你认为空调未来还会在哪些方面有创新和改进?

发布时间:
2023-08-24 12:39
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要了解空调未来的创新,要从:碳排放政策、工业技术、空调技术三方面做研究。

碳排放政策

碳排放政策与能效技术变革,对空调技术影响最大。

制冷剂政策

空调行业发展,要落实国家“双碳目标”,在2030年前碳达峰,二氧化碳的排放达到峰值不再增长;2060年碳中和,二氧化碳零排放[1]

空调行业在落实双碳目标上,一是空调新品要更节能省电,二是要使用环保冷媒。

2023年6月12日,生态环境部和工信部共同制定了《中国消耗臭氧层物质替代品推荐名录[2]》,确定R290“丙烷”为下一代空调冷媒,R744“二氧化碳”为热泵产品冷媒。

  • R22等会破坏臭氧的含氟冷媒,只能按配额生产
  • R410A和R32等碳排放高的冷媒,要征收碳排放税

我国未来的空调,都将逐步切换到R290冷媒为主。

为什么说下一代制冷剂 R290,会对家用空调市场带来重大变革?

有一种说法,空调使用的冷媒,之前专利主要掌握在美国和日本企业手里,冷媒技术以十年为周期,挤牙膏方式迭代,每次冷媒迭代,国内空调产业链都要跟着升级,等产业成熟后,再推出下一代冷媒折腾你。

我国选用R290“丙烷”和R744“二氧化碳”作为下一代冷媒,考虑到这俩都是自然冷媒,一步到位达到碳排放最低值,并且冷媒价格低,相关专利也主要由国内企业主导。

因此R290和R744虽然研发难度比较高,R290有可燃性问题,R744存在高压力问题,可只要攻克技术难题,以后能够长时间享受技术红利。

家用空调主要使用R290冷媒,其物理特征与R410A和R32差异较大,具有一定危险性,因此针对R290空调,既要发挥其优势,也要解决安全问题。

R290冷媒高温制冷能力更好

1、R290高温制冷能力强:R290临界温度为96.76℃,高于R410A的70.5℃、R32的78.105℃,天生高温制冷能力更强,因此R290空调可以针对高温制冷技术特别研发。

2、小管径换热器技术:空调制冷剂的加注量,要随着换热器铜管体积而加大,改用小管径换热器,可减少制冷剂加注量,降低安全隐患。

3、新风空调:R290在达到一定浓度时才会燃烧,空调增加新风功能,可降低R290泄露后的浓度,减少安全隐患,以后更多家用空调将标配新风功能。

4、水系统空调:中央空调因为制冷剂加注量比较大,若要切换到R290冷媒,可采取水系统方案,制冷剂给水制冷或加热,在室内只有水,没有R290冷媒,就算出现安全事故也不会伤到房间内的人。

直流零碳空调

随着光伏发电装机量的持续增长,我国部分新城区,陆续试点光伏发电,部分电能自己使用,部分电能并入电网。

在雄安新区等地,已经试点直流电器的应用,屋顶安装有太阳能光伏发电系统,只要简单地进行直流电压等级变换,便可以被屋内的直流电器直接利用[3]

格力等企业已响应国家政策,推出“零碳空调”相关产品。

工业技术

工业技术的进步,也促进空调技术的发展。

1、精密钢材加工技术促进压缩机进步

压缩机被称为空调的心脏,在结构上主要分为电机和气缸两大部分,每当电机技术或精密钢材加工技术有突破,压缩机能力都能得到明显提升。压缩机机械结构,已使用10微米级精细加工技术,表面犹如镜面般光滑。

压缩机

压缩机加工技术,就像你舔过的酸奶盖,以前的压缩机会有部分冷媒残留。2023年新款的压缩机,随着加工技术的进步,在压缩时残留冷媒量减少,在性能、节能、静音效果等多方面整体提升。

除了冷媒残留,新款压缩机还进一步降低吐油率、滚动摩擦等各种问题,并且持续进步,以后的压缩机,会持续减小体积和重量,加大转数,能效和寿命也进一步提升。

2、精密铜管加工与焊接技术促进换热器进步

空调换热器(外机的冷凝器、内机的蒸发器),使用精密加工的内螺纹铜管,管径从早期的9.52mm、7.94mm、7mm,在2022年开始普及5mm铜管蒸发器。

空调内螺纹铜管

可实际上,金龙铜管早在2007年就完成5mm铜管的开发,但仍然存在胀管技术、焊堵等技术难题,当时5mm铜管加工费用比7mm铜管贵一倍。

美的、格力、小米等品牌,空调内机已切换到5mm管径

我国用铜依赖进口,前两年铜价比较高,随着R290冷媒空调的增长,需要进一步减少冷媒加注量,因此换热器铜管需要做的更细,铜管越细,在同等换热量时,可以减少冷媒加注量。

因此铜管加工等技术,要继续攻克3mm以及更小管径的胀管、焊堵等问题。

3、铝管加工与焊接技术

我国80%的铜依赖进口,为了维护产业链安全与提升抗风险能力,增强空调产业国际竞争力[4],我国一直在积极探索铝换热器的技术开发。

铝换热器具有价格低、质地轻、换热能力衰减低、抗蚁穴腐蚀等技术优势;但也因为熔点低,存在胀管、焊接等技术难题,还有恶劣环境腐蚀、制热时外机结霜快等问题。

空调用全铝微通道换热器

空调铝换热器,分为微通道换热器和管翅片换热器,其中微通道换热器尺寸小、换热量高,在汽车行业已普及,部分商用空调也有应用,虽然微通道换热器是全铝的,但生产工艺难度高,价格比铜管翅片价格还要高一些。

近年来,随着铜价格居高不下,国家在积极推动全铝管翅片换热器技术,空调行业对铝换热器的研发投入加大,目前出口用的整体式空调,大多已使用铝管换热器,家用空调未来低能效机型,也将先试点铝换热器。

除了金属加工技术,铜管翅片使用的亲水涂层,这个涂层属于氟化工领域,目前依然是日本企业(如三菱化学、大金等)领先,国内高校和企业也在解决这类技术难题。

空调技术

大数据技术

以前空调厂商了解用户需求,方法主要是做调研。如今空调大多能接入WiFi,对空调厂商来说,每台接入WiFi的空调设备,都成为数据样本,相比传统调研,样本数据多了几万倍,可以精准分析各地区的用户需求。

感知技术

主流空调机型,依靠空调内部几个温度传感器感知环境温度。

可随着空调能接入WiFi,智能化家居的普及,家里的温度计、各种电器,我们使用的手机,都有可能成为空调的感知系统,因此综合家电品牌+互联网品牌,在这方面可能创新比较多。

总体来说,现在的家用空调,可能看上去和以前的产品差不多,但技术一直在进步,并且很多关键技术(冷媒、换热器、智能化),技术迭代很快。

在各种技术中,我认为综合性家电企业+互联网企业,具有一定优势,可能会给空调行业带来变革。传统空调企业内功深厚,可APP都不够好用,这种长期发展是有风险的。


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