空调新技术与环境保护 深圳职业技术学院 程瑞端.

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1 空调新技术与环境保护 深圳职业技术学院 程瑞端

2 一、世界空调技术新进展 室内环境的舒适性与室内温度、湿度、辐射温度、气流速度、着衣量和人体活动等六要素有着密切的关系，近来的研究表明，室内装饰的色调、音响效果、光线的明亮程度和空气的清新度等也是影响室内舒适性不可忽视的因素。随着社会的进步，人们对空调环境的舒适性要求越来越高，越来越接近自然。从空调系统诞生开始，空调环境已经走过了防暑御寒、自动控温、基本舒适和非感空调阶段，并逐步进入感知空调阶段。

3 在空调环境的发展历程， 家用空调系统的技术进步起到至关重要的作用。　
人的一生大约有70%—90%在室内度过。 人的一天约需从外界摄取： 食物：1—2kg 水： 2—3L 空气：12—15m3 (14.4 —18kg)

4 世界家用空调行业中，在90年代以前，60 ％的市场被日本所占有，并且在设备开发 和控制技术上都处于世界最前沿。所以从 日本空调技术的发展可以看出世界空调行 业的变迁过程。直接蒸发式空调系统的发 展过程，大致可以分为五个阶段，其技术 特征和代表技术参见表1.1。从表中可以 看出，直接蒸发式空调技术的发展主要集 中在三个方面： ① 追求空调系统的高效节能，特别是在

5 1972年石油危机以后，改善压缩机、热交换器、风扇的性能，加强对制冷循环特性的研究，优化制冷系统，实现了空调系统的小型化、低能耗、低噪音、高可靠性；
② 追求室内环境的高舒适性，从单一的温度控制发展到室内热环境特性（如PMV等）的综合控制，从简单的双位控制发展到人工神经网络与模糊技术相结合的智能控制，以实现人们对舒适性的要求；

6 ③ 追求空调系统的多功能化、多元 化，从单冷型窗式空调器发展到热回收型 MVRV空调系统，极大地拓广了直接蒸发 式空调系统的应用范围，开辟了集中空调 系统的新领域。 表1.2示出直接蒸发式空调系统及相关 技术的纵、横向发展状况。随着制冷循环 控制技术的不断研究和研究成果的应用，

7 随着制冷循环控制技术的不断研究和研究 成果的应用，先后诞生了非变频调节和变 频调节的MVRV空调系统及与MVRV系统 组合应用的VAV空调系统，推进了小型独 立分散空调系统的发展。 进入90年代后， 计算机通讯、制冷循环控制、设备管理、 故障诊断等技术的发展，加速了空调系统 网络控制的进程，自律分散协调控制技术 在MVRV空调系统中的应用成功，使网络 控制技术得到了进一步简化，

8 推进了小型独立分散空调系统向大型集中空调系统和热回收型MVRV空调系统的转化。95年以后，成功地将蓄冷技术应用于MVRV空调系统中，使能源利用结构更趋合理。在对IAQ要求越来越高的今天, 综合考虑节能、能源利用结构的优化、空调设备的可靠性和室内环境的舒适性，智能控制空调系统将是今后的发展方向。

9 直接蒸发式空调系统发展过程及其技术特征 第一代 (摇篮期) 40年代中期 手动ON/ OFF控制 第二代 (品种扩大期) 55~70年 机械式和电子式ON/ OFF控制 第三代 (电子化进展期) 70~82年 用电子元件分别控制温度、湿度、气流组织 第四代 (高度电子化成熟期) 82~86年 综合性能控制 第五代 (AI进展期) 86年～温感控制模糊控制人工智能控制

10 从直接蒸发式空调系统的发展过程中可以看出，变频技术、电子膨胀阀和现代控制理论在SVRV上的应用，具有划时代的意义，它不仅为创造舒适环境、实现空调设备的高效节能运行提供了技术保证，而且为MVRV空调系统的开发和发展提供了坚强的技术基础。

11 直接蒸发式空调系统的发展过程及其技术特征
阶 段 时 期 控制对象 控制方式 技 术 特 征 代 表 技 术 第一代(摇篮期) 40年代中期 温度 手动ON/ OFF控制 1.强冷风直吹人体，用手动方式启闭空调系统，以调节室内温度 40年代中期：出现手动式房间空调器 第二代(品种扩大期) 55~70年 机械式和电子式ON/ OFF控制 1.追求空调系统使用的方便性，采用了温控器控制温度 3.温控器从机械式发展到半导体式 2.追求空调系统的小型化、轻量化 61年：出现窗式单冷型空调器和热泵型空调器 67年：出现分体壁挂式空调器；滚动转子式压缩机诞生

12 第三代(电子化进展期) 70~82年 温度湿度气流速度 用电子元件分别控制温度、湿度、气流组织 1.为改善温度、气流组织分布，对风口的位置与型式作了细致的研究 2.追求空调系统的节能与节材 3.在控制技术上，采用了响应性能优良的电子元件(电子传感器、IC传感器)，温度控制精度得到了提高 4.开始采用变频器进行能量调节 71年：壁挂下吹式室内机诞生74年：低能耗空调器诞生 78年：微电脑开始应用于空调控制中；松下电器展展出了最早的变频空调器 79年：超薄型(10cm)室内机诞生 80年：东芝在世界上首次成功地研制出大型空调机用变频往复式压缩机 81年：东芝在世界上首次成功地研制出小型空调机用变频旋转式压缩机 82年：变频技术开始进入实用化阶段

