空調(diào)器的研制和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目可行性報(bào)告

1、空調(diào)器的研制和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng) 目 可 行 性 報(bào) 告高效節(jié)能型“自然能”空調(diào)器的研制和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一、立項(xiàng)的背景和意義（一）立項(xiàng)背景：自空調(diào)發(fā)明以來(lái)的一個(gè)多世紀(jì)，人們一直沿襲傳統(tǒng)的空調(diào)方式，隨著人類(lèi)工業(yè)化的不斷推進(jìn)和人們生活質(zhì)量的不斷提高，空調(diào)已日益普及，但也帶來(lái)了一系列問(wèn)題，如：能耗過(guò)大、空調(diào)病、臭氧層破壞等。去年的sars危機(jī)更是對(duì)空調(diào)的應(yīng)用提出了一個(gè)非常嚴(yán)肅的課題，即空調(diào)的使用如何與人類(lèi)的健康要求相統(tǒng)一。在人類(lèi)越來(lái)越注重可持續(xù)發(fā)展的今天，空調(diào)正面臨著一系列的挑戰(zhàn)，比如空調(diào)的節(jié)能、能源（資源）的綜合利用、室內(nèi)空氣的品質(zhì)和舒適性、綠色工質(zhì)的應(yīng)用和環(huán)境保護(hù)、空調(diào)的成本與性能等等。針對(duì)上述問(wèn)題，世界范圍

2、內(nèi)有關(guān)高效、節(jié)能、環(huán)?？照{(diào)的研究正逐步興熱起來(lái)。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)公告，我國(guó)房間空調(diào)器年產(chǎn)量已達(dá)到2513萬(wàn)臺(tái)，特別是在人口密集的城市，造成熱島效應(yīng)加劇的諸多因素中，空調(diào)器的普及，是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。另外，在當(dāng)今國(guó)內(nèi)外大中城市，空調(diào)的耗電量占到了城市用電量的3040%，進(jìn)入高溫季節(jié)，空調(diào)用電量甚至占總用電量的50%，這是造成城市用電超負(fù)荷最直接的一個(gè)原因。正如某些能源專家驚嘆“空調(diào)負(fù)荷是電網(wǎng)里的癌癥，只有力推非電或少用電的節(jié)能空調(diào)，才能從根本上緩解使用空調(diào)造成的電力緊缺”。目前，我國(guó)電力資源非常緊缺，已有23個(gè)省市出現(xiàn)了“電荒”，其中浙江省電力緊缺位居全國(guó)之首。在這種嚴(yán)峻的缺電危機(jī)下，研制開(kāi)發(fā)

3、出一種不使用壓縮機(jī)，不使用cfc等化學(xué)制冷劑的低能耗降溫裝置，既能滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)要求，又能顯著減少空調(diào)運(yùn)行的能耗，這不僅是國(guó)家各級(jí)政府的呼吁，同時(shí)也是本課題組迫切需要研究的一項(xiàng)內(nèi)容。大氣中存在著各種自然的能量，其中“焓濕能”（psychrometric energy）就是一種普遍存在的可再生而且容易獲取的自然能量。所謂“焓濕能”，簡(jiǎn)單的說(shuō)，任何一股不飽和空氣均可將其等濕冷卻至接近露點(diǎn)溫度，也可將其等溫地飽和，這兩種狀態(tài)的能量差別即為“焓濕能”，本項(xiàng)目研制的“自然能”空調(diào)器就是充分利用這種空氣“焓濕能”的轉(zhuǎn)化來(lái)達(dá)到制冷的功效。其核心部件是熱質(zhì)交換芯“濕能芯”。(其基本原理和結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)第三部分)（

4、二）立項(xiàng)意義：傳統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)，它只是在一個(gè)相對(duì)密閉空間內(nèi)，對(duì)室內(nèi)空氣本身能量與溫度的調(diào)節(jié)，它不提供自然的新鮮空氣。所以使用傳統(tǒng)空調(diào)時(shí)，室內(nèi)空氣污濁、憋悶、空氣質(zhì)素低劣，耗電量大，這給人們身心健康造成了不少的傷害。本項(xiàng)目研制的“自然能”空調(diào)系列產(chǎn)品，它可在極低能耗條件下，既提供100%室外新鮮空氣，又能把不飽和空氣轉(zhuǎn)化為低溫、低焓而不變濕的空氣輸入室內(nèi)，這是目前國(guó)際上極力倡導(dǎo)的全新節(jié)能空調(diào)的新概念和新的空氣調(diào)節(jié)方式。它不追求對(duì)建筑物容積進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，而是將調(diào)節(jié)好的氣流直接輸送到人體或設(shè)施存在的范圍，它是以滿足人體舒適度及工藝要求為基本目標(biāo)，最大的特點(diǎn)是超級(jí)節(jié)電節(jié)能，并可大大減少能源浪費(fèi)和顯著降低

