从空调技术到空调发展..PPT课件.ppt

从空调技术到空调发展 一 空调起源及历史二 制冷剂发展史三 空调机组设计四 空调发展方向 主讲 吕鹏 1 空调起源及历史 2 什么是空调 空调即空气调节 是指用人工手段 对建筑 构筑物内环境空气的温度 湿度 洁净度 速度等参数进行调节和控制的过程 3 空调起源 公元前1000年左右 波斯人已发明一种古式的空气调节系统 利用装置于屋顶的风杆 以外面的自然风穿过凉水并吹入室内 令室内的人感到凉快 19世纪 英国科学家及发明家麦可 法拉第 MichaelFaraday 发现压缩及液化某种气体可以将空气冷冻 1842年 佛罗里达州医生约翰 哥里 JohnGorrie 以压缩技术制造出冰块 并使用作冷冻空气以吹向疟疾与黄热病的病人 哥里在1851年为其制冰机取得美国专利 8080 当哥里及其生意伙伴在1855年去世后 空气调节的意念亦随之消失 4 空调历史 1901年 美国的威利斯 开利 WillisH Carrier 博士在美国建立了世界上第一所空调试验研究室 1902年7月17日开利博士为美国纽约布鲁克林的一家印刷厂设计了世界公认的第一套科学空调系统 空调行业将这项发明视为空调业诞生的标志 1906年 开利博士获得了 空气处理装置 的专利权 这是世界上第一台喷水室 它可以加湿或干燥空气 1911年12月 开利博士得出了空气干球 湿球和露点温度间的关系 以及空气显热 潜热和比焓值间关系的计算公式 绘制了湿空气焓湿图 成为空调行业最基本的理论 它是空气调节史上的一个重要里程碑 5 空调历史 1921年 开利博士还发明了世界上第一台离心式冷水机组 如今该机组陈列于华盛顿国立博物馆 1924年 他成功地将空调从单一的工业使用而同时运用于民用上 1928年 他开发了第一台家用空调 Weathermaker 安装在明尼苏达州的明尼阿波利斯 1937年 开利博士又发明了空气一水系统的诱导器装置 是目前常见的风机盘管的前身 个人拥有超过80项发明专利的开利博士 以其一生在空调科技方面的卓越成就 被誉为 空调之父 他的名字更被列入美国国家伟大发明家纪念馆 与爱迪生 贝尔等杰出发明家齐名 备受世人景仰 6 空调历史 与开利博士同时期另一位对空调发展史产生一定影响的人物是美国工程师克勒谋 StuartW Cramer 1904年身为纺织工程师的克勒谋负责设计和安装了美国南部约1 3纺织厂的空调系统 系统开始采用集中处理空气的喷水室 装置了洁净空气的过滤设备 共包括60项专利 都达到了能够调节空气的温度 湿度和使空气具有一定的流动速度及洁净程度的要求 克勒谋先生于1906年5月在一次美国棉业协会 AC MA AmericanCottonManufacturersAssociation 的会议上正式提出了 空气调节 AirConditioning 术语 从而为空气调节命名 7 空调历史 舒适空调的发展 远远迟于工业空调 第一座空调电影院是在芝加哥 1911年 纽约空调电影院则是第一座真正可以调节空气各种性能的电影院 自1925年到1931年 估计美国约有400家电影院和剧场配备了舒适空调 1938年 华盛顿市府大厦配备了当时最大的空调装置 20930kW 1946年美国空调列车的数量已增至1 3万辆 空调大客车共计有3500辆左右采用空调 1946年以后 舒适空调才进入住宅 私人小汽车的空调大规模地实现 8 空调历史 20世纪60年代 新型的燃气空调在日本出现了 燃气空调是以燃气为能源的空调设备 制冷工质为溴化锂的水溶液 价格低廉且无公害 最为重要的是 大量使用燃气空调不仅有利于改善供电紧张状况 而且对于提高电力负载率 改善电力峰谷平衡率都有十分可观的效果 20世纪60年代末 日本从政府到民间一致推动燃气空调的发展 大约用了lO年的时间 燃气空调占据了日本中央空调市场的85 左右 韩国在研究了日本的经验之后 也推动了燃气空调的生产和应用 20世纪70年代后期 世界各国对太阳能利用的研究蓬勃发展 太阳能空调技术也随之出现 9 空调历史 80年代初期 变频空调技术在日本开始运用 1982年 