空調(diào)將逐漸取代房間空調(diào)器，成為市場(chǎng)主流。

    參考文獻(xiàn)

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

    2. 范存養(yǎng)。 熱舒適評(píng)價(jià)指標(biāo)PWV及其實(shí)際應(yīng)用。 暖通空調(diào)， 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