家電產業在絕熱技術領域的瓶頸分析
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北京環都人工環境科技有限公司南京辦事處
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由于2011年是國家“十二五”規劃開局之年,許多家電企業對未來家電業的技術路線規劃極為重視。
2011技術路線規劃指出,應通過能源效率、低碳環保及消費升級三個方面,確立家電產業的社會和市場需求,并據此給出了中國家電產業的技術發展目標和方向。
根據這一發展目標,到2015年,中國主要家電產品能效水平較2010年平均提高15%;到2020年,主要家電產品能效水平較2015年平均提高15%;到2015年,整機生產能耗(噸標煤/萬元產值)平均降低15%。下面就其發展做簡單的分析。
家電產業在絕熱技術領域的瓶頸
在此次中國家電技術路線規劃中,zui為重要的是家電產業研發需求部分。此部分共分為變頻技術、熱泵技術、熱交換技術、絕熱技術、熱回收技術、蓄能技術、新能源混合能源技術、新材料和材料替代技術、智能化技術和網絡化技術、資源再利用技術、電機技術、壓縮機、制造技術及家電裝備等領域。變頻技術領域又包括變頻驅動技術、變頻驅動軟件(算法)、變頻功率模塊、流量調節閥及新型變頻技術研究。其中,變頻驅動技術的研發需求為,希望國家組織攻關,開展跨行業合作,成功開發具有自主知識產權的控制主芯片,建立具有自主知識產權的控制主芯片工藝技術。變頻驅動軟件(算法)的研發需求為,成功開發具有自主知識產權的算法及商業化應用。變頻功率模塊又分為功率開關器件(IGBT等)的開發、功率開關器件(IGBT等)的制造、測試技術以及PFC技術應用幾個項目。這三方面的研發需求分別為:開展跨行業合作,實現產業化,降低成本;希望國家組織攻關,開展跨行業合作;到2015年,全面應用變頻電控技術。流量調節閥的研發需求主要體現在,到2015年,研發出各種小規格新型電子膨脹閥。新型變頻技術研究包括低頻轉矩控制和變頻電控可靠性。
熱泵技術領域主要包括CO2等新工質、系統優化技術及低溫熱泵技術。CO2等新工質又包括CO2新工質研究和評估、CO2冷凍機油開發及相關材料的相容性分析。其中,CO2新工質研究和評估的研發目標為,到2015年實現CO2新工質在空調系統上的應用。系統優化技術分為翅片、內螺紋管、全熱交換器結構優化、制冷系統熱動力學優化仿真技術及壓力控制技術,研究目標為提高系統換熱效果,研究新型制冷循環。低溫熱泵技術包括低溫運行壓縮機開發以及低溫換熱技術,目標是到2014年形成有自主知識產權的產品及實現補氣技術的應用。
熱交換技術領域的研究需求主要分為換熱器、鋁制微通道換熱器、組合管徑換熱器、板式熱交換器、新型熱交換器開發、回熱換熱器開發、翅片、內螺紋管及不易結霜材料、涂層幾個領域。其中換熱器研究分為超薄化換熱器、緊湊式換熱器結構研究及緊湊式換熱器材料和工藝研究。超薄化換熱器的規劃是,到2012年形成批量化產品。鋁制微通道換熱器研究分為微通道換熱的基礎研究、冷凝水排除及微通道換熱器分歧管的優化研究。組合管徑換熱器及板式熱交換器研究到2015年基本完成。根據新型熱交換器開發規劃,到2015年,突破傳統熱交換器結構,提高全熱交換器利用率,實現差異化產品。翅片研究包括翅片傳熱學研究、窗口疏密形狀和翅片布置和形狀優化。內螺紋管研究包括管內螺紋形狀、換熱基礎研究和管內流動損失研究,目標是提高內螺紋管換熱效果。不易結霜材料、涂層的主要研究方向為翅片納米涂層材料的研制。
絕熱技術領域的研究需求包括環戊烷發泡技術提升、真空絕熱板、真空發泡技術和門封隔熱技術,大部分需要通過產業鏈合作來實現研發目標。環戊烷發泡技術提升研究需要從材料、設備和工藝優化入手。真空絕熱板的研究又包括材料真空放氣特性研究、低成本真空隔熱板生產研究、真空工藝研究、真空絕熱板在冰箱及熱水器中的應用研究幾個方向。真空發泡技術則包括環保發泡材料研究、新型發泡劑及混合發泡技術研究、微孔發泡技術研究及發泡工藝研究。門封隔熱技術包括絕熱材料研究、隔熱門封PVC材料替代研究及熱橋傳熱研究與斷橋絕熱結構開發。
熱回收技術領域的研發需求包括空調熱回收機組及熱水器余熱回收。其中空調熱回收包括室外廢熱回收利用,新型制冷循環研究,制冷系統的控制研究,研發目標為,到2015年,完成集熱水、空調和輻射于一體的能源中心機組研發和示范工程,形成行業標準;到2020年,全面推進能源中心機組應用。