日本生产了第一台交流变频空调 变频空调是在普通空调的基础上选用了变频专用压缩机 增加了变频控制系统的空调 90年代中期 太阳能空调技术获得了长足的进步 真空管集热器和溴化锂吸收式制冷机大量进入了市场 新式太阳能空调的实现方式主要有两种 一是先实现光电转换 再用电力驱动常规压缩式制冷机进行制冷 二是利用太阳的热能驱动进行制冷 当时后一种方式得到了广泛的应用 1998年 变频空调技术取得了重大突破 日本研制出了直流变频技术 直流变频空调性能比交流变频空调更加优异 从这以后 直流变频空调迅速成为现代空调的主流 10 空调历史 进入2000年之后 我国的空调行业也得到了快速发展 尤其是格力空调 2000年之后 格力各地经销公司的实力壮大 控制权也随之增强 与格力的 磨擦 多起来 2001年 格力先后在湖北和安徽清理了原有的经销商 2003年8月 格力开始主动对渠道动手术 2004年3月 格力电器脱离国美的销售渠道 2007年 用股权捆绑经销商 使得厂商利益将达到高度统一 2009年格力 热回收数码多联空调机组 G10低频控制技术 通过国家火炬计划 王者之尊高端柜式空调 通过国家重点新产品计划 采用自然环保工质R290 丙烷 研发高效节能空调器 通过国家商务部认定 11 空调历史 2010年格力 G10低频控制技术 热回收直流变频模块化多联机组 被认定为 国家火炬计划 直流变频多联热水机组 被认定国家重点新产品计划 2011年度 格力 高效节能型R410A直流变频压缩机 MR系列五种模式热回收模块机组 光电式太阳能直流变频空调机组 超高效节能空气源热泵热水器 四个项目被认定为 国家火炬计划 应用单相异步起动永磁同步电机的新型超高效定速压缩机 被认定为 国家重点新产品计划 2011年7月14日 全球首条碳氢制冷剂R290 俗称 丙烷 分体式空调示范生产线在珠海格力电器正式竣工 并顺利通过中德两国联合专家组的现场验收 达到 国际领先 水平 12 制冷剂发展史 13 制冷剂发展史 从历史上看 制冷剂的发展经历了三个阶段 第一阶段 从1830年至1930年 主要采用NH3 HC CO2 空气等作为制冷剂 有的有毒 有的可燃 有的效率很低 主要出于安全性的考虑 尽管使用了100年之久 当出现了CFC和HCFC制冷剂后 还是当机立断 实现了重大的第一次转轨 第二阶段 从1930年到1990年 主要用CFC和HCFC制冷剂 使用了60年后 发现这些制冷剂破坏臭氧层 出于环保的需要 不得不被迫实现第二次转轨 第三阶段 从1990年至今 进入以HFC制冷剂为主的时期 14 制冷剂发展史 90年代中期 R407C被认为可以成为R22的替代品 虽然其运转压力和温度都与R22相当 但要使系统维持与R22系统相匹配的效率就相当困难 虽然当时还未达到理想制冷剂的标准 但是R407C在欧洲还是得到了广泛接纳 目前在美国制冷剂的替代显得比较清晰 R407C从未受到空调制冷业的青睐 取而代之的是R410A 欧洲市场使用了R407C数年后 也终于转向了R410A R407C 410A具有较高的全球变暖潜能值 远非是理想替代品 目前德国和欧盟某些国家的公司正在宣传使用天然工质氨 R290或CO2 15 2020 2 5 16 空调机组设计 17 空调机组设计 18 空调机组设计 制冷原理 制冷原理与装置 蒸汽压缩式制冷 液体的沸腾温度 饱和温度 随液体所处的压力而变化 压力越低液体的饱和温度也越低 压缩机设计选型 制冷压缩机 工程热力学 流体力学 容积型 活塞式 转子式 涡旋式 螺杆式速度型 离心式两器设计选型 制冷装置 工程热力学 传热学 两器是指蒸发器和冷凝器 风冷型 翅片换热器 丝管换热器 蒸发冷水冷型 套管换热器 壳管换热器 板式换热器 同轴换热器管路阀件设计选型 流体力学 工程热力学 管路阀件主要包括 干燥过滤器 膨胀阀 电磁阀 角阀 视液镜 四通阀 单向阀等 19 空调机组设计 风机水泵设计选型 泵与风机 流体力学 风机主要应用于风冷机组 强制空气对流换热 水泵主要应用于水冷机组 把冷 热量输送到末端换热器 电路设计 电工学 主要是对压缩机的控制 