13 第四代(高度电子化成熟期) 82~86年 温度湿度气流速度辐射温度 综合性能控制 1.空调系统控制理论的研究 2.实现温度、湿度、气流组织和辐射温度等复合因素的综合控制 3.多室内机房间空调系统的开发设计 83年：电子膨胀阀应用于空调器制冷剂流量、过热度和排气温度控制；直流变频器研制成功 84年：松冈提出空调器的"矩阵电子控制"方法，获日本冷冻协会学术奖；日立涡旋压缩机应用于空调器，获日本冷冻协会技术奖；大金研制出压缩机变频调速的空冷热泵式MVAV空调系统 85年：辐射传感器引入控制系统；湿度传感器应用于空调器控制中；电子膨胀阀、变频器在房间空调器中应用成功；多室内机房间空调器开发成功

14 第五代(AI进展期) 86年～ 温度湿度气流速度辐射温度PMV等 温感控制模糊控制人工智能控制 1.单冷型、热泵型和热回收型MVRV空调系统的开发与完善 2.模糊技术、人工神经网络技术，遗传算法和混沌理论应用于房间空调器上，推动了空调系统控制技术的发展 3.蓄热型MVRV空调系统的开发 4.智能传感器的开发 86年：人工神经网络及温感控制技术应用于空调器；单冷型、热泵型MVRV空调系统上市；松冈提出了空调器“系统、相关指令控制”方法，将人工神经网络和模糊技术应用于空调器的控制上 87年：东芝提出MVRV空调系统的通讯控制法 88年：双风扇室内机诞生，实现舒适气流控制；变频双转子旋转式压缩机诞生 90年：模糊控制空调器诞生；开发出热回收型VRV空调系统；提出 MVRV空调系统的自律分散协调制御(F-VPM)控制法 91年：提出 MVRV空调系统的模糊自适应控制法

15 第五代(AI进展期) 86年～ 温度湿度气流速度辐射温度PMV等 温感控制模糊控制人工智能控制 5.逐步利用人工智能技术开发如自然条件下的感知空调系统 92年：夏普和松下推出蓄热型空调器；日立、松下等开发出以PMV为控制目标的变频空调器 93年："双监视辐射传感器"开发成功 94年：广角双气流和人体感知传感器应用于空调器中；将遗传算法理论应用于空调器控制技术上 95年：三菱电机W-multi楼宇MVRV空调系统获日本冷冻协会技术奖； 夏普Masuda等提出用实验方程控制法控制二元VRV空调系统；应用混沌理论研究空调器的脉动送风气流；进行MVRV空调系统与冰蓄冷技术结合的应用研究 96年以后：人工智能技术控制制冷循环和环境变化控制技术（研究阶段）

16 直接蒸发式空调系统的技术进展                                                                                                                                                                                              

17 耗能与节能 ·建筑节能 建筑能源消耗占全部能耗的比例
在美国，建筑消耗的能源占全部基本能耗的35％以上。占世界人口不到4％的美国所消耗的能源却占世界总能量的25％ 。 研究表明，改进能源最终的使用效率，可以使美国对服务建筑的能源需求量减少50％ 。

18 我国目前的建筑能源消耗状况 我国建筑能源消耗状况 我国采暖区城镇人口只占全国人口的13.6％，而采暖用能却占到全国总能耗的9.6％。
由于经济的发展，采暖范围日益扩大，空调建筑迅速增加，建筑能耗增长的速度将远高于能源生产增长的速度，从而成为国民经济的一个重要的制约因素。

19 我国目前的建筑能源消耗状况 生活水平的提高导致对能源的需求激增
随着生活水平的提高，舒适的建筑热环境已成为人们生活的需要。在发达国家，适宜的室温已成为一种基本需要，他们通过越来越有效地利用好能源，满足了这种需要。在我国，这种需要也在日益迫切。 我国冬冷夏热的问题相当突出，生活越是改善，越不堪忍受寒冬暑夏的折磨，冬天需要采暖，夏天想要空调，这都需要用能源。

20 我国目前的建筑能源消耗状况 建筑规模巨大、采暖系统落后
我国人口众多，因此房屋建筑规模巨大。以北京为例，1994年常住人口1050万人，城市实有房屋建筑面积2.4亿m2，其中住宅建筑面积1.2亿m2，人均居住面积已达8.7 m2。 数量如此庞大的房屋建筑，保温隔热和气密性却很差，采暖系统相当落后。以北京市建造数量较多的多层砖混住宅为例，过去长期沿用37cm实心粘土砖外墙，24cm实心粘土砖楼梯间墙，单层钢窗。由于门窗单薄，缝隙不严，门窗及空气渗透所损失的热量，占到全部热损失的一半以上，而外墙和楼梯间墙的保温效果也差，散热量超过总散热量的 1/3。

21 我国目前的建筑能源消耗状况 我国的建筑能耗构成 建筑能耗一般包括建筑采暖、空调、降温、电气、照明、炊事、热水供应等所使用的能量。
建筑采暖、空调、降温和照明所使用的能源中以采暖能耗数量最多。

22 我国目前的建筑能源消耗状况 我国气候的特点 我国南北跨越热、温、寒几个气候带，气候类型多种多样。
大部分地区属于东亚季风气候，冬夏盛行风向交替变更，冬季多干冷的偏北风，夏季多暖湿的偏南风。 我国气候还有很强的大陆性气候特征，即气温年较差大，冬季平均温度大大低于同纬度地区，而夏季平均温度又略高于同纬度地区。

23 我国目前的建筑能源消耗状况 温度 我国冬季受北方冷空气侵袭，大部分地区在极地大陆气团控制之下，高纬度的寒冷气团通过冬季风不断输送到低纬度。
我国冬季气温较低，南北温差很大，主要是由于寒潮活动所致。 不仅冬天气温较低，而且冷季时间很长。即使在东部平原地区、一年内寒冷的持续时间也相当漫长。 和同纬度的世界其他地区相比，除了沙漠干旱地带以外，我国又是夏季最暖热的国家。

