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合肥通用职业技术学院毕业论文职 业 技 术 学 院毕 业 设 计 论 文题 目： 房 间 空 调 器 的 现 状 与 发 展 系 别： 机 械 工 程 系 专 业： 制 冷 与 冷 藏 技 术 学 制： 姓 名： 学 号： 指导教师： 二OO 九 年 四月十八 日12指导教师评语及成绩：指导教师： 200 年 月 日摘 要一直以来,环保和能源问题是世界关注的焦点,也成为影响家电业发展的关键因素,各种替代能源动力车的出现,为家用空调业提出了新的课题与挑战。现代家用业的发展成为人们生活的追求，特别是空调业成为人们的必用品。关键词家用空调 绿色空调 空调发展 现代市场目录摘要目录引言1第1章房间空调器的发展21.1我国房间空调器的发展21.1.1房间空调器的简介21.1.2房间空调器的发展31.1.3我国房间空调器的现状4第2章房间空调器的发展前景52.1房间空调器的发展前景52.2.1房间空调器的发展趋势52.2.2金融危机对房间空调器行业的影响6第3章房间空调器组件的发展前景73.1换热器的发展前景73.1.1换热器的概述73.1.2换热器翅片的选择83.1.3换热器翅片表面性能的改进93.2房间空调用压缩机的发展前景93.2.1旋转式压缩机93.2.2离心式压缩机10总结11参考文献12致谢13引 言在这次毕业论文的写作过程中我遇到了很多问题，也因为这些问题我明白了与同学朋友协作配合的重要性和乐趣。开始准备毕业论文时，总觉得很困难无从下手。后来和室友、朋友们一起讨论一起思考大家慢慢的明白了怎么去查文献、找资料怎么去写好一篇论文。在准备论文的过程中我们不断交流讨论，这不仅让我们很快的完成论文也更加深了我们的友情。我的毕业论文是关于房间空调器的现状与发展，它应该是和我们日常生活联系最紧密的了。随着时代的发展，制冷与空调行业已经成为衡量一个社会经济实力、科技水平与人民生活质量的重要标志之一，制冷技术在工业、农业、科学技术及国防等领域具有越来越重要的作用。作为大众化的家用电器房间空调器给我们的生活带来了很多便利，但同样不可避免的也会出现一些弊端，如空气质量低、耗电量大、热气排量大等。通过对一些文献资料的查找我发现一个为了解决空调弊端而出现的新名词“绿色空调”。 即是遵循人类的可持续的要求，通过不断智能化的设备和综合技术对空气进行调节，从而使空气的温度、相对湿度、气流速度、洁净度和品质度符合人们的生产科研及生活要求。因此，研究、开发、实践制冷与空调行业的新技术，以适应我国“节能优先”的能源战略的发展要求以及“资源持续利用、环境不断改善”的社会发展目标，也是未来房间空调器发展的方向。第1章房间空调器的发展1.1 我国房间空调器的发展1.1.1房间空调器的简介空调器的类型和特点：小型整体式（如窗式和移动式）和分体式空调器统称为房间空调器。我国标准规定，房间空调器的制冷量在9000W以下的，使用全封闭式压缩机和风冷式冷凝器，电源可以是单相，也可以是三相。它是局部式空调器中的一类，广泛用于家庭，办公室等场所，因此，又把他称为家用空调器。代号：房间空调器 K 、整体式C（窗式）、 冷风型L （代号可省略）、 热泵型 R 、电热型 D 、热泵辅助电热型 Rd 、分体式F、 冷风型L （代号可省略）、 热泵型R 、电热型 D 、热泵辅助电热型 Rd； 室内机组： 吊顶式 D 、挂壁式 G、 落地式 L、 嵌入式 Q 、台式 T ；室外机组： W 在低于-5的室外环境下，热泵型空调器不再适用，而必须用电热型空调器制热。房间空调器的使用环境： 空调器最高工作温度限制在43以下，热泵式空调器的最低工作环境温度为5。这是因为空调器的压缩机和电动机封闭在同一个壳体里，电动机的绝缘温度等级决定了对压缩机最高环境温度的限制。如果环境温度过高，则压缩机工作时冷凝温度随之提高，使压缩机排气温度过热，造成压缩机超负荷工作，使过载保护器切断电源而停机。