中国节能空调的前世今生

一、引子

最近，格力、美的这对空调业的“冤家”又有较劲的新戏法——互指对方的科技奖励项目技术造假。而且，都是以普通工程师、技术人员发微博的方式来“互撕”，并没有出示权威部门认可的真凭实据。

1月20日，格力标准化管理部部长助理陈进发布了一条微博指责美的技术造假，指责美的牵头申报的《房间空气调节器节能关键技术研究及产业化》项目获得国家科学技术进步二等奖，奖项主要创新点描述为“……与国内外同等级空调器相比，耗电量减少64.1%”，陈进认为该执行标准不合法，节能效果造假，项目存在学术造假，请求国家科学技术奖励办公室撤销该奖励项目。

两天后，美的表示，国家科学技术进步奖，由国务院设立，根据《国家科学技术奖励条例》和《国家科学技术奖励条例实施细则》的相关对应进行评选。最终获得"国家科学技术进步奖二等奖"，该评奖结果于2015年1月9日在国家科技部网站公示。

除了公示外，美的一位名叫“@工程师李猛”的微博网友也发出一条微博称，要求撤销格力2011年获得的国家科学技术进步二等奖，并附上了举报函。其表示，格力项目中的1HZ技术无制冷效果；项目机型SEER(季节能效比)数据虚假。建议撤销其奖项以维护奖项权威性。

回看这一次格力、美的互相举报对方技术造假的过程，“剑”之所指均是对手产品的主要卖点，格力质疑的是美的“一晚低至一度电”的技术，美的质疑的是格力“一赫兹”技术。

有网友就评论，美的65.1%的节能率和格力1Hz下的测试工况，但凡懂得一些专业知识的人都不会投赞成票。问题是，国家级奖项的评审竟然轻易地通过了，这是什么原因？

技术竞争而非价格竞争成为焦点，本来是一件好事。但是，如果比拼技术炒作，或者以技术为名，进行宣传上的相互攻击，那就使不得。

作为曾经的中国空调行业参与者，我来谈谈自己的看法。

二、中国节能空调的起源

（一）   蓝波-希岛高效节能空调横空出世

回到1991年，深圳蓝波-希岛高效节能空调横空出世（KC-18B型空调标称数据：制冷量1800W，输入功率495W，能效比EER=3.64），在国内空调和制冷领域引起巨大轰动。

当时的轻工业部科技司组织和领导了北京家电研究所、天津大学热能研究所、上海冰箱压缩机厂、北京长城空调器厂等企事业共同单位参与，联合作战，自1991年7月~9月共同对蓝波-希岛高效节能空调进行了分析研究，探讨其节能原理。

得出的结论是：蓝波-希岛牌KC-18B型空调器确系节能产品（KC-18B型空调实测数据：制冷量1700W，输入功率504W，能效比EER=3.37），指标比较先进，居于国内领先地位。

一时间，国内几乎所有空调厂家领导都直奔深圳，甚至是省市一、二把手带队，寻求与深圳石化科技器材公司技术合作研发和生产高效节能空调。

（二）   蓝波-希岛高效节能空调的技术真相

轻工业部专家组关于蓝波-希岛牌KC-18B型空调器节能技术措施的分析意见如下：

• 采用了混合工质；

• 采用了技术指标较为先进的压缩机；

• 采用小马（小压缩机）拉大车（大蒸发器、大冷凝器、大风量）的制冷系统匹配。

我于1991年1月，在《家用电器》杂志上发表了“空调系统的合理匹配与调试”技术论文，1992年1月，在《家用电器》杂志上发表了“压焓图在空调系统的设计运行及维修中的应用”技术论文。引起了深圳石化科技器材公司总经理李炳南先生的注意，力邀我南下（当时我在沈阳空调器厂工作）加入深圳蓝波-希岛高效节能空调研发团队。

作为蓝波-希岛空调的主要技术负责人，我主要负责蓝波-希岛高效节能空调制冷系统匹配，时至今日，有必要还原技术真相：

• 压缩机也是幌子，为了不被人识破，出厂的空调器都把压缩机铭牌撕掉了（按照今天的产品质量法规定，这么做是违法的）。

前二项技术措施都是蒙骗国内空调与制冷行业的幌子，真正起作用的是：

• 采用小马（小压缩机）拉大车（大蒸发器、大冷凝器、大风量）的制冷系统匹配。

其基本设计思想如下：

压缩制冷性能系数（COP）=（hg-hY）/(Hk’-hI)（图1）

图1

当蒸发温度=7.2°，过热度=11.1°，冷凝温度=54.4°过冷度=8.3°：

压缩制冷性能系数（COP7.2°&54.4°）=（hg-hY）/(Hk’-hI)=(149.5-113.77)/(161-152.3)