24 我国目前的建筑能源消耗状况 采暖度日数 建筑节能往往以采暖度日数作为冷天气候的一个重要基础数据。
采暖度日数是指室外日平均气温与采暖基准温度之差值与天数乘积之和。国际上通常采用18℃作为采暖基准温度。凡平均温度低于基准温度的日子，均计入采暖度日数。 与相同纬度的北半球城市对比，我国各城市的采暖度日数较高。

25 我国目前的建筑能源消耗状况 湿度 我国气候除西部和西北地区全年都相当干燥以外，整个东部经济发达地区最热月平均湿度均较高，一般达75％～81％；这些地区到了最冷月，在华北北部湿度较低，而长江流域一带仍保持较高湿度，达73％～83％。

26 我国目前的建筑能源消耗状况 太阳辐射 在气候资源方面，太阳辐射对建筑节能是个有利因素。我国占有一定优势。与许多发达国家、尤其是欧洲国家相比．我国北方寒冷的冬季晴天较多，日照时间普遍较长，太阳辐射强度较大。 冬季太阳入射角较低，建筑南向窗户接收到的太阳辐射较多，愈是寒冷的月份，南向受到的太阳辐射量愈多，这对于外界的寒冷气候构成一种补偿。

27 我国目前的建筑能源消耗状况 外围护结构传热系数的对比 发达国家在1973年世界性石油危机后，普遍强化建筑节能。
从建筑立法和节能技术上予以保证。 从经济政策上加以引导、鼓励或限制。为了推进建筑节能，各国都已颁布了若干项标准，组成配套的标准系列。随着技术的进步，相应修订节能标准，提高节能要求，挖掘能源潜力。

28 我国目前的建筑能源消耗状况 中外围护结构传热系数比较
不同国家、不同地区气候条件的差别。一般情况是：气候越是寒冷，采暖度日数越高，其建筑外围护结构的传热系数的规定就应越是严格。 目前我国建筑保温隔热水平与气候条件接近的发达国家相比，差距相当大。大体上外墙差4～5倍，屋顶差2.5～5.5倍，外窗差l.5～2.2倍，门窗气密性差3～6倍。

29 国内外建筑外围护结构传热系数（W/( m2·K） ）比较
国别 外墙 外窗 屋顶 北京（节能标准’96） 4.00 0.91 哈尔滨（节能标准’96） 2.50 瑞典南部 （包括斯德哥尔摩） 0.17 2.0 0.12 丹麦 0.20 2.9 0.15 德国柏林 英国 加拿大 （相当于哈尔滨） 0.27 2.22 加拿大（相当于北京） 0.36 2.86 日本北海道 0.42 2.33 0.23 日本东京都 0.87 6.51 0.66

30 气 候 分区指标: 1﹑严寒地区：最冷 月平均温度≤-10℃ 2 ﹑寒冷地区：最冷月平均温度0∽-10℃
1﹑严寒地区：最冷 月平均温度≤-10℃ 2 ﹑寒冷地区：最冷月平均温度0∽-10℃ 3 ﹑夏热冬冷地区：最冷月平均温度0∽10℃；最热月平均温度25∽30 ℃ 4 ﹑夏热冬暖地区：最冷月平均温度10 ℃；最热月平均温度25∽29 ℃ 5 ﹑温和地区：最冷月平均温度0∽13℃；最热月平均温度18∽25℃ 采暖空调需求量大 气 候

31 气 候 与世界同纬度地区一月份的平均温度相比，大体上 与世界同纬度地区七月份的平均温度相比，各地平均温度大体要高1.3 --2.5 ℃
气 候 与世界同纬度地区一月份的平均温度相比，大体上 东北地区气温偏低 14 ～ 18 ℃ 黄河中下游偏低 10～14 ℃ 长江南岸偏低 8～10 ℃ 东南沿海偏低 5 ℃ 左右 与世界同纬度地区七月份的平均温度相比，各地平均温度大体要高 ℃

32 建 筑 能 耗 建筑能耗：指消耗在建筑中的采暖、空调、降温、电气、照明、炊事、热水供应等所消耗的能源全国约有一半以上房屋建筑位于集中采暖地区 采暖、空调能耗占建筑能耗 55 %

33 建 筑 能 耗 建筑能耗的总量逐年上升，在我国能源总消费量中所占的比例已从1978年的10%，上升到目前的27.45%,深圳甚至已达35% 左右。

34 中国能源形势不容乐观 中国人口占世界总人口20%，已探明的煤炭储量占世界储量的11%、原油占2.4%、天然气仅占1.2%。人均能源资料占有量不到世界平均水平的一半 中国已成为世界上第三大能源生产国和第二大能源消费国。 中国2000年一次能源生产量为10.9亿吨标准煤，能源消费量为11.7亿吨标煤（不包括农村非商品生活能源消费 2 亿吨标煤），不到世界能源消费量的10%；人均能源消费量不到 1 吨标煤，不足世界人均能源消费水平2.4吨标煤的一半，仅为发达国家的1/5 -- 1/10 —中国欧盟第四次能源合作大会（国家计委发言）北京 2001年6月18日

35 中国已成为能源进口国

36 国家领导对建筑节能工作批示 2002年11月26日温总理对建筑节能工作的批示：
……我国政府机构电力能耗接近全国八亿农民生活用电总量；能源费用开支一年超过八百亿元；单位建筑面积能耗和人均能源消费总量远高于发达国家水平。这充分说明我国政府机构节能潜力巨大，急需把节能工作提上议事日程，研究制定节能规划、措施和制度。……

37 城市用电及其空调系统现状分析 增长35.7%

38 深圳市平时的用电负荷为4800～5000MW左右，今年夏天高峰期达8800MW(880万kW) 。
深圳市每年空调使用期达8～10个月，且耗电量很大，一般的办公大楼和宾馆、酒楼其空调系统的用电负荷占总用电负荷的40～65%，节能潜力巨大。