另外，电动机的绝缘因承受不了过高温度而遭破坏，甚至使电动机烧毁。对于热泵式空调器，如果环境温度过低，其蒸发器里的制冷剂得不到充分的蒸发，被吸入压缩机，产生液击事故，并导致机件磨损和老化。对于电热式空调器，冬季工况下，压缩机不工作，只有电热器在工作，因此对最低环境温度无严格限制。对于热泵型和热泵辅助电热型空调器，若不带除霜装置，则其使用的最低环境温度为5，如果低于5，则在室外的蒸发器就要结冰霜，使气流受阻，空调器就不能正常工作。若带除霜装置，则使用的最低环境温度可以为-5。电源：可以是单相220V，也可以是三相380V。 一些工作电源为60赫兹的空调器，可以运行于50赫兹的电压下。但反之，禁止。 60赫兹下运转的二级电动机同步转速为3500，在50赫兹下运转降为2900。故随着电源频率下降，空调器的制冷量也同时减少，噪声也随之降低。国家标准规定名义制冷量的测试条件为：室内干球温度为27，湿球温度为19.5；室外干球温度为35，湿球温度为24。国家还规定，允许空调器的实际制冷量可比名义值低8%。空调器的性能系数（能效比）：性能系数，又叫能效比或制冷系数，它是指空调器制冷运行时，制冷量与所消耗总功率之比，其单位为W/W，即： ERR = 实际制冷量 / 实际消耗总功率 （W / W） = 铭牌制冷量 / 铭牌输入功率 （W / W） 性能系数的物理意义就是每消耗1W电能所能产生的冷量数，所以制冷系数高的空调器，产生同等冷量就比较省电。对空调器的噪音有一定的要求，一般要求低于60分贝。1.1.2房间空调器的发展我国对家用空调的研制是从窗式空调器开的始的。1965年，上海冰箱厂研制成功我国第一台三相电源的窗式空调器。1970年开始批量生产，但产量不大。1978年开始生产单向电源的空调器。当时空调器尚无国家或行业的统一标准，只有生产厂的标准。到1980年，生产厂家达到19家。1985年，中国家用空调的产量只有12万台，到1990年，也只达到24万台，家庭普及率仅0.25%。 1992年房地产开发热，各地大量兴建各类建筑，在我国出现了空调前所未有的大热潮。中央空调应用有了迅速的发展，家用空调器销量迅速增加。 1990年以前，我国空调市场很大一部分是日美进口产品。例如，珠海格力电器的第一台空调器是1991年才生产出来的。1990年以后，大量企业开始引进国外资金与先进技术，合资、独资企业开始出现。整个引进期我国房间空调器的生产实现了两个转化，即实现了前期产品引进向后期技术引进的转化，为大量国产品的出现打下了基础；第二是实现了市场主要产品向国产化的转化，为我国房间空调器的大规模发展奠定了一定的基础。 据有关权威部门统计，中国国内的家用空调生产厂家已达400余家，生产能力超过2000万台。显然，普通房间空调器的供已远大于求。1998年4月，由机械部冷冻设备标准化委员会编辑出版了中国第一部制冷空调技术标准手册，该手册汇编了我国已颁布的制冷空调行业现行国家标准、行业标准193项。据统计，我国制冷空调产品的达标率已达90%。而且，我国制定标准的水平也由过去的行业平均先进，而进一步提高到参照、等效、甚至等同于国际标准（ISO）或国外先进标准（如美国的ARL、ASHRAE，日本的JIS，德国的DIN等）来制定我国的制冷与空调设备的技术标准，使标准水平尽可能与国妹或国外先进标准的水平相接近。全面采和国际和国外先进标准，产品紧跟国际尖端水平。1.1.3我国房间空调器的现状中国空调的发展可分为四个阶段：首先是风扇时代。，典型的特征是，功能仅限制于制冷制热，技术含量低；接下来是纯空调时代。这个时代的最显著的标志是空调成为真正意义上的空气调节器。不光调节空气的温度，对空气的舒适度也进行调节；随着政府对空调耗能标准提出要求，空调进入了超空调时代，其显著特点是空调不仅仅是空调，还能满足节能环保的要求；在以网络信息代表的21世纪，作为家电产品的空调器也必将随之步入网络信息时代。传统的房间空调器具有“开关”调节模式，不仅噪音和温度波动大，而且开关时对空调压缩机有很大损害。