家用空调的发展方向

王 晨

家用空调的发展方向

王 晨

王 晨 吴 鹏

沈阳师范大学

王晨、1963.1、高级工程师、工程硕士、研究方向为自动化控制，主要从事PLC方向的教学工作；吴鹏、1973、副教授、博士。

随着人们生活水平的不断提高和环境的变化，人们已经不再满足于单一的温度调节功能的空调机，而是转向具有更多功能、满足人们不同需要的家用空调机了。未来的家用空调机应当具有的功用有：温度、湿度、洁净度、换气自动控制，异味、过滤网堵塞报警提示，电机采用变频技术控制，控制系统具有物联网接口及相应的网络标准，是一种智慧型家用中央空调。

现状

改革开放以来，我国的经济发展速度令世界瞩目。特别是房地产行业发展，到2012年城镇人均住房面积已达32.7平方米，200平以上的别墅住宅越来越多。由此可见，人们的生活已经从温饱型向小康型、舒适型迈进。据“天拓咨询”网上的统计报道：2014年5月国内空调行业总产量1262.1万台，同比增长6.8％，5月空调行业内销增长16.6％，详见图1。

图1 2014年5月份空调内销量图

目前普通调温的家用空调已经普及了，人们为了节电或提高调温效果，使用当中关闭门窗，这样导致了室内的空气质量下降，严重的危害了人的健康，每年夏季、初冬季空调病的患者增多，如何改善室内的空气质量成为未来人们的最大的需求。从食品到物品，一直到今天的环境、雾霾问题，获得良好的空气已经是人们生活中非常重要的问题。

而我国90％为普通家用空调，且功能为温度调节，从使用率来看，小于20％，在北方地区甚至更低，人们为了获得良好的空气质量，不得不另外再购买其他的电器产品，如：家用空气净化器、加湿器、换气扇、新风机、负离子发生器，但是投资大效果不是很好，因为上述单一的产品仅仅是能满足单个房间的需要，要想达到理想的空气质量，就得在每个房间内安装相应的产品，需要更大的投资。据相关资料统计，美国的家庭拥有空调的为72％，其中小型中央空调所占比例为48％，由此可见小型中央空调的功效是显著的。

需求与功能

而家用中央空调的设计可采用多种送、回风、新风方式，能够根据房型的具体情况制定不同的净化方案，使居室内空气分布更合理，增强人体的舒适性，如图2家用中央空调功能原理图所示，其功能恰好可满足人们的需要、符合未来发展的要求。

温度、湿度自动调节

温度自动调节控制技术，对于家用空调来讲已经是成熟可靠的，为了节电目前采用了变频技术。但是多数的家用空调机没有湿度的调节功能，使得冬季、特别是北方地区室内干燥、湿度小于40％，人们会感觉气管、咽喉、皮肤不适，甚至产生人体静电现象出现。为此人们不得不另外购买加湿器以调节室内的湿度，但是效果不是很理想。如果在家用中央空调系统内集成一个自动加湿、除湿功能的单元产品，将会解决湿度的问题，且价格要较比单一功能的产品低。

新风、排风自动调节

新风、排风的作用是用来补充室内人们消耗的氧气，排除污浊的空气。在中央空调系统中是必不可缺的功能单元，自身构成了独立的控制调节系统，可定时为室内、外的空气进行交换。目前国内已经有生产单独的家用新风机，采用了室外新风与室内排风的热交换节能技术，排风热回收装置（全热和显热）的额定热回收效率不低于60％。将此集成在中央空调系统中实现定时控制补充新风，免去了人们每天开窗通风换气的麻烦，特别是冬季为了保持室内温度，人们减少了开窗的次数而导致的室内空气质量下降。在春秋换季时可以单独起用新风的功能，保证室内的空气质量，提高了空调的使用效率。

洁净度、异味报警提示

洁净度是反映室内空气中颗粒的多少的一项重要指标，也就是目前人们最关注的PM2.5指标，当然外部环境对室内的空气质量影响最大，但当人们在家中关闭门窗时，洁净度受到人体自身的皮肤代谢、衣物等产生的影响最大，漂浮在空气中的颗粒物和降落到地面及家具表面的灰尘对人们的健康。为此20年前就有了家用空气净化器产品，到目前三星公司已经发展到颗粒物洁净空气量（CADR值）超1000m3/h、高效过滤网A等级的高性能指标，完全满足家庭的需要。如果将原有的空调室内机换上净化器的话，不仅可以有效的解决净化空气的问题，还提高了空调的利用率，同时也节省了单独房间所增加的净化器的投资，大大减轻了人们清洁房间灰尘的劳动强度、提高了健康的环境水平。

异味报警是在回风道里设置一个异味传感器，通过控制系统判断、报警提示并打开排风机处理，还可以在净化风道中切换活性炭网吸附处理。

节能、环保

系统内的风机动力来源于电动机，电量的消耗多少取决于系统流动风量的大小，如果通过在房间内设置的人体感应传感器来判断是否有人，并将信号传给控制系统，由控制系统发出指令给变频器进行调节风机，或关闭无人房间的风机（进风口），从而达到理想的节能效果。

从环保角度来看，一种多功能的空调可以减少大量的单一功用的电器生产，间接的减少了原料、能源的消耗，保护了环境。

①、②. 房间回风口初效滤网③. 室内机组中效滤网④. 室内机组送风机⑤、⑥. 房间送风口风机⑦. 加湿、消毒装置⑧. 室内机换热器⑨. 新风入口电动阀门⑩. 新风口初效滤网⑾. 新风风机⑿. 室外机换热器⒀. 室外机压缩机图2 家用中央空调工作原理图

安装方便、美观

结构与普通的分体式空调机一样、分为室外机组和室内机，室外与室内相通的穿墙孔变大或另外增加一个新风机的进风孔，室内机的外型与传统的柜式机体积大小相近，安装在卧室以外的走廊或不影响美观、方便连接送/回风道的位置。送/回风管道采用专用的带保温软管及连接头、分支方便安装，预先布置在房间的顶部（如果有条件的话回风管道最好布置在房间的底部四周），通常是由装修、空调安装公司来做的，今后的建筑设计单位也会在设计时考虑的，因为这是未来民用建筑的发展方向。

具有物联网功能

在我国，工业和信息化部、发改委、科技部已将物联网列为重点战略发展领域，并组成了相关的标准工作组，并于2006年发布了相关的家用电器网络接口通讯协议国家标准。国外一些大公司也已经制订出了智能建筑、楼宇自动化的标准，并于2000年1月被ISO/TC205委员会（包括中国）列为国际标准。

如果家用中央空调具备物联网接口及相关的标准协议，那将会极大的方便使用者，人们可以在远程监视、控制空调中的温度，适时的控制对室内的消毒，回家前设定好室内的温湿度，回到家中就会立即感受到清洁的空气、舒适的温度。

结语

虽然随着我们生活水平的不断提高，对生活品质的不懈追求，多功能的家用中央空调在我国成为主流必将是一种未来发展趋势。但使其变为现实，尚需要空调行业不断地努力，更需要相关领域研究者互相学习和合作，并注重学科间的交叉和融合，产生学科“嫁接”成果—形成新的学术思路、方法和研究成果。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.01.072