39 空调行业的发展及节能前景 随着人民生活水平不断提高，建筑物的能耗（以采暖和空调为主）在我国总能耗中所占比重将越来越大。2000年，我国建筑物耗能约占全社会总能耗的10％左右； 我国建筑物单位能耗很高，与气候条件相近的发达国家相比，我国多层住宅单位能耗是他们的2～5倍。以我国空调能耗为例，空调住宅能耗约为一般住宅能耗的6～7倍； 2002年﹐我国年产3135万台家用空调，并且国内空调市场也已经突破了年销售量2000万台的门槛。

40 蓄冷技术发展的历史与现状 20世纪70年代以来，世界范围的能源危机促使蓄冷技术迅速发展。美国、加拿大和欧洲一些国家将冰蓄冷技术引入建筑物的空调，积极开发蓄冷设备和系统，实施的工程项目也逐年增多。 日本曾广泛应用水蓄冷技术，藉以降低空调的高峰负荷和减小制冷机的装机容量，在这方面积累了一定的实践经验。截至1993年底，日本已建有2335个蓄冷空调系统，移峰电力5．0×105kW，预计到2010年通过蓄冷空调系统可移峰7．42×106kW。

41 我国的台湾省自1984年从国外引进冰蓄冷及 控制设备、建成台湾第一个冰蓄冷空调系统以来，蓄冷空调系统发展很快。1992年台湾只有33个蓄冷空调系统，到1994年底已建成225个蓄冷空调系统（其中水蓄冷空调系统39个），总蓄冷量高达2.0×106kW•h，转移高峰用电超过5.2×104kW。 进入20世纪90年代以来，蓄冷技术在我国大 陆地区也得到了发展。截止到1997年底，已建成33项水蓄冷和冰蓄冷空调系统，1998年1月以后开建、建成或投入运行的项目有50项左右。

42 太阳能利用 每年到达地球表面的太阳辐射能为5．57×1018
MJ，相当于190万亿吨标准煤，约为目前全世界一次能源消费总量的1．56×10 4倍。太阳内部极端高温条件下氢聚变成氦的热核反应是太阳能的来源，按照目前消耗的速率计算，还足以维持6×1010年。利用太阳能还具有清洁安全、无需开采和运输等优点。不足之处在于其分散性，尽管到达地球表面的太阳辐射能总量很大，但能量密度较低。且太阳辐射受到昼夜、季节以及阴雨天气等气候因素的影响，表现为间断性和不稳定性。

43 我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源。据估算，我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50×1018 kJ，全国各地太阳年辐射总量达335～837kJ／（cm 2·a），中值为586kJ／（cm 2·a）。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。

44 全国以四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小，其中尤以四川盆地为最，那里雨多、雾多，晴天较少。例如素有“雾都”之称的成都市，年平均日照时数仅为1152．2h，相对日照为26％，年平均晴天为24．7天，阴天达244．6天，年平均云量高达8．4。其他地区的太阳年辐射总量居中。 我国太阳能资源分布的主要特点有：太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太阳年辐射总量西部地区高于东部地区，而且除西藏和新疆两个自治区外，基本上是南部低于北部；由于南方多数地区云雾雨多，在北纬30°～40°地区，

45 太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的增加而增长。
深圳的日照时间每年约280天左右，日照充足，阳光强烈，条件很好，应充分利用。

46 关于抽水蓄能 近几年来，我国电力工业发展很快，普遍缺电的状况已得到根本改善，但随着电力消费量的增加，电网负荷在白天与深夜有很大的峰谷差的矛盾愈加突出。平衡电网负荷，可以采取调节电厂发电能力或调节用户负荷这两种方法解决。调节电厂发电能力的方法，除水电外，对火力发电机组的发电功率的调节是困难和不经济的，核电要求供电平稳；若采用建抽水蓄能电站的方法，其一次性投资很大，由于水泵、电机效率的影响，储能的回收率也只有60%多，储能成本很高。例如，十三陵抽水蓄能电站，安装4台20万kW机组，投资达27亿元，据测算，用它填补高峰负荷

47 时，其发电成本高达1．3元／（kW·h），为常规高峰电价的2．5倍；广东省也拟在惠州建造世界最大的抽水蓄能电站，总投资达80．58亿元，安装8台30万kW机组，估计将于2008年建成，到2010年将实现年发电量45．62亿kW·h，估计其发电成本也将达1．5元／（kW·h）以上；另外最大的问题是电网容量有限，即使电厂可以增加峰电供应，也因供电网能力的限制，对用户而言，仍然会产生高峰缺电状况。因此，调节用户负荷是一种更有效的方法。空调占民用电中很大的份额（在南方城市占民用电的50%左右），用电负荷十分集中，

48 采用蓄冷空调技术，在夜间用多余的电制冷蓄冷，在白天用储存的冷量补充空调高峰负荷，是平衡电网峰谷负荷的有效方法。

49 环保 -- 保护地球 保持室内良好的环境条件需要采暖空调系统的运行，需要消耗能源 能源： 电、燃气、油、煤等，会产生温室效应
空调采暖设备的工质，会破坏臭氧层、产生温室效应 对策: 在保持室内良好环境条件下，节约能源 应用可再生能源：太阳能、风能、地热能

50 节能 -- 可持续发展 八十年代初开始编制建筑节能设计标准
建筑节能主要目的：在保持室内舒适、健康环境条件下，降低采暖与空调的能耗降低采暖与空调的能耗由改善围护结构热工性能及提高暖通空调设备、系统效率来实现

51 Refrigerant 制 冷 剂

52 制冷剂的历史 蒸气压缩制冷在19世纪末期开始实际应用 系统使用 CO2 、SO2 、氨 20世纪三十年代开始使用CFCs氟里昂
根据稳定性和低毒性

53 ? 制冷剂的演化 第一代 19世纪30年代-20世纪30年代 当时可用工质 乙醚，CO2，NH3 SO2，HCS，
H2O CCI4，CHCS，… 第二代 20世纪30年代-20世纪90年代 安全性和耐久性 CFCS，HCFCS，HFCS，NH3 H2O 第三代 20世纪90年代- 环境保护 HCFCS，HFCS，NH3 H2O HCS，CO2，… ?