随着计算机技术、变频技术、智能控制技术的发展，人们摆脱了传统的定频定速空调器调节模式，开发出性能更为优良的变频变速空调器。近年来，家用空调器的生产厂家为了在激烈竞争的市场上站稳脚跟，在变频空调器上又附加了多种功能，如干燥防霉、智能抽湿、多重过滤、吸附异味、杀灭细菌、甲醛克星除臭、产生有利于健康的负离子、低温等离子消烟除尘、HEAP酶杀菌，还有光触媒和冷触媒等。这些附加功能极大地满足了人们对健康舒适的要求，也必将成为现阶段房间空调器大的发展趋势。我国家用空调发展情况：生产厂不断增加就生产规模和销售量而言，中国已成为与美国和日本并驾齐驱的空调大国，然而就的综合实力来讲，年轻的中国空调企业显然比美、日企业弱。这个弱首先体现在；迄今为止，在所有具备一点像样实力的中国空调企业中居然没有一个企业作出“全心全意为人类的室内空气环境服务”这样的定位。事实上，我们需要有作出如此定位并具各相应实力的两三家空调企业为中国空调产业领航，也只有这样，若干年后，中国才有可能出现能与美国的开利空调和日本的大金空调等世界空调业巨擘逐鹿世界空调市场的空调企业。 第2章 房间空调器的发展前景2.1房间空调器的发展前景2.1.1房间空调器的发展趋势由于这20年来空调业从无到有到规模巨大，在全盘吸收国外空调产品及技术的同时，难免因囫囵吞枣而消化不良，空调在给人们带来良好的热舒适的同时，又给人们制造了其它的不舒适和不利健康的因素。为什么会造成这种状况？ 传统观念认为：空气调节就是调节“四度”，即温度、相对湿度、流动速度和洁净度。 这样的空调概念在遇到70年代石油危机时，便把空调产业引入了歧途。空调能耗往往占到建筑能耗的50%以上，为降低空调能耗最简便的是减少新风吸入量。由于空调系统本身过滤手段粗糙，新的办公设备和建筑装饰材料层出不穷导致室内污染源增多，与新风量骤减等因素综合在一起，便导致了“病态建筑综合症”、“大楼并发症”、“多种化学过敏症”的产生，以致于长期生活工作在空调环境中的人们，经常会出现疲劳、头昏、鼻塞、口干、胸闷、眼痒、精神不佳等症状，甚至出现烦躁、抱怨多、爱发火、注意力不集中等行为上的改变。室内空气品质已逐渐战为室内环境的主要矛盾、成为投诉的焦点；也是世界关注空调业时的聚焦点，可以说：空调业面临着严峻挑战！ 传统空调概念是文明的产物，已进入信息时代且站在生态文明门槛上的人类，需要有一个与时代背景相抵消的全新空调概念，我们称它为“绿色空调”概念。所谓“绿色空调”即是遵循人类的可持续的要求，通过不断智能化的设备和综合技术对空气进行调节，从而使空气的温度、相对湿度、气流速度、洁净度和品质度符合人们的生产科研及生活要求。通俗地讲，就是“旧四度”（温度、相对湿度、气流速度、洁净度）+“新四度”（室内空气品质度、节能度、智能度、环保度）。而现代空调要符合人类可持续发展的要求，亟待应战有两个：一是降低能耗和采用CFCS等。以地球村作为思维视野，现代空调决不能只管室内环境的舒适，而无视给地球大不幸带来的危害。绿色空调概念中，故不能不包括节能与环保这两大主题，作为量化概念，我们提出了节能与环保度。 由于现代空调所要达到的目标已远不是单一的暖通空调专业所能实现的，只有利用综合技术多专业协同作战，才能实现。例如近年来在欧洲，受古代茅屋通透性好的启示，发展起来一处所谓活性建筑（Living breathing building），利用多孔透气的隔热材料作围护结构，其对改善室内空气品质和节约能耗都有良好效果。显然，这就不是单一的暖通空调专业人员所能完成的了。故在绿色空调概念中，必须在智能化这一技术背景下，加强对综合技术的运用。近年来人们经过研究发现生物添加剂对改善空调性能有良好作用。在空调器中加入一定量的添加剂后，在焓差实验室中对其进行性能测试。测试了它的制冷量、功率以及排气温度等性能参数，并与相同工况下未加入添加剂的测试结果进行对比分析。实验表明，加入不同剂量的生物型润滑油添加剂，换热器传热效果有所改善，空调系统的排气温度、功率降低，制冷量升高，COP平均增大 11.62达到了提高空调器性能和节能的目的。