5、冷熱負(fù)荷。1、本項(xiàng)目的社會(huì)意義：、該“自然能”空調(diào)產(chǎn)品以水作為工作介質(zhì)，不使用氟里昂等化學(xué)物質(zhì)，避免破壞自然環(huán)境，有利于保護(hù)臭氧層。、該“自然能”空調(diào)產(chǎn)品的能效比eer可達(dá)12w/w以上,其效率為常規(guī)空調(diào)的58倍。以300m3/h風(fēng)量的“自然能”工位空調(diào)為例，其制冷量約為15001800w，其用電量?jī)H為60w就夠了，若1個(gè)房間以20m2計(jì)算，使用常規(guī)空調(diào)，需要11.5kw的用電量，可見(jiàn)常規(guī)空調(diào)的用電量為“自然能”工位空調(diào)的1625倍?？照{(diào)是造成夏季用電負(fù)荷緊張的主要原因，使用“自然能”空調(diào)，由于其用電負(fù)荷小，可大大緩解夏季用電緊張的局面。、該“自然能”空調(diào)采用水蒸氣間接蒸發(fā)式冷卻方式，既可以有

6、效地降溫，同時(shí)并不增加空氣濕度，保證了人體的舒適性。一般蒸氣壓縮式空調(diào)和直接蒸發(fā)式冷卻器的制冷溫度很難降到濕球溫度，而該“自然能”空調(diào)不但可以降到濕球溫度以下，而且還可以接近露點(diǎn)溫度，有效地節(jié)約和利用了資源。、該項(xiàng)目目前處于行業(yè)的熱點(diǎn)領(lǐng)域，國(guó)際上相關(guān)企業(yè)及機(jī)構(gòu)均在大力進(jìn)行類(lèi)似的研究和產(chǎn)業(yè)化，為了率先進(jìn)入市場(chǎng)并占領(lǐng)市場(chǎng)，該項(xiàng)目的研究就顯得尤為緊迫。2、本項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)意義：、該“自然能”空調(diào)產(chǎn)品的造價(jià)低于常規(guī)空調(diào)，用戶初投資小，其價(jià)格只略高于電風(fēng)扇。、該“自然能”空調(diào)極大的減少了消費(fèi)者用于空調(diào)的支出，其使用費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)空調(diào)。以全國(guó)每年3千萬(wàn)臺(tái)空調(diào)的產(chǎn)量計(jì)（按平均每臺(tái)電功率1kw計(jì)），如有10%的

7、空調(diào)即3百萬(wàn)臺(tái)改用“自然能”空調(diào)，按使用時(shí)間一年為1000小時(shí)計(jì)，將節(jié)約用電約28億度，節(jié)省價(jià)值約15億元。、該“自然能”空調(diào)按年產(chǎn)300萬(wàn)臺(tái)計(jì)，平均價(jià)格按每臺(tái)600元考慮，年產(chǎn)量將達(dá)18億元，按利稅30%考慮，利稅額將達(dá)5億元。二、項(xiàng)目主要研究開(kāi)發(fā)（產(chǎn)品開(kāi)發(fā)）內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵、創(chuàng)新方式（一）主要研究開(kāi)發(fā)內(nèi)容：1、“焓濕能”理論研究和空調(diào)熱濕負(fù)荷計(jì)算。對(duì)焓濕能的機(jī)理進(jìn)行全面地探索，分析焓濕能轉(zhuǎn)化規(guī)律；根據(jù)不同的氣候條件、不同的室內(nèi)環(huán)境要求，編制通用的計(jì)算軟件對(duì)焓濕能及熱濕負(fù)荷進(jìn)行系統(tǒng)的模擬和計(jì)算，為空調(diào)的整體設(shè)計(jì)提供數(shù)值依據(jù)。2、間接蒸發(fā)式熱質(zhì)交換的實(shí)驗(yàn)研究。針對(duì)熱質(zhì)交換的不同氣流組織方式，如逆