54 常用的制冷剂 HCFC-22 HFC-134a HCFC-123 R407C R410A

55 常用制冷剂安全等级: 制冷剂 (PPM) 测试: HCFC HCFC22 HFC134a AEL , ,000 允许暴露等级 LC , , ,000 (空气中的致命浓度，一半的测 试对象4小时后死亡) 心脏承受浓度 , , ,000 (心悸产生的浓度) NOEL < , ,000 (无法观察项的影响等级) 毒性降低 38

56 ASHRAE 34-92 : “安全类别” B3 A3 A2 B2 A1 B1 高可燃性 低可燃性 不燃 低毒性 高毒性 丙烷 丁烷
R-142b, 152a B2 氨 A1 R-11, 12, 22, 114, 500, 134a B1 R-123, SO 2 低毒性 高毒性 毒性降低 36

57 蒙特利尔协议 1974年， 罗兰和莫利纳的理论指出臭氧在大气层中正在减少 1985年在南极证实了臭氧正在减少 1987年蒙特利尔协议签定
包括在发达国家终止一些特殊化学制品

58 1987年前后的制冷剂 一般暖通制冷用的制冷剂包括 CFC-11、 CFC-12 (ODP=1.0)、HCFC-22 (ODP=0.05)
机组效率为 kw/ton 低压机组每年约损失充注制冷剂的25%

59 改进措施 HFC-134a (ODP=0) 替代 CFC-12 HCFC-123 (ODP=0.02) 替代 CFC-11
机组密封 (高效抽气装置、制冷剂再生等) 安大略会议推荐在离心机组中使用HFC-134a(1993)

60 禁止 CFCs (11,12) 在1996年禁止 HCFC-123 具有毒性
最初的 AEL 是 10 ppm (后来按 CSA-B52 99升至 50 ppm ) HCFC-123 被定为 B1 级制冷剂

61 逐渐停止 HCFC 时间表; 1996年生产能力 (1989年HCFC生产量加1989年CFC生产量的2.8%) 2004年 65%
2004年 65% 2010年 35% 2015年 10% 2020年 0.5% 不增加新的设备 2030年 0%

62 HCFC逐渐禁止 USA 在1996年7月生产能力减少 82%。 USA 在1998年生产能力减少92%。
EPA 组织已经给出了相应的措施和计划来防止生产量的增加。

63 同温层臭氧破坏 1994年ODS集中在较低的大气层中。 现在ODS集中在同温层中。 CFC替代物在大气层中滞留量增加。

64 2050年…. 在北半球 50%臭氧层破坏，在南半球70%溴氧层破坏 赤道部分紫外线-B的辐射量是北半球两倍，南半球的四倍。

65 全球温室效应 CO2 浓度将超过现在工业指标 30% (275ppm) CH4 增长一倍 全球平均温度将升高0.5-2摄氏度。

66 1997年京都最高级会议 在2008-2012年发达国家一致同意控制温室气体辐射 加拿大在1990水平上减少6%
美国在1990年水平上减少 7% 注意：企业发展将增加辐射量是1990年水平的 20%到 30%

67 京都协议细节 各成员国负责其内部政策 总目标必须实现 6种气体包含 (CO2, HFCs, CH4, PFCs, SF6, N2O)
没有特别的气体禁止 承认“sinks” 允许限额贸易

68 京都协议论点 不包括发展中国家 当前 USA是最大的排放源 (4,881,000公吨CO2当量)
15年后发展中国家将超过发达国家

69 能源效率 京都 协议将推动高效能建筑 1/3民用建筑能源 1/3工业能源 1/3 运输能源

70 当前结果 京都协议批准 蒙特利尔和京都协议中关于制冷剂的争执 新的ASHRAE 90.1
新的标准将给实际运用和能源方面分别节省 16%和 20%

71 蒙特利尔和京都协议间的争论 蒙特利尔协议在进一步推进 HFCs (134a)同时限制使用HCFC-123，HCFC-22

72 蒙特利尔和京都协议间的争论 最好的预测，总当量热效应的观点被接受，并且HFCs 将有一个很长的使用期
淘汰 HCFC-123此类危害气体工质将会有很多工作要做 蒙特利尔协议

73 其它制冷剂 氢 可燃 有毒 氯 氟 寿命长（完全卤化） 随着氯、氟和氢分子含量的变化，可燃性、毒性和大气寿命之间的折衷

74 其它制冷剂 R-718水 R-717 氨 R-744 CO2 R-290,600,600a (丙烷, 丁烷, 异丁烷) R-407c

75 水和氨 水能用于吸收式制冷方面 效率是当前问题 (COP=1) 氨的效率高，但有毒性 对大型机械工厂，工业及研究机构进行限制

76 二氧化碳 蒸气压缩机制冷剂是最初中的一种 蒸发器 3.1MPa 冷凝器 8.54MPa ASHRAE深入研究二氧化碳技术

77 易燃制冷剂 丙烷和丁烷 涉及到安全问题 联合国 TOC研究 35%的市场在北欧 8%的世界市场 实际用量很少 在北美不受欢迎

78 混合物 共沸混合物 R-400系列 单混合物易于分解 共沸混合物R-500系列 特性类似于纯混合物

79 混合物 R-407C (HFC-32/HFC-125/HFC-134a) 非常接近 HCFC-22 温度滑移问题 - 不适用于满液式系统
温度滑移问题 - 不适用于满液式系统 用作R-22代替物 可用在压缩机技术

