2021年10月29日，在一年一度的中國家用電器技術(shù)大會(huì)上，空調(diào)專業(yè)技術(shù)分會(huì)現(xiàn)場(chǎng)氣氛熱烈。在全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境復(fù)雜多變、原材料漲價(jià)、需求低迷等多重因素疊加的背景下，與會(huì)代表圍繞后疫情時(shí)代空調(diào)舒適、節(jié)能、環(huán)保、降本等創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展方向展開討論。

會(huì)議主席：美的機(jī)電研究院副院長鄭立宇

多路徑提升產(chǎn)品舒適性

提升舒適性，是空調(diào)的系統(tǒng)性工程，需要企業(yè)從多個(gè)方向推進(jìn)。在此次空調(diào)專業(yè)技術(shù)分會(huì)上，TCL空調(diào)認(rèn)為，舒適的空調(diào)應(yīng)該同時(shí)具備熱舒適、聲舒適和空氣品質(zhì)好3個(gè)品質(zhì)。

在熱舒適方面，TCL空調(diào)家用研發(fā)中心總經(jīng)理熊軍表示，TCL應(yīng)用創(chuàng)新設(shè)計(jì)的模糊控制+PID控制方法，分別調(diào)控壓縮機(jī)運(yùn)行頻率和內(nèi)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升降，改變?cè)袉我粶囟饶繕?biāo)控制，同時(shí)精確調(diào)控溫度和濕度，最終實(shí)現(xiàn)溫度±0.5℃、濕度±3%的雙目標(biāo)精確控制，營造更加舒適健康的室內(nèi)環(huán)境。

奧克斯電氣股份有限公司研發(fā)中心系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師王小婷在“變頻空調(diào)器低風(fēng)擋升頻對(duì)用戶舒適性的影響”報(bào)告中指出：“針對(duì)熱舒適性，我們研究發(fā)現(xiàn)，在熱風(fēng)可以落地的情況下，通過升頻提高制熱量可以提高制熱效果；但在熱風(fēng)不落地時(shí)，升頻不利于用戶舒適性，不建議通過升頻手段改善舒適性。”

除霜時(shí)間也是影響空調(diào)熱舒適性的主要因素。“冬季運(yùn)行制熱時(shí)，當(dāng)室外換熱器溫度低于水的凝結(jié)點(diǎn)時(shí)，室外機(jī)換熱器表面會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜并累積，導(dǎo)致熱阻顯著增大，系統(tǒng)換熱表現(xiàn)惡化，影響用戶的熱舒適性。”海信家電研發(fā)中心制冷副主任工程師陳守海提出，“我們通過研究發(fā)現(xiàn)，在制熱轉(zhuǎn)制冷除霜和制冷除霜轉(zhuǎn)制熱的過程中，通過關(guān)閉電磁閥，壓縮機(jī)只能抽吸儲(chǔ)液器里的制冷劑，而冷凝器中的制冷劑還在持續(xù)地流向蒸發(fā)器，高低壓差得以快速減小。在相同壓差條件下，壓縮機(jī)頻率得以提高，降頻耗時(shí)縮短。該控制方案不需要壓縮機(jī)消耗大量時(shí)間降低至超低頻，可以大幅縮減除霜的時(shí)間。針對(duì)換熱器除霜，青島海爾智能技術(shù)研發(fā)有限公司項(xiàng)目經(jīng)理代傳民帶來了“換熱器分段除霜技術(shù)在多聯(lián)機(jī)中的應(yīng)用”的報(bào)告。他援引研究結(jié)果說，“我們將室外換熱器并聯(lián)分割，在除霜對(duì)象的換熱器前后配置電子膨脹閥，構(gòu)成了制冷劑回路。通過該結(jié)構(gòu)可以利用制冷劑的冷凝潛熱，以較少的制冷劑流量除霜，因此增加了向室內(nèi)供應(yīng)的制冷劑流量，進(jìn)而降低除霜時(shí)室內(nèi)溫度的波動(dòng)，大大提升用戶的體驗(yàn)。”

對(duì)于“聲舒適”，四川長虹空調(diào)研究院CAE仿真設(shè)計(jì)師鄧培生帶來了“空調(diào)管路振動(dòng)噪聲協(xié)同仿真研究及應(yīng)用”的研究成果，海信家電集團(tuán)股份有限公司振動(dòng)噪聲工程師孫義祥則帶來了“抗性消聲器在空調(diào)降噪中的應(yīng)用”的報(bào)告。其中，海信方面得出結(jié)論，擴(kuò)管式消音器廣泛應(yīng)用于空調(diào)分體機(jī)，通過頻譜測(cè)試和消音器選型計(jì)算，可有效地降低制熱工況下，從室外機(jī)傳遞至室內(nèi)機(jī)的噪聲，提高舒適性。然而，目前消音器設(shè)計(jì)基于進(jìn)出口無反射邊界條件，在實(shí)際的空調(diào)系統(tǒng)中，其邊界條件遠(yuǎn)比該簡化條件復(fù)雜，例如將壓機(jī)空腔看成聲學(xué)元件時(shí)，壓縮機(jī)和消音器相當(dāng)于串聯(lián)，它們之間的配管長度將影響消音器的傳遞損失。

