高效节能型自然能空调器研制产品开发项目可行性报告（完整版）

1、高效节能型“自然能空调器研制产品开发工程可行性研究报告一、立项的背景和意义一立项背景：自空调创造以来的一个多世纪， 人们一直沿袭传统的空调方式， 随着人类工 业化的不断推进和人们生活质量的不断提高， 空调已日益普及， 但也带来了一系 列问题，如：能耗过大、空调病、臭氧层破坏等。去年的SARS危机更是对空调的应用提出了一个非常严肃的课题，即空调的使用如何与人类的安康要求相统一。在人类越来越注重可持续开展的今天， 空调正面临着一系列的挑战， 比方空 调的节能、能源资源的综合利用、室内空气的品质和舒适性、绿色工质的应 用和环境保护、空调的本钱与性能等等。针对上述问题，世界 X 围内有关高效、 节能、

2、环保空调的研究正逐步兴热起来。据国家统计局统计公告，我国房间空调器年产量已到达 2513 万台，特别是 在人口密集的城市， 造成热岛效应加剧的诸多因素中， 空调器的普及， 是一个不 容无视的问题。 另外，在当今国内外大中城市， 空调的耗电量占到了城市用电量 的3040%,进入高温季节，空调用电量甚至占总用电量的 50%，这是造成城市 用电超负荷最直接的一个原因。 正如某些能源专家惊叹 “空调负荷是电网里的癌 症，只有力推非电或少用电的节能空调， 才能从根本上缓解使用空调造成的电力 紧缺。目前，我国电力资源非常紧缺，已有 23个省市出现了“电荒，其中 XX 省电力紧缺位居全国之首。在这种严峻的缺

3、电危机下，研制开发出一种不使 用压缩机，不使用 CFC 等化学制冷剂的低能耗降温装置，既能满足室内空气品 质要求，又能显著减少空调运行的能耗， 这不仅是国家各级政府的呼吁， 同时也 是本课题组迫切需要研究的一项内容。大气中存在着各种自然的能量，其中“焓湿能 Psychrometric Energy 就 是一种普遍存在的可再生而且容易获取的自然能量。 所谓“焓湿能， 简单的说， 任何一股不饱和空气均可将其等湿冷却至接近露点温度，也可将其等温地饱和， 这两种状态的能量差异即为 “焓湿能， 本工程研制的 “自然能空调器就是充 分利用这种空气 “焓湿能的转化来到达制冷的成效。 其核心部件是热质交换芯

4、“湿能芯。 （其根本原理和构造详见第三局部 ）二立项意义：传统的空气调节， 它只是在一个相对密闭空间内， 对室内空气本身能量与温 度的调节，它不提供自然的新鲜空气。所以使用传统空调时，室内空气污浊、憋 闷、空气质素低劣，耗电量大，这给人们身心安康造成了不少的伤害。本工程研 制的“自然能空调系列产品，它可在极低能耗条件下，既提供 100%室外新鲜 空气，又能把不饱和空气转化为低温、 低焓而不变湿的空气输入室内， 这是目前 国际上竭力倡导的全新节能空调的新概念和新的空气调节方式。 它不追求对建筑 物容积进展空气调节，而是将调节好的气流直接输送到人体或设施存在的 X 围， 它是以满足人体舒适度及工艺

5、要求为根本目标， 最大的特点是超级节电节能， 并 可大大减少能源浪费和显著降低冷热负荷。1、本工程的社会意义： 、该“自然能空调产品以水作为工作介质，不使用氟里昂等化学物质， 防止破坏自然环境，有利于保护臭氧层。 、该“自然能空调产品的能效比 EER可达12w/w以上，其效率为常规空调的58倍。以300m3/h风量的“自然能工位空调为例，其制冷量约为150旷 1800W,其用电量仅为60W就够了，假设1个房间以20m2计算，使用常规空调， 需要11.5kw的用电量，可见常规空调的用电量为“自然能工位空调的1625倍。空调是造成夏季用电负荷紧 X 的主要原因，使用“自然能空调，由于 其用电负荷小

6、，可大大缓解夏季用电紧 X 的局面。 、该“自然能"空调采用水蒸气间接蒸发式冷却方式，既可以有效地降温， 同时并不增加空气湿度， 保证了人体的舒适性。 一般蒸气压缩式空调和直接蒸发 式冷却器的制冷温度很难降到湿球温度， 而该“自然能空调不但可以降到湿球 温度以下，而且还可以接近露点温度，有效地节约和利用了资源。 、该工程目前处于行业的热点领域，国际上相关企业及机构均在大力进展类似的研究和产业化， 为了率先进入市场并占领市场， 该工程的研究就显得尤为 紧迫。2、本工程的经济意义： 、该“自然能空调产品的造价低于常规空调，用户初投资小，其价格只 略高于电风扇。 、该“自然能空调极大的减少