80 混合物 R-410a (HFC-32/HFC-125) 较高运行压力 (2.4MPa) 有少量温度滑移-但适用于满液式系统

81 理想的制冷剂 1、具有所需的热力学性质 2、无毒、不燃并在系统中稳定 3、环保，甚至它的分解产物也具有环保性质 4、易于获取或便于制造
5、自身润滑，并与其它制冷系统的其它材料相容 6、易于处理和检测，不需要极端的压力。

82 全世界HCFC产品应用规定现状 欧盟逐步淘汰HCFC产品 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2.8 %总量 35 % 10 % 0.5% 65 % 65% 40% 产量保持为 1995年产量 20% 当前的 蒙特利尔 协定 150kW以上的设备 禁止使用HCFC 80% 5% 2030

83 全世界HCFC产品应用规定现状 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2.8% Cap 35 % 10 % 0.5% 65 % 65% 40% 产量保持为 1995年产量 20% 5% 欧盟逐渐淘汰 目前 蒙特利尔 协定 德国 欧洲，高于150kW的设备 80%

84 全世界HCFC产品应用规定现状 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2.8% 总量 35 % 10 % 0.5% 65 % 65% 40% 产量保持为 1995年产量 20% 5% 欧盟逐渐淘汰 目前 蒙特利尔 协定 德国 澳大利亚 意大利 瑞典丹麦 加拿大 欧洲，高于150kW的设备 80% Countries like Sweden, Denmark, Italy, and Austria have accelerated their phaseout of HCFCs to the year 2000. Even Canada has a phaseout in 2020 with a service tail only for small amounts of HCFC 123. 17

85 国际HCFC在加速淘汰： 瑞典 (新设备为2000年，服务到2002年) 加拿大(新设备为2010年，服务到2020年）
产量以1995年产量为准 - 在2015后不予服务 德国 挪威 英国 意大利 9个其他E.C.U.国家和 2个非洲国家 1993年11月15日协议会议，曼谷，泰国 20

86 HCFC 替代 HCFC-123 被代替为： ??? HCFC-22 被代替为： HFC-407C/ HFC-410A 非共沸/近共沸工质
21

87 全球淘汰日程 1985 维也纳协定 - 提出淘汰CFC 1987 蒙特利尔协定 - 逐步淘汰CFC物质，整个淘汰进程在5年内完成
伦敦修正方案 - 逐步淘汰，整个淘汰进程在2000年之前完成 哥本哈根修正方案 - 到1996年完全淘汰CFC物质。逐步淘汰HCFC物质，至2030年完全停用。 1995 维也纳修正方案 - 减少HCFC物质的消费总量，至2030年淘汰至5%。 In summary , the effects of global phaseout have been significant. Almost every two years the Protocol countries have met and accelerated the the phaseout of CFCs and HCFCs. They will meet again in 1997 (Montreal ) , the 10th anniversary of the Montreal Protocol. What will be the next fate of HCFCs ??

88 全球HCFC加速淘汰: 瑞典 （新设备至2000年 - 维修服务至2002年） 加拿大（新设备至2010年 - 维修服务至2020年）
1995年开始限制产量 后不再提供维修服务 德国 挪威 英国 意大利 9个其他E.C.U.和2个非洲国家 1993年11月15日协议会议，曼谷，泰国

89 产量限制 对于HCFC物质: 消费量=产量+进口量-出口量 （受控物质） 总量 = 1989年CFC消费量X2.8%
开始实施 1996 65% 35% 10% 0. 5% 对于HCFC物质: 1996年1月1日起冻结生产量，臭氧消耗潜能为CFCs的2.8%，HCFCs应用于1989年的消费领域。 2004年1月1日产量减少 35% 2010年1月1日产量减少 65% 2015年1月1日产量减少 90% 2020年1月1日产量减少 99.5% 2030年1月1日产量减少 100% 总量 = 1989年CFC消费量X2.8% +1989HCFC消费量X 100%. 消费量=产量+进口量-出口量 （受控物质）

90 商用制冷剂的选择 趋势： 过去: 过渡期: 将来: CFC-11 CFC-12/500 HCFC-22, 123 HFC-134a
过去: 过渡期: 将来: CFC-11 CFC-12/ HCFC-22, HFC-134a HCFC22

91 无氯元素的混合工质: 商品 混合 公司 代号 工质 联信 AZ20 HFC32, 125 AZ50 HFC125, 143a
商品 混合 公司 代号 工质 联信 AZ20 HFC32, AZ HFC125, 143a 杜邦 HP HFC125, 143a, 134a AC HFC32, 125, 134a ICI HFC32, 125, 134a 34

92 政府项目要求必须采用HFC的国家: 日本 香港 新加坡 澳大利亚 委内瑞拉 45

93 二、国内空调技术新进展 1. 2、空调负荷新型计算方法 1. 3、墙体不稳定传热反应系数法的应用 1. 4、用自回归滑动平均法预测空调负荷
（一）空调负荷计算和围护结构热工性能 1. 1、近似计算墙体反映系数的改进方法 1. 2、空调负荷新型计算方法 1. 3、墙体不稳定传热反应系数法的应用 1. 4、用自回归滑动平均法预测空调负荷 1. 5、基于神经网络的墙体Z函数辩识方法 1. 6、建筑湿过程动态特性研究的系统辩识方法 1. 7、墙体稳定传热快速实现方法 1. 8、垂直绿化对外墙传热的影响 1. 9、四类民用建筑空调设计冷负荷概算方法