=4.11

当蒸发温度=9°，过热度=11.1°，冷凝温度=50°过冷度=8.3°：

压缩制冷性能系数（COP9°&50°）=（hg-hY）/(Hk’-hI)=(150-109)/(160-153)

=5.86

结论：小马（小压缩机）拉大车（大蒸发器、大冷凝器、大风量）制冷系统的性能系数（COP7.2°&54.4°)比正常匹配的制冷系统性能系数（COP9°&50°)高很多。

就是这么简单？但是由于采用了一些技术障眼法，迷惑了当时国内空调和制冷领域顶尖技术专家团队，一时难以破解蓝波-希岛高效节能空调的奥秘。

一、中国节能空调的技术现状

（一）   空调节能指标

可以通过以下三种指标来确定空调的省电性能。

1、  压缩制冷性能系数（COP）

性能系数COP=（hg-hY）/(Hk’-hI)

压缩制冷性能系数（COP）是根据制冷剂压焓图上的理论压缩循环分析计算出来的，属于理论值。

2、  实验室测试能效比（EER）

能效比（EER）=实测制冷量/输入功率

在实验室测试空调能效比（EER）时，是假定压缩机连续运行。但用户实际使用空调时，压缩机是不可能24小时连续运行的。所以实验室测试出来的能效比（EER）并不能反映用户实际使用空调时的能源效率。

3、  季节能效比（SEER）

为了获得，或接近用户实际使用的空调能源效率，美国政府最早（1980年代）就提出了季节能效比(Seasonal energy efficiencyrating,即SEER)的概念。美国ARI标准早就规定了测试季节能效比（SEER）的方法。

美国季节能效比（SEER）主要是针对定频空调，因为美国人很少用变频空调，变频空调是亚洲人开发出来的。

美国空调是24小时连续运行的，所以美国测试季节能效比(SEER)的标准与用户实际使用情况比较吻合，能够正确反映用户实际使用空调时的能源效率。

日本JIS标准也有测试季节能效比方法。早先（1990年代）日本各个空调厂商都在日本东京建造一栋样板住宅，装上变频空调，全年运行，记录变频空调的全年耗量，以获得季节能效比（SEER）数据。

怎样体现变频空调的省电性能，ISO标准没有相应的考核方法。

我们国家的GB/T 7725标准修订组正在考虑制定具体的测试办法。GB21455-2008《转速可控性房间空气调节器能效限定值及能源效率等级》规定了变频空调季节能效比（SEER）的检测方法。这种测试方法试图反映变频空调在低负荷时及不停机时的省电性能。但是它是否真正代表了实际用户使用空调的习惯，有待商榷。因为中国用户很少会24小时连续使用空调。

（二）   现代空调节能的技术路径

1、  什么是空气调节？

一个完善的空调调节系统，必须具备以下功能：即加热、加湿、制冷、除湿、通风、过滤除尘、空气循环等。但在大多数应用场合，其主要功能应是调节室温，其次是除湿、加湿、除尘，以被调节空间达到舒适为目的，不一定需要7种功能全具备。

在中国，家用空调基本被简化为“制冷”这一种功能。

2、  空调的节能措施

• 高效压缩机  几十年来，空调压缩机从活塞式演变到旋转转子式，再到涡旋式，能效比（EER）不断提高。

• 高效换热器  几十年来，翅片式空调换热器从平板演变到波纹，再到裂隙，以及亲水铝箔；当然，还有微通道换热器技术等等，换热效率不断提高。

• 高效风机    几十年来，空调风机从轴流扇的、离心扇演变到贯流扇、无窝壳风扇等等，能源效率不断上升，噪声快速下降。

• 系统匹配    自从蓝波-希岛高效节能空调技术诀窍公开后，中国空调行业就都开始采用小马（小压缩机）拉大车（大蒸发器、大冷凝器、大风量）的制冷系统匹配方法了。

3、  热“舒适”性

节约空调能源的方法还包括要逐渐改变我们的热“舒适”观。

夏季制冷必须优先考虑节省能源。空气调节工程师长期以来都坚决反对许多建筑物管理人员在夏季制冷季节里把室内温度保持在荒谬的寒冷温度。许多银行、餐馆、超级市场、剧院和公共建筑物是如此的寒冷，以至于从暖和的室外里走进去的人都感到“刺骨的冷”。这些在控制“冷却空气”系统的人似乎定义空气调节的意思就是“保持我们的建筑物在夏季比冬季还要冷！”