8、流、交叉流、混合流等，對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行設(shè)計(jì)和改裝；測(cè)量流動(dòng)過(guò)程的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)，計(jì)算不同流動(dòng)方式的熱質(zhì)交換量、焓濕能及其效率，探尋最有效的氣流組織方式。3、“濕能芯”的設(shè)計(jì)和性能研究。根據(jù)上述的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)濕能芯的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)；通過(guò)濕能芯的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、制冷量、焓濕能、耗水量等的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究，分析不同的進(jìn)口參數(shù)、不同的氣流組織方式、不同結(jié)構(gòu)和材料、不同的排風(fēng)/送風(fēng)配比對(duì)濕能芯效率、送風(fēng)品質(zhì)的影響，從而優(yōu)化濕能芯的設(shè)計(jì)、提高濕能芯的綜合性能。4、“自然能”空調(diào)裝置的設(shè)計(jì)與試制。根據(jù)室內(nèi)環(huán)境要求用自行開(kāi)發(fā)的軟件包計(jì)算熱濕負(fù)荷和冷量，設(shè)計(jì)送風(fēng)和回風(fēng)組織方式，確定裝置中電機(jī)、風(fēng)葉、濕能芯

9、與進(jìn)出風(fēng)量、制冷量的匹配關(guān)系，合理選擇濕能芯容量、風(fēng)機(jī)容量和補(bǔ)水量，最后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，制造樣機(jī)。5、“自然能”空調(diào)裝置的性能測(cè)試和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。利用空調(diào)焓差試驗(yàn)裝置，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行綜合性能測(cè)試，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法，參照家用空調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)和方法。測(cè)試后與蒸氣壓縮式空調(diào)、直接蒸發(fā)式冷卻器（空調(diào)扇）的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行比較，并加以改進(jìn)，最終開(kāi)發(fā)出高效節(jié)能型“自然能”空調(diào)的系列產(chǎn)品。（二）技術(shù)關(guān)鍵：本項(xiàng)目的技術(shù)關(guān)鍵就是濕能芯技術(shù)，濕能芯可以說(shuō)是“自然能”空調(diào)的心臟，它的效率高低決定了整個(gè)空調(diào)的能效比eer。濕能芯的氣流組織方式、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、材料的選擇、壽命的長(zhǎng)短、吸濕性和防腐性等等都是該技術(shù)的難點(diǎn)，也是本項(xiàng)目需要重

10、點(diǎn)解決的關(guān)鍵問(wèn)題。（三）創(chuàng)新主要方式：1、本項(xiàng)目目前在國(guó)內(nèi)尚屬開(kāi)創(chuàng)性研究，有望獲得創(chuàng)新性科研成果。2、該空調(diào)充分利用自然能量，以水為工質(zhì)，空氣做媒介，不使用壓縮機(jī)和氟里昂制冷劑，也不使用化學(xué)溶液，是綠色環(huán)保型空調(diào)產(chǎn)品。3、100%室外新鮮空氣輸入使室內(nèi)保持正壓，可忽略室內(nèi)潛熱負(fù)荷的影響，并可忽略從門(mén)窗縫隙漏入的熱量，從而節(jié)約冷量。4、高效節(jié)能，超級(jí)節(jié)電，季節(jié)性能效比eer值可達(dá)12以上，實(shí)現(xiàn)最大的制冷量，最低的運(yùn)行費(fèi)用。5、制冷送氣溫度可低于進(jìn)氣濕球溫度，接近了露點(diǎn)溫度。可把低溫、低焓而不加濕的舒適空氣送入室內(nèi)，徹底改變室內(nèi)空氣品質(zhì)。6、可與常規(guī)空調(diào)配合使用，在早晚期間及過(guò)渡季節(jié)可充分利用自然

11、風(fēng)冷卻室內(nèi)。7、體積小、重量輕、通風(fēng)量穩(wěn)定、低風(fēng)速、低噪音、低耗水量、使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易安裝、易維修。三、項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)（主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、應(yīng)用或產(chǎn)業(yè)化前景）（一）預(yù)期的主要技術(shù)指標(biāo)：預(yù)期的主要技術(shù)指標(biāo)如下：制冷量：4008000 w新風(fēng)量（可與回風(fēng)配比）：40100%送風(fēng)量：1506000 m3/h送風(fēng)溫度：1522 oc能效比eer：12 w/w（二）預(yù)期的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配部件少，易裝易拆易維修。若達(dá)到與常規(guī)空調(diào)同等制冷量，本產(chǎn)品的銷(xiāo)售價(jià)僅為常規(guī)空調(diào)的50%，而銷(xiāo)售利潤(rùn)率仍可控制在40%左右。若以全國(guó)每年3千萬(wàn)臺(tái)空調(diào)的產(chǎn)量計(jì)（按平均每臺(tái)電功率1kw計(jì)），如有10%的空