94 1. 11、附墙自动扶梯廊道夏季热量对室内环境的影响及消除方法 1. 12、修正的全年干球温度简化分布模型
1. 10、气候差异对冷负荷估算指标的影响 1. 11、附墙自动扶梯廊道夏季热量对室内环境的影响及消除方法 1. 12、修正的全年干球温度简化分布模型 1. 13、不同大气压下湿饱和空气的焓i与湿球温度ts的通用经验公式 1. 14、带有透明隔热材料构件的热箱热环境模拟 1. 15、重庆地区热环境分析及其改善意见 1. 16、供暖负荷计算

95 1、变风量系统是一种节能空调系统，优点很多 2、变风量系统必须解决设计—设备—施工—调试—维护管理一条龙服务的问题
（二）变风量空调系统 2. 1、1998年全国暖通年会变风量系统小组讨论情况 1、变风量系统是一种节能空调系统，优点很多 2、变风量系统必须解决设计—设备—施工—调试—维护管理一条龙服务的问题 3、尽快开发国产变风量系统用末端和控制系统 4、变风量系统只适合面积小负荷大的房间，不适合面积大的建筑物 5、变风量系统的新风量问题和湿度控制问题 6、应对国内已投入运行的成功和不成功的变风量工程实例进行探讨和研究

96 2. 2、设计经验 2. 3、变风量空调系统藕合特性 2. 4、中央电视台变风量空调系统的计算机控制
7、香港地区工程中采用的绝大部分是定静压变风量系统，而内地有的单位研究认为采用总变风量控制法可解决不稳定性问题 2. 2、设计经验 2. 3、变风量空调系统藕合特性 2. 4、中央电视台变风量空调系统的计算机控制 2. 5、变风量空调系统总风量控制法模拟分析 2. 6、变风量空调系统风机节能分析 2. 7、变风量风口的研究及其应用 2. 8、用变频调速器实现空调送风的混沌运行

97 （三）空调系统 3. 1、建筑群中空调系统依据冷热量表进行收费 3. 2、集中式空调系统的排风机设置 （四）流体力学和气流组织 4. 1、计算流体力学（CFD）在暖通空调中的应用 4. 2、 用CFD方法评价热舒适性指标（PMV）和空气年龄 4. 3、房间气流的评价方法 4. 4、 圆环浮射流速度、温度分布规律 4. 5、影响吹风感的紊动气流统计模型

98 （五）低温送风系统 5. 1、低温送风空调机组 5. 2、低温送风的冷风射流和舒适性 5. 3、低温送风空调系统软启动 5. 4、低温送风技术的发展和其末端装置的探讨 5. 5、超低温、大温差空调系统 （六）制冷顶板和吊顶诱导器 （七）风机盘管机组 7. 1、温度对风机盘管机组热量测量准确性影响 7. 2、沿海高湿度地区风机盘管机组的设计选择 7. 3、风机盘管机组质量分析及改进意见 7. 4、风机盘管加新风系统在高层办公建筑中的应 用

99 9. 2、我国房间空调器生产发展过程的剖析、前景和对策 9. 3、柜式空调器的改进设计
7. ５、风机盘管机组选型及系统设计 　（八）空调机组 8. 1、小型柜式机组 8. 2、相变贮能新风机组 8. 3、空气处理机组送回风机组合方式 （九）房间空调器 9. 1、变频空调器季节能效比的实验和计算方法 9. 2、我国房间空调器生产发展过程的剖析、前景和对策 9. 3、柜式空调器的改进设计

100 （十）换热器 10. 1、铝制板翅式换热器的传热与阻力特性 10. 2、结构可调式换热器热力特性和控制特性的分析 10. 3、管带式换热器的特性 10. 4、板式换热器在空调工程中的应用及其分析 （十一）加湿器 （十二）加湿器 12. 1、片状式硅胶除湿器 12. 2、通风除湿在室内游泳大厅中的应用 12. 3、用吸收式除湿法实现全年恒湿的空调系统 12. 4、转轮除湿机的节能设计

101 式空调系统 12. 6、除湿技术在水处理工艺建筑物中的应用 （十三）风口与风阀 13. 1、定风向可调风量风口
12. 5、一个可利用低品位热能的双级除湿冷却 式空调系统 12. 6、除湿技术在水处理工艺建筑物中的应用 （十三）风口与风阀 13. 1、定风向可调风量风口 13. 2、圆形排列送风口射流特性 （十四）自动控制 14. 1、露点温度控制和露点温度传感器控制 14. 2、电动调节蝶阀在冷冻水压差旁通控制系 统中的应用 14. 3、空调系统控制的状态空间法 14. 4、控制用制冷系统建模与仿真综述

102 14. 5、多功能智能型热能管理仪的研制和应用 （十五）楼宇自动化 15. 1、楼宇设备自动化系统工程验收与运行管理方法 15. 2、楼宇自动控制通讯协议 15. 3、智能建筑“热”引起的思考 （十六）冷、热源 16. 1、空调制冷方式的热经济学评价 16. 2、空调系统采用直燃型溴化锂吸收式冷热水机为冷、热源的合理性分析 16. 3、集中空调冷、热源经济分析

103 16. 4、基于可持续性发展观点分析溴化锂吸收式 和蒸气压缩式两种制冷方式的优劣 16. 5、溴化锂吸收式和蒸气压缩式冷水机组的动 态能耗分析比较 16. 6、冷水机组的能耗及其对环境影响的比较 16. 7、燃气型制冷机 16. 8、直燃机发展前景分析 16. 9、燃煤无压锅炉配溴冷机的应用 16. 10、多台制冷机能量调节分析 16. 11、高层建筑冷、热源布置方式