7、了消费者用于空调的支出，其使用费用远远低于常规空调。以全国每年 3 千万台空调的产量计按平均每台电功率 1kw 计，如有 10%的空调即 3百万台改用“自然能空调，按使用时间一年为 1000 小时计，将节约用电约 28亿度，节省价值约 15亿元。 、该“自然能空调按年产300万台计，平均价格按每台600元考虑，年 产量将达 18亿元，按利税 30%考虑，利税额将达 5亿元。二、工程主要研究开发产品开发内容、技术关键、创新方式 一主要研究开发内容：1、“焓湿能理论研究和空调热湿负荷计算。 对焓湿能的机理进展全面地探 索，分析焓湿能转化规律；根据不同的气候条件、不同的室内环境要求，编制通 用的计算

8、软件对焓湿能及热湿负荷进展系统的模拟和计算， 为空调的整体设计提 供数值依据。2、间接蒸发式热质交换的实验研究。 针对热质交换的不同气流组织方式， 如逆流、穿插流、混合流等，对实验台架进展设计和改装；测量流动过程的温度 场、速度场，计算不同流动方式的热质交换量、焓湿能及其效率，探寻最有效的 气流组织方式。3、“湿能芯的设计和性能研究。 根据上述的数值模拟及实验结果，对湿能 芯的构造进展设计；通过湿能芯的流场、温度场、制冷量、焓湿能、耗水量等的 数值模拟和实验研究， 分析不同的进口参数、 不同的气流组织方式、 不同构造和 材料、不同的排风 / 送风配比对湿能芯效率、送风品质的影响，从而优化湿能芯

9、 的设计、提高湿能芯的综合性能。4、“自然能空调装置的设计与试制。 根据室内环境要求用自行开发的软件 包计算热湿负荷和冷量，设计送风和回风组织方式，确定装置中电机、风叶、湿 能芯与进出风量、 制冷量的匹配关系， 合理选择湿能芯容量、 风机容量和补水量， 最后根据设计图纸，制造样机。5、“自然能空调装置的性能测试和产品开发。 利用空调焓差试验装置， 对样机进展综合性能测试， 测试标准和测试方法， 参照家用空调的标准和方法。 测 试后与蒸气压缩式空调、 直接蒸发式冷却器 空调扇的各项性能指标进展比拟， 并加以改良，最终开发出高效节能型“自然能空调的系列产品。二技术关键：本工程的技术关键就是湿能芯技

10、术， 湿能芯可以说是“自然能空调的心脏， 它的效率上下决定了整个空调的能效比 EER。湿能芯的气流组织方式、构造的 设计、材料的选择、寿命的长短、吸湿性和防腐性等等都是该技术的难点，也是 本工程需要重点解决的关键问题。三创新主要方式：1 、本工程目前在国内尚属开创性研究，有望获得创新性科研成果。2、该空调充分利用自然能量，以水为工质，空气做媒介，不使用压缩机和 氟里昂制冷剂，也不使用化学溶液，是绿色环保型空调产品。3、100%室外新鲜空气输入使室内保持正压，可忽略室内潜热负荷的影响， 并可忽略从门窗缝隙漏入的热量，从而节约冷量。4、高效节能，超级节电，季节性能效比 EER 值可达 12 以上，

11、实现最大的 制冷量，最低的运行费用。5、制冷送气温度可低于进气湿球温度，接近了露点温度。可把低温、低焓 而不加湿的舒适空气送入室内，彻底改变室内空气品质。6、可与常规空调配合使用，在早晚期间及过渡季节可充分利用自然风冷却 室内。7、体积小、重量轻、通风量稳定、低风速、低噪音、低耗水量、使用寿命 长、构造简单、易安装、易维修 三、工程预期目标主要技术经济指标、应用或产业化前景 一预期的主要技术指标：预期的主要技术指标如下：制冷量：4008000 W新风量可与回风配比：40100%送风量： 150 6000 m3/h送风温度： 15 22 oc能效比 EER：12 W/W二预期的主要经济指标：该产

12、品构造简单， 装配部件少， 易装易拆易维修。 假设到达与常规空调同等 制冷量，本产品的销售价仅为常规空调的50%，而销售利润率仍可控制在 40%左右。假设以全国每年3千万台空调的产量计按平均每台电功率 1kw计，如有 10%的空调即 3百万台改用“自然能空调， 按使用时间一年为 1000小时计， 将 节约用电约 28亿度，价值约 15亿元人民币。平均价格按每台 600元考虑，年产 值将达 18亿，按利税 30%考虑，利税额约为 5.4亿元。三“自然能空调的应用：1、假设湿能芯仅与风机配置为单机产品，如“自然能工位空调器，主要 适用于家庭、厨房、办公室、医院病房、娱乐场所、工业厂房等场所。2、假