管路系統(tǒng)是空調(diào)產(chǎn)品的核心，也是振動(dòng)噪聲的主要來源，空調(diào)的管路設(shè)計(jì)直接影響整機(jī)的振動(dòng)噪聲水平，通過管路設(shè)計(jì)可以很好地改善產(chǎn)品的振動(dòng)噪聲問題。美的中央研究院先行研究工程師梁杰存帶來了“多頻復(fù)雜激勵(lì)下的空調(diào)管路優(yōu)化方法”，研究提出了一種適用于復(fù)雜多頻載荷激勵(lì)的壓縮機(jī)-管路高效的優(yōu)化設(shè)計(jì)仿真分析方法，計(jì)算效率提升90%。

技術(shù)創(chuàng)新促產(chǎn)業(yè)升級(jí)

在此次空調(diào)專業(yè)技術(shù)分會(huì)上，除了舒適性，包括壓縮機(jī)、散熱器、電子器件、制造設(shè)備等空調(diào)其他技術(shù)的創(chuàng)新也有目共睹。

作為空調(diào)的核心零部件，壓縮機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新對(duì)于空調(diào)整體技術(shù)性能提升起到關(guān)鍵的作用。上海海立電器有限公司研發(fā)工程師張利，基于彈性流體動(dòng)力潤滑理論的葉片活塞潤滑特性研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，葉片活塞之間的潤滑狀態(tài)以邊界潤滑為主；而當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，葉片活塞之間的潤滑狀態(tài)為混合潤滑，需要考慮潤滑油膜產(chǎn)生的流體壓力帶來的影響。

高速化作為壓縮機(jī)的底層技術(shù)，對(duì)壓縮機(jī)的高效、成本、小型化都能帶來一定的貢獻(xiàn)，是未來壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的重要方向，GMCC已率先在此方面展開研究。GMCC&Welling旋轉(zhuǎn)產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)理王毅強(qiáng)在“高轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究”報(bào)告中介紹說，“我們推出的高轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)采用轉(zhuǎn)子不均勻切邊設(shè)計(jì)、高性能磁性材料設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)子極冠狹縫設(shè)計(jì)、定子模態(tài)避型避頻設(shè)計(jì)、大氣隙設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，可應(yīng)用洗碗機(jī)、熱風(fēng)機(jī)、干衣機(jī)等對(duì)空間、重量要求高的系統(tǒng)中，可以滿足家電的更加高效和小型化的發(fā)展需求。”

散熱器也是影響空調(diào)性能關(guān)鍵零部件。西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院制冷與低溫工程系教授晏鋼在研究翅片換熱器對(duì)于熱泵式空調(diào)的性能影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，改善空氣側(cè)換熱性能是提高翅片管換熱效率的關(guān)鍵，具體的方法有翅片開縫/打孔、采用縱向渦發(fā)生器等；改善制冷劑側(cè)換熱性能的方法主要包括為管內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和管內(nèi)插入物等方法，其中內(nèi)螺紋管和內(nèi)插紐帶已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。寧波奧克斯電氣股份有限公司研發(fā)中心工程師袁封明通過數(shù)值模擬，研究了空調(diào)多路換熱器中制冷劑分液不均的原因，采用田口方法分析分路體前的進(jìn)液管結(jié)構(gòu)對(duì)分液均勻性的影響因素。他的結(jié)果表明，從進(jìn)液管到制冷劑分路體入口的距離和進(jìn)液管的轉(zhuǎn)彎角度對(duì)制冷劑的分配有重大影響，而分路體的安裝角度和進(jìn)液管的相對(duì)位置對(duì)分配影響不大，并以此為基礎(chǔ)提出了新的進(jìn)液管優(yōu)化結(jié)構(gòu)以緩解制冷劑的分配不均。

作為第三代半導(dǎo)體的代表材料，碳化硅是制作高溫、高頻、大功率、高壓器件的理想材料之一。“碳化硅因其材料系統(tǒng)具有優(yōu)異功率特性指標(biāo)，可節(jié)約電源轉(zhuǎn)換損耗及增加系統(tǒng)功率密度，有助于白電產(chǎn)業(yè)升級(jí)。”廈門市三安集成電路有限公司技術(shù)中心技術(shù)總監(jiān)葉念慈在“第三代半導(dǎo)體功率器件助力白電產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新”的演講報(bào)告中指出。據(jù)他介紹，三安光電使用自產(chǎn)的第三代半導(dǎo)體器件，搭配應(yīng)用電路，可使PFC呈示出99%以上的轉(zhuǎn)換效率，半橋逆變可呈現(xiàn)出97%以上的轉(zhuǎn)換效率。家電PFC使用全碳化硅模塊，功耗降低了約45%；電機(jī)使用全碳化硅模塊，功耗可降低約70%，與驅(qū)動(dòng)IC一體化集成，實(shí)現(xiàn)小型化。

愛發(fā)科在提高空調(diào)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率方面有成熟的經(jīng)驗(yàn)。愛發(fā)科東方真空（成都）有限公司總工程師李健，隨著全球制造業(yè)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化、無人化要求越來越高，ULVAC成都研發(fā)制造了以自動(dòng)夾具、自動(dòng)物流、氣動(dòng)液壓技術(shù)，伺服控制技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、機(jī)器人及視覺技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)為核心技術(shù)的全自動(dòng)氦氣檢漏設(shè)備。在氦氣檢漏及充注設(shè)備上應(yīng)用新技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)無人化、智能化，進(jìn)而協(xié)助家電企業(yè)達(dá)成“提高產(chǎn)能、降低成本”的目標(biāo)。