104 （十七）制冷剂 17. 1、润滑油对混合工质空调压缩机性能的影响 17. 2、丙烷作为空调制冷剂的可行性研究 17. 3、R11替代工质R123、R141b的喷射制冷循 环 （十八）水蓄冷与冰蓄冷比较 18. 1、基载负荷较大类建筑水、冰蓄冷比较 18. 2、水、冰蓄冷适用范围 （十九）水蓄冷 19. 1、利用消防水进行空调蓄冷 19. 2、水蓄冷空调设计

105 （二十）蓄冷空调系统 20. 1、过冷却水制冰蓄冷 20. 2、蓄冰空调系统的优化分析 20. 3、冰蓄冷空调系统优化控制的经济性分析
19. 3、消防水池蓄冷的措施和效益分析 （二十）蓄冷空调系统 20. 1、过冷却水制冰蓄冷 20. 2、蓄冰空调系统的优化分析 20. 3、冰蓄冷空调系统优化控制的经济性分析 20. 4、上海地区办公大楼采用蓄冷空调的经 济性分析 20. 5、蓄冰空调系统的费用优化 20. 6、蓄冰空调系统的经济分析 20. 7、蓄冰空调系统及其技术经济分析

106 20. 8、蓄冰空调系统取冷过程用分析 20. 9、结冰过程发生的随机性机制 20. 10、蓄冰空调系统的削峰量、运行模式和 安全度 20. 11、蓄冰空调系统负荷转移率的确定 20. 12、蓄冰空调系统在尖峰用电时的负荷转 移系数 20. 13、冰浆蓄冷空调 20. 14、蓄冰空调系统蓄冷实际过程对系统设 计影响的分析

107 20. 15、常规空调系统设置蓄冷后设计限电能力分 析 20. 16、商场常规空调系统改成蓄冷系统方案分析 20. 17、系统负荷温度图在冰蓄冷中的应用 20. 18、冰蓄冷系统中的两种工作模式 （二十一）蓄冷装置 21. 1、用于系统仿真的冰球式蓄冷槽模型 21. 2、用于系统仿真的内融冰式冰盘管蓄冷槽模 型 21. 3、冰盘管蓄冰装置热工性能 21. 4、冰球罐蓄冰装置热工性能

108 21. 10、与制冷匹配的并联盘管蓄冷装置的动态制冰特性 21. 11、盘管式冰蓄冷箱蓄冷机理的实验研究 （二十二）相变材料蓄冷和储能
21. 5、冰蓄冷装置热工性能实验台 21. 6、内融冰蓄冰筒动态特性分析 21. 7、内融冰蓄冰装置的化冰特性 21. 7、完全冻结式蓄冰桶的理论计算 21. 9、冰盘管式蓄冷系统融冰过程的分析 21. 10、与制冷匹配的并联盘管蓄冷装置的动态制冰特性 21. 11、盘管式冰蓄冷箱蓄冷机理的实验研究 （二十二）相变材料蓄冷和储能 22. 1、相变材料式蓄冷槽的模型建立和实验验证

109 22. 2、相变材料式蓄冷系统的运行模式、配置和能耗分析
22. 3、相变和化学反应储能在建筑采暖和空调领域的应用研究 （二十三）风冷热泵冷热水机组 23. 1、用比负荷系数法选用风冷热泵机组 23. 2、利用冷却塔取热的风冷热泵系统的理论分析和运行实践 23. 3、风冷热泵用于北京市采暖的技术经济分析 23. 4、风冷热泵冷热水机组的配置与结构分析 23. 5、风冷热泵的结构、特点、选型和运行

110 24. 2、冷却塔两种不同运行方式时水源热泵系统的能耗分析 24. 3、土壤源热泵地下U型管换热器的实验研究
23. 6、四管热泵热回收型空调系统及其能效分析 （二十四）水源热泵和土壤源热泵 24. 1、水源热泵系统的特性与应用 24. 2、冷却塔两种不同运行方式时水源热泵系统的能耗分析 24. 3、土壤源热泵地下U型管换热器的实验研究 24. 4、土壤源热泵系统的分类与特性 （二十五）吸收式热泵 25. 1、在我国应用吸收式热泵站的能耗分析 25. 2、在我国应用吸收式热泵站的经济分析 （二十六）能源合理利用 26. 1、建筑节能的新观念

111 26. 2、上海高层建筑和能源发展及空调用能结构概况
26. 3、上海公共建筑能耗现状及节能潜力分析 26. 4、清华大学绿色节能示范建筑的空调系统设计 26. 5、空调能量消费系数 （二十七）热管 27. 1、空调系统用热管冷热回收器的优化设计 27. 2、低温热管在通风空调工程中的应用 （二十八）蒸发冷却 28. 1、板式间接蒸发冷却器中热湿传递过程的理论解及实验验证

112 （二十九）天然冷源 28. 2、直接蒸发冷却器与加湿 28. 3、间接蒸发冷却板式换热器缩小尺寸降低阻力的优化研究
28. 4、蒸发冷却技术在汽机房进风中的应用 （二十九）天然冷源 29. 1、空调系统地表水利用及其节能和环境影响分析 29. 2、天然冷源在小浪底水电站通风空调系统的应用 （三十）区域冷热联供 30. 1、区域冷热联供系统能耗估算方法

113 30. 2、三联供系统节能评价方法 30. 3、区域冷热联供系统中制冷/供热站房能耗估算方法 30. 4、冷热联供热水网的水力工况模拟计算 30. 5、城市电、冷、热三联供经济性分析 （三十一）冷却塔 31. 1、空调用封闭式冷却塔热工性能的动态仿真及实验研究 31. 2、流力冷却塔的原理、特性和节水、节能 31. 3、冷却塔能耗及其选用

114 讲演完毕 谢谢各位!