12、調(diào)即3百萬(wàn)臺(tái)改用“自然能”空調(diào)，按使用時(shí)間一年為1000小時(shí)計(jì)，將節(jié)約用電約28億度，價(jià)值約15億元人民幣。平均價(jià)格按每臺(tái)600元考慮，年產(chǎn)值將達(dá)18億，按利稅30%考慮，利稅額約為5.4億元。（三）“自然能”空調(diào)的應(yīng)用：1、若濕能芯僅與風(fēng)機(jī)配置為單機(jī)產(chǎn)品，如“自然能”工位空調(diào)器，主要適用于家庭、廚房、辦公室、醫(yī)院病房、娛樂(lè)場(chǎng)所、工業(yè)廠房等場(chǎng)所。2、若濕能芯與空氣凈化除濕裝置、電壓縮機(jī)、水源熱泵機(jī)組等設(shè)備配套則為復(fù)合型產(chǎn)品，主要應(yīng)用于大型建筑物、辦公樓、賓館、醫(yī)院、別墅等場(chǎng)所。還可應(yīng)用于化工、發(fā)電、能源、環(huán)保等諸多領(lǐng)域。（四）產(chǎn)業(yè)化前景：據(jù)英國(guó)bsria全球市場(chǎng)新聞?wù){(diào)查，中國(guó)現(xiàn)已是空調(diào)生產(chǎn)超級(jí)

13、大國(guó)。2003年全球空調(diào)總產(chǎn)量5000萬(wàn)套，中國(guó)空調(diào)產(chǎn)量就達(dá)2600萬(wàn)套，預(yù)計(jì)2005年中國(guó)房間小型空調(diào)器產(chǎn)值將上漲至73億美元，居世界第一。近幾年中國(guó)頒布新的建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，要求房間新風(fēng)量30m3/h/人，再加上大型空調(diào)機(jī)組價(jià)格昂貴，促使小型、低廉、節(jié)電的空調(diào)器呈快速增長(zhǎng)，年增長(zhǎng)率25%左右，顯示著廣闊的市場(chǎng)空間。1、超級(jí)節(jié)電是市場(chǎng)最大賣(mài)點(diǎn)。該產(chǎn)品用電部件主要來(lái)自風(fēng)機(jī)，濕能芯制冷不需要用電。房間內(nèi)使用本產(chǎn)品，耗電量3090w，制冷量4002000w，能效比eer均在12w/w以上，產(chǎn)品送風(fēng)口室內(nèi)外溫差能連續(xù)保持在811。另外，該產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)交直流電兩用，配用直流電機(jī)，能效比可達(dá)40w/w以上，配

14、蓄電池，在停電時(shí)能連續(xù)使用610小時(shí)。2、適用面廣，專業(yè)個(gè)性化強(qiáng)。該產(chǎn)品既不同于常規(guī)空調(diào)，又有別于市場(chǎng)上供應(yīng)的空調(diào)扇。它制冷不加濕又可輸入100%新鮮空氣，而空調(diào)扇以冰塊降溫，給室內(nèi)加濕，人體舒適性差?！白匀荒堋笨照{(diào)，以其獨(dú)特的性能和應(yīng)用范疇，可以滿足各類(lèi)消費(fèi)者的需求。例如：廚房工位空調(diào)器，由于廚房面積小，裝空調(diào)不合算，在燒飯炒菜時(shí)廚房?jī)?nèi)最?lèi)灍帷９の皇健白匀荒堋笨照{(diào)，它體積小，有任意安放的靈活性，既可提供較大風(fēng)量又能制冷，完全可解決廚房?jī)?nèi)悶熱的弊病。同時(shí)還可減少油煙對(duì)人體的污染。“自然能”空調(diào)的風(fēng)量和制冷量，以人為本，按需所取，也可因場(chǎng)所而異量體選型。風(fēng)量有150m3/h至6000m3/h以上

15、的產(chǎn)品，制冷量有400w至幾千瓦以上的產(chǎn)品，一個(gè)人能享用，廠房?jī)?nèi)數(shù)十人也可享用。懼怕驟冷驟熱、怕感冒的老年人、小孩、體弱多病者可用，辦公室、酒吧、餐飲店等娛樂(lè)場(chǎng)所也可以用。像歐洲一些國(guó)家，他們需要節(jié)能環(huán)保型空調(diào)，安裝時(shí)不要破壞建筑物，工位式“自然能”空調(diào)正是符合這樣需求的最好產(chǎn)品。3、制造成本小，銷(xiāo)售價(jià)空間彈性大。現(xiàn)國(guó)內(nèi)空調(diào)行業(yè)，生產(chǎn)廠家多，產(chǎn)品單一化，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。為此，能拿出科技含量高、制造成本小、價(jià)格有競(jìng)爭(zhēng)力的新產(chǎn)品，這是空調(diào)生產(chǎn)廠家都在努力尋找的市場(chǎng)目標(biāo)。本項(xiàng)目的產(chǎn)品除風(fēng)機(jī)、濕能芯外，輔助配件少，生產(chǎn)工藝及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易裝易拆易維修，為此，它生產(chǎn)成本低、銷(xiāo)售價(jià)空間彈性大。綜上所述，“