合理的电器元件选型及电路连接布局 保证压缩机能够稳定的工作 自控系统设计 制冷装置自动化 通过合理的设置各监控点 对制冷系统进行监控及预防报警 实现机组的自动化控制 图纸设计 机械制图 二 三维制图 把数字型的资料变成图形化的图纸 方便加工生产 结构设计分析 理论力学 材料力学 从机组材料上进行分析以及整体结构上进行受力分析 保证机组材料以及整体结构的稳定性 20 空调机组设计 工业化设计 视觉传达设计 人机工程学 产品形态设计 工业设计方法学 前面这些只能保证能够把机组设计制作出来 至于是否能够更加符合市场就需要工业化设计了 从各个方面重新对产品进行包装设计 更加人性化 市场化 美化 使得产品升级到艺术品 更加的完美 仿真模拟 CFD FloEFD Fluent 有限元分析 仿真模拟是随着计算机的快速发展而出现的更为先进的设计工具 它把研发设计阶段推向了更高的阶段 从而实现了产品设计的数字化 通过三维建模以及各种仿真模拟软件在产品研发设计阶段就能分析各项性能数值 不必进行大量样机的制作 节省的开发费用 而且提高了研发速度 21 空调发展方向 22 更加智能化 智能化是任何家电的必由之路 当互联网强大到足以覆盖任何产品的时候 家电不可能作为智能化的死角存在 这其中当然包括空调 互联网最有价值的不是自己在产生很多新东西 而是对已有行业的潜力再次挖掘 用互联网的思维去重新提升传统行业 市场的活力在于技术竞赛中 产品不断地向更高的形态跃进 目前 空调业也一样 当变频技术日趋成熟 空调业需要考虑 后变频时代如何焕发市场新的活力 23 冰箱 空调等家电产品都开始玩起了 智能 不论是一线空调企业 还是二三线企业 均推出了了智能空调产品 手机里安装个APP 就可以通过手机跟空调 对话 人还没到家 就可以打开空调 空调有了故障 还可以远程诊断 而在智能空调领域 一线企业已经开始玩起了 服务 美的推出空调 空气净化器新品 启动 空气智慧管家 战略 美的空调也从 空调制造商 转型为 空气服务商 更加智能化 24 从制造商 向服务商转变 海尔空调则变得更加彻底 在海尔空调产业2015冷年中 不再是卖空调 而是提供一套基于室内空气净化 调节的产品解决方案 海尔想通过空气盒子来做为一个切入点 进而布局家庭互联网 除了和空调 空气净化器实现物物相连 为用户提供空气类贴心服务 手机 平板 电视甚至洗衣机 窗帘 微波炉都可以互相连接 形成一个完整的家庭网络中心 任何设备都可能是智能终端 更加智能化 25 海信 也在2012年提出了智能化发展方向 并在2013年和新浪微博推出了全球第一台互联网智能空调 在2014年 海信拉开了最彻底的智能化转型 除了家用空调和中央空调之外 还推出包括空气净化器 新风机 加湿器等一系列空气优化类产品 海信披露 具有智能 节能 健康 艺术化功能和特征的海信 苹果派A8 系列空调自上市以来 一直受到消费者的青睐 根据中怡康的数据 2014年 截止6月份 海信空调同比增长29 64 科龙空调同比增长16 15 更加智能化 26 太阳能行业再次爆发重大事件 一贯专注于家电领域的格力和美的高调推出太阳能空调 格力推出了首台自主研发的太阳能变频空调 美的两款1匹 1 5匹的太阳能变频空调也宣告面市 全球范围对于太阳能空调的研发主要集中在三个方面 一是太阳能光热技术 将热水作为空调制冷制热的冷媒介质 二是太阳能光伏蓄电技术 将太阳能光伏发电存储在蓄电池中 三是太阳能光伏发电与市电无缝对接技术 以太阳能与市电共同驱动空调的运转 此次格力和美的推出的太阳能变频空调均是采用的第三种方式 优先使用太阳能资源 在太阳能功率不足时 自动切入到家庭常用的市电模式 以保证空调的正常运转 太阳能相结合 27 格力光伏直驱变频离心机则将新能源太阳能与永磁同步变频离心机结合起来 可直接在不加任何DC DC稳压环节的情况下使用太阳能供电 与太阳能直流系统对接 还可将余电发给市网 并通过发用电一体化群控管理系统对系统进行智能化管理和调度 这就好比给永磁同步变频离心机这只 虎 插上了新能源的 翅膀 让离心机如虎添翼 更节能 更环保 在国家对光