这对使用年限内的旧款空调器节能改造有促进作用。2.1.2金融危机对房间空调器行业的影响由于部分行业的从业人员受到经济危机的影响而发生下岗、降薪的情况，但是大部分消费者的日常生活却并没有受到经济危机的直接冲击，然而媒体对于此次全球经济危机影响的宣传让消费者的消费心态受到了影响从而发生了变化。诸多消费者在消费时呈现出能省则省以及等待商品降价的观望心态。经调查09冷年开盘以来，空调产品的零售量较去年同期有很大的下滑，除了国庆期间零售稍微有点起色，然后又归于平淡，即使周末的时候卖场里的人流仍然很冷清，很多消费者在卖场仍然以观望为主，成交量并不高，消费者抱着观望态度期望空调价格下调。据其统计，09冷年开盘后其所在区域的该连锁的空调销量较去年同期下降了8%-10%。但我们换个角度逆向思考和看待这次金融危机，其实，就像古人说的“福兮祸所依，祸兮福所藏”的道理一样，坏事里必定有“好事”，危机永远是与机遇同行的。站在企业个体角度来看，通过这次金融危机的洗礼，可以更进一步暴露自己企业作为独立个体在组织结构、企业文化等细节问题。“细节决定成败”，危机当前，逐一改善和解决出现的问题及不足，企业就会立于不败之地。相信经过这次危机的洗礼空调行业肯定会向着更成熟稳定的方向发展。第3章 房间空调器组件的发展前景3.1 换热器的发展前景3.1.1换热器的概述在空调工程中，空气的加热和冷却处理过程中大量用到的翅片管换热器采用盘管形式，不同翅片形式的换热器，其空气侧换热系数及阻力特性均有所差异。大量的实验发现：在获得好的热交换特性的同时，不可避免地造成了摩阻的增加。在给定的热交换器尺寸和风机运行曲线下，压力损失的提高必然造成空气流速的降低，并进而使空气与翅片壁面之间的传热温差降低。其次，空调工程中所使用的大部分换热器都是干、湿工况交替运行的，而不同翅片换热器在湿工况下的换热及阻力特性与干工况下相比，有很大差异。因此，如何正确选用翅片形式，对热交换器实际工作特性的影响不容忽视，最好的是在换热与阻力损失之间找到一种折衷的方案。弧形百叶窗翅片的最优，其次为矩形百叶窗型、皱纹板型、波纹板型。究其原因为，光直翅片中，连续稳定的粘性层流层妨碍了流体与翅片的换热；波纹翅片破坏了连续稳定的粘性层流层，所以换热系数增大了；而开缝式翅片，不仅破坏了连续稳定的粘性层流层，而且大大增加了流道中的紊流度，从而使换热系数进一步增大。方形百叶窗和弧形百叶窗均是在翅片上开翻边槽，以此强化气流扰动，增强换热。弧形百叶窗型翅片的开槽是沿着铜管外壁进行的，这样的好处是气流可以在百叶窗型翻边的诱导下更大面积的冲刷到管后部，即减小铜管后部的尾流区域，强化换热。百叶窗型的翅片可极大地改善热交换性能，特别是弧形百叶窗翅片可获得非常高的换热系数，几乎是波纹片的两倍。但引起的阻力损失也较大；影响大小与条缝高度有关。比如X1（开缝宽度为1mm）型翅片换热器，其换热特性与其他高度的相比并无明显提高，但阻力特性增长却比较明显，因此，百叶窗条缝高度应严格控制。3.1.2换热器翅片的选择热交换系数大的翅片能够在相同容积和造价下提高热交换器的热交换能力，但是阻力的增加在固定的风机运行曲线下会降低空气的流量。空气流量的降低有两方面的的不利因素：第一降低的空气流速会降低热交换系数；第二在表冷器中空气温度的提高，使相同起始温差下的LMTD降低。因此，设计人员应充分了解所选换热器的翅片形式，并根据使用场合不同区别对待。（1）在干工况下，尽量采用换热系数大的翅片形式，如开缝翅片，其中弧形百叶窗翅片形式换热特性更为突出；但由于开缝翅片的阻力较大，因此，在需要相同换热量时，尽量选用迎风面积较大的，而不是排数较大的，以充分利用增强型翅片的优点，而不增加它的风机功率；（2）在湿工况下，开缝翅片的阻力增加较多，系统风量会减少，此时，可考虑采用波纹形翅片换热器，且翅片间距不宜太小；（3）当翅片换热器需要在干、湿工况下交替运行时，可在翅片表面添加亲水性镀膜，它对换热性能影响极小，但可极大地降低湿工况下空气流动阻力，对百叶翅片的效果更佳。