16、自然能”空調(diào)只要有主導(dǎo)企業(yè)和生產(chǎn)規(guī)模以及強(qiáng)勢(shì)的營(yíng)銷(xiāo)力度，它一定會(huì)發(fā)展成為一個(gè)行業(yè)。同時(shí)，這為競(jìng)爭(zhēng)于現(xiàn)行市場(chǎng)的空調(diào)扇、蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)、機(jī)械通風(fēng)機(jī)以及仿真炭火取暖空調(diào)扇，均開(kāi)創(chuàng)了一條新通道，并打開(kāi)了一片更加節(jié)電實(shí)用的空調(diào)新市場(chǎng)。.四、項(xiàng)目實(shí)施方案本項(xiàng)目的研究關(guān)鍵是兩部分，一是核心部件濕能芯的研究和設(shè)計(jì)，二是“自然能”空調(diào)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。1、核心部件“濕能芯”的研究和設(shè)計(jì)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值分析，確定濕能芯內(nèi)最有效的氣流組織方式；在結(jié)構(gòu)上，濕能芯內(nèi)相互疊加的熱質(zhì)交換薄片由吸濕性較好的纖維材料構(gòu)成，每張薄片上均勻粘貼eva隔板作為導(dǎo)流通道，每張薄片的一面涂上防濕涂層以構(gòu)造相互隔離的干通道和濕通道。自冷區(qū)域和它冷

17、區(qū)域的大小由室內(nèi)環(huán)境的需求決定。2、“自然能”空調(diào)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)：采用數(shù)位模擬方法，確定產(chǎn)品中電機(jī)、風(fēng)葉、濕能芯與進(jìn)出風(fēng)量、制冷量的匹配關(guān)系；“自然能”空調(diào)單機(jī)產(chǎn)品用電部件主要來(lái)自風(fēng)機(jī)，因此如何選擇風(fēng)機(jī)以提高風(fēng)機(jī)工作效率、增加送風(fēng)量、降低噪音顯得尤為重要，有關(guān)風(fēng)機(jī)風(fēng)葉的制作工藝等技術(shù)問(wèn)題目前正與寧波一家電機(jī)公司協(xié)商共同研制解決；為提高產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的亮點(diǎn)，產(chǎn)品需要增添更多附加服務(wù)功能，例如利用電子半導(dǎo)技術(shù)，讓空調(diào)產(chǎn)品會(huì)發(fā)聲，會(huì)定時(shí)，會(huì)散發(fā)滅蚊劑、清香劑、空氣凈化劑，使產(chǎn)品成為別具一格的人性化空調(diào)；為進(jìn)一步節(jié)電，該產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)交直流電兩用，有關(guān)直流電機(jī)研發(fā)配置等工作，本項(xiàng)目將委托合作的企業(yè)承擔(dān)。五、

18、計(jì)劃進(jìn)度安排2004.092004.12 調(diào)研、查閱文獻(xiàn)、收集資料、籌集資金、可行性論證。2005.012005.03 焓濕能理論研究與分析、修正方案、購(gòu)買(mǎi)必需的儀器設(shè)備、完成實(shí)驗(yàn)臺(tái)架改裝。2005.042005.08 編制大型通用軟件，對(duì)焓濕能、空調(diào)熱濕負(fù)荷進(jìn)行模擬和計(jì)算，并用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。2005.092005.12 濕能芯熱質(zhì)交換器的設(shè)計(jì)及其性能測(cè)試。2006.012006.03 “自然能”空調(diào)總體方案設(shè)計(jì)及空調(diào)器樣機(jī)制造。2006.042006.07 “自然能”空調(diào)器樣機(jī)性能測(cè)試及其改進(jìn)，編制產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)及標(biāo)準(zhǔn)，制定產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃。2006.082006.09 結(jié)題報(bào)告、論文總結(jié)、申報(bào)專利、召開(kāi)鑒定會(huì)并驗(yàn)收。六、經(jīng)費(fèi)預(yù)算總經(jīng)費(fèi)（萬(wàn)元）申 請(qǐng) 資 助自 籌45.0額 度2005年2006年15.030.020.010.0預(yù)算支出科目金 額（萬(wàn)元