13、设湿能芯与空气净化除湿装置、电压缩机、水源热泵机组等设备配套那么为复合型产品， 主要应用于大型建筑物、 办公楼、 宾馆、医院、别墅等场所。还可应用于化工、发电、能源、环保等诸多领域。四产业化前景：据英国 BSRIA 全球市场新闻调查，中国现已是空调生产超级大国。 2003年 全球空调总产量 5000万套，中国空调产量就达 2600万套，预计 2005年中国房 间小型空调器产值将上涨至 73 亿美元，居世界第一。近几年中国公布新的建筑 设计标准，要求房间新风量 30m3/h/ 人，再加上大型空调机组价格昂贵，促使小 型、低廉、节电的空调器呈快速增长，年增长率 25%左右，显示着广阔的市场空 间。

14、1、超级节电是市场最大卖点。该产品用电部件主要来自风机， 湿能芯制冷不需要用电。 房间内使用本产品， 耗电量3090W,制冷量4002000W,能效比EER均在12W/W 以上，产品送 风口室内外温差能连续保持在 811C。另外，该产品可实现交直流电两用，配 用直流电机，能效比可达 40W/W 以上，配蓄电池，在停电时能连续使用 610 小时。2、适用面广，专业个性化强。该产品既不同于常规空调， 又有别于市场上供给的空调扇。 它制冷不加湿又 可输入 100%新鲜空气，而空调扇以冰块降温，给室内加湿，人体舒适性差。 “自 然能空调，以其独特的性能和应用 X 畴，可以满足各类消费者的需求。例如：厨

15、房工位空调器，由于厨房面积小，装空调不合算，在烧饭炒菜时厨 房内最闷热。工位式“自然能空调，它体积小，有任意安放的灵活性，既可提 供较大风量又能制冷， 完全可解决厨房内闷热的弊病。 同时还可减少油烟对人体的污染“自然能空调的风量和制冷量， 以人为本， 按需所取， 也可因场所而异量 体选型。风量有150m3/h至6000m/h以上的产品，制冷量有 400W至几千瓦以 上的产品，一个人能享用，厂房内数十人也可享用。惧怕骤冷骤热、怕感冒的老 年人、小孩、体弱多病者可用，办公室、酒吧、餐饮店等娱乐场所也可以用。像 欧洲一些国家，他们需要节能环保型空调，安装时不要破坏建筑物，工位式“自 然能空调正是符合

16、这样需求的最好产品。3、制造本钱小，销售价空间弹性大。 现国内空调行业，生产厂家多，产品单一化，价格竞争十分剧烈。为此，能 拿出科技含量高、 制造本钱小、 价格有竞争力的新产品， 这是空调生产厂家都在 努力寻找的市场目标。本工程的产品除风机、湿能芯外，辅助配件少，生产工艺 及构造简单，易装易拆易维修，为此，它生产本钱低、销售价空间弹性大。综上所述，“自然能空调只要有主导企业和生产规模以及强势的营销力度， 它一定会开展成为一个行业。 同时， 这为竞争于现行市场的空调扇、 蒸发式冷风 机、机械通风机以及仿真炭火取暖空调扇， 均开创了一条新通道， 并翻开了一片 更加节电实用的空调新市场。四、工程实施

17、方案本工程的研究关键是两局部， 一是核心部件湿能芯的研究和设计， 二是“自 然能空调的系统设计。1、核心部件“湿能芯的研究和设计：通过实验和数值分析，确定湿能芯 内最有效的气流组织方式； 在构造上，湿能芯内相互叠加的热质交换薄片由吸湿性较好的纤维材料构成，每X薄片上均匀粘贴EVA隔板作为导流通道，每X薄 片的一面涂上防湿涂层以构造相互隔离的干通道和湿通道。 自冷区域和它冷区域 的大小由室内环境的需求决定。2、“自然能空调的系统设计： 采用数位模拟方法， 确定产品中电机、 风叶、 湿能芯与进出风量、制冷量的匹配关系； “自然能空调单机产品用电部件主要 来自风机， 因此如何选择风机以提高风机工作效

18、率、 增加送风量、 降低噪音显得 尤为重要，有关风机风叶的制作工艺等技术问题目前正与 XX 一家电机公司协商 共同研制解决； 为提高产品在市场竞争中的亮点， 产品需要增添更多附加效劳功 能，例如利用电子半导技术，让空调产品会发声，会定时，会散发灭蚊剂、清香 剂、空气净化剂，使产品成为别具一格的人性化空调；为进一步节电，该产品将 实现交直流电两用， 有关直流电机研发配置等工作， 本工程将委托合作的企业承 当。五、方案进度安排2004.09- 2004.122005.0仁 2005.032005.0/ 2005.082005.09- 2005.122006.0仁 2006.032006.04 2006.07调研、查阅文献、收集资料、筹集资金、可行性论证。焓湿能理论研究与分析、 修正方案、 购置必需的仪器设 备、完成实验台架改装。编制大型通用软件， 对焓湿能、 空调热湿负荷进展模拟 和计算，并用实验进展验证。湿能芯热质交换器的设计及其性能测试。自然能空调总体方案设计及空调器样机制造。 自然能空调器样机性能测试及其改良，编制产品说2006.08- 2006.09明书及标准，制定产业化方案。结题报告、