在此情况下，可尽量采用百叶型翅片。（4）尽量选用小管径的翅片换热器，其换热特性和阻力特性较大管径的均有所改善。（5）新风机组和风机盘管换热器采用不同的翅片形式，如可用新风负担室内全部湿负荷，换热器采用波纹片的；而风机盘管采用开缝翅片，完全在干工况下工作。3.1.3换热器翅片表面性能的改进铝翅片换热器在使用中存在如下问题：首先，铝翅片工作在干湿交替的环境中，其表面会形成Al2O3H2O氧化层粉末，带来机器寿命减少和环境污染两方面的问题；此外，湿工况作业时，空气中的水分冷凝，附着在翅片上形成“水桥”，导致风阻增加，能耗加大。表面涂膜处理是解决问题的有效方法，空调热交换器表面涂膜处理技术是九十年代发展起来的新技术，主要进行耐蚀性涂膜处理和亲水性涂膜处理。进行翅片表面涂膜处理后，空气侧的阻力特性会得到极大改观。采用亲水涂层翅片后，湿工况下的压降降低到原来的4050；且空气侧的热传递系数增加了23个百分点。，对波纹片、开缝片和百叶片三种翅片形式，在2.5m/s迎面风速时，带亲水涂覆层时的湿工况和干工况下的压降比均为1.2。即对湿盘管，在百叶翅片和波纹翅片上采用亲水涂覆层，当迎面风速为2.5m/s时，可使湿工况下压降损失分别降低45和15。因此，涂覆层对百叶翅片的影响要比对波纹翅片的影响大。3.2房间空调用压缩机的发展前景3.2.1旋转式压缩机 旋转式压缩机的电机无需将转子的旋转运动转换为活塞的往复运动,是直接带动旋转活塞作旋转运动来完成对制冷剂蒸气的压缩。这种压缩机更适合于小型比其它类型的压缩机有较明显的优势,所以它得到了推广应用。如国产上菱BCD-180W、阿里斯顿BCD220W等电冰箱都采用了旋转式压缩机。尤其在家用空调器上的应用就更为普遍,从发展的趋势看旋转式压缩机今后有可能成为市场的主导产品。 经多年的技术改造,旋转式压缩机,由于不存在刚刚启动后的峰值,所以,只要有稳定运所需的转矩即可,因此可以实现电动机的小型化,这也是它今后发展优势所在。 旋转式压缩机则是一种新型的产品,特别是在空调器上的应用更为广泛,必将成为制冷产业的主导产品。3.2.2离心式压缩机1.离心式压缩机的优点离心式制冷压缩机作为一种速度型压缩机，具有以下优点：（1）在相同冷量的情况下，特别在大容量时，与螺杆压缩机组相比，省去了庞大的油分装置，机组的重量及尺寸较小，占地面积小；（2）离心式压缩机结构简单紧凑，运动件少，工作可靠，经久耐用，运行费用低；（3）容易实现多级压缩和多种蒸发温度，容易实现中间冷却，使得耗功较低；（4）离心机组中混入的润滑油极少，对换热器的传热效果影响较小，机组具有较高的效率。2.离心式制冷压缩机的应用状况及趋势。目前国内离心式冷水机组的大部分市场主要由欧日美一些制冷企业所占据。比较有名的企业如特灵、开利、约克、麦克维尔、AXIMA（原苏尔寿）、荏原、三菱等依靠先进的技术及良好工艺主导离心冷水机组市场。国内企业主要为重庆通用，早期引进NREC的技术来开发离心式制冷机。随着社会的发展，用户需要的冷量越来越高，另外由于节能的要求使得离心机组具有越来越广的市场。随着能源的形式日趋紧张，节能降耗是产品发展的一大趋势。另外由于中国城镇化水平的不断提高，建筑能耗不断增加。具有最高性能系数的离心冷水机组无疑将成为市场的热点，近年来离心冷水机组的销量不断提高。国内大部分开发离心冷水机组的企业只是购买进口压缩机，基本上没什么利润。国外离心机厂家不会轻易出让自己的核心技术，要想研制离心式制冷压缩机，只有走自主开发的道路。随着设计及制造技术的不断成熟，使得国产离心式制冷压缩机的研制成为可能。上世纪50年代，我国科学家吴仲华教授提出叶轮机械三元流理论，奠定了三元流设计的理论基础。国外一些大公司如NREC等据此理论开发出离心式叶轮机械的设计及加工软件。我国的科学家及科技工作者也进行了大量的卓有成效的研究，对离心式压缩机的设计及加工进行了深入的研究，并形成了一系列的研究成果，与国外相比，毫不逊色。建议国内的制冷企业