实际上，大多数消费者并不知道空调器出风温度太低反而会不舒适。在国内家电商场，常有空调促销人员为了使消费者确信他所推销的空调器制冷量足，而把空调温控器设定到最低挡，同时也把风速调到最低速，使得空调出风口直往外吹“白雾”，这是因为出风干球温度太低，空调出口的寒冷空气一遇外部潮湿的高温空气就直接凝露成小水珠，看起来就是“白雾”，这时空调器就变成了除湿机。遗憾的是，学过制冷的人都知道，温度和制冷量是两个完全不同的物理量。事实上，空调器出口空气温度和风速越低，其制冷量反而越低，而不是越大（可笑的是这些空调促销员自己往往都不知道这一制冷现象）。

夏季（舒适）空气调节的最大好处就是能够在调节空间里获得不冷于26.67℃的干球温度——如果相对湿度保持在或低于50%。

必须要相当迅速的去适应这些能源要求。大多数人“舒适”的概念都必须要彻底的重新定义（以小泉首相为首的日本政府官员在2005年夏天就曾经号召日本人不要穿西装，打领带，要调高室内空调控制温度，以节省能源）。并且必须要重新关注设备的有效运行和建筑物的保温，挡风条和堵缝，以便将热损失将到最低程度。

在空调系统匹配时，适当提高蒸发温度，降低冷凝温度，对于某些人来说，可能会降低热“舒适”型（因为空调出风温度高），但是却大大增加了空调系统的能效比（EER）。

4、  变频空调的节能效果

就单纯的变频空调而言，其所谓的节能优势很难体现，即便在日本也没有变频空调统一的技术标准与实验设备，充其量是都在东京地区建一个类似的住宅，让他的空调在里面制冷运行几个月，制热运行几个月，得到一个所谓季节能效比（SEER）来评价其节能效果。其节能效果都是各家吹各家的，SEER是否科学——与老百姓实际使用空调时有多大程度的类似——还需要认真探讨。

任何机械和电气设备，都有其最佳运行工况点，偏离最佳运行工况，效率就会下降。

定频空调大部分时间都是在最佳运行工况（效率最高）运行。

定频空调是通过设定温控范围来控制空调开、关机。在空调规格选用正确的前提下：

• 如果房间保温措施好，则开机时间短，停机时间长，节能；

• 如果房间保温措施差，则开机时间长，停机时间短，不节能。

变频空调大部分时间是偏离最佳运行工况（效率低下）运行。

变频空调是通过改变压缩机运行频率来调整制冷量，达到使用过程不停机的目的：

• 如果房间保温措施好，则高频时间短，低频时间长，节能；

• 如果房间保温措施差，则高频时间长，低频时间短，不节能。

二、“一晚低至一度电”和“一赫兹”是怎么回事？

（一）   是广告宣传用语，还是借此“噱头”申请国家科学技术进步二等奖

• 如果厂家的广告宣传行为  则应该由技术监督部门和工商部门按照广告法来审查其广告内容是否有虚假行为。《中华人民共和国广告法》已由中华人民共和国第十二届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议于2015年4月24日修订通过，现将修订后的《中华人民共和国广告法》公布，自2015年9月1日起施行。

• 如果借此“噱头”申请国家科学技术进步二等奖  则应该由技术监督部门来省查其技术真实性。

（二）   空调真的可以做到“一晚低至一度电”，或在“一赫兹”下运行吗？

“一晚低至一度电”和“一赫兹”都是要强调空调可以长期在低频率（偏离最佳工况）下运行，用电少，节能等。

如果空调真的可以偏离最佳运行工况，长期在“一赫兹”频率下运行，那此时的空调制冷系统就是蚂蚁（“一赫兹”的压缩机）拉火车（巨大的制冷系统）了。

“一晚低至一度电”和“一赫兹”频率下运行的空调所产生的制冷量是多少？能否平衡房间里（人体、家电等）散发出来热量，以及强大的室内外温差所产生的热导和泄漏进室内的热量？这都是基本的热力学常识，不需要讨论就可以知道“一晚低至一度电”和“一赫兹”纯粹是胡扯！

在密封和保温性能良好的空调实验室里测试这些空调，可能确实可以做到“一晚低至一度电”和“一赫兹”（但也不一定能够做到）。问题是普通老百姓居住的住宅密封和导热性能不可能这么好。老百姓居住的住宅肯定会有漏风和漏热现象，“一晚低至一度电”和“一赫兹”频率下运行的空调所产生的制冷量根本无法抵消这些热量。

即使普通老百姓居住的住宅保温措施好，密封效果好，室外热量根本就无法热导和泄漏进室内，那么达到设定温度后直接停机不就更加节电吗，干嘛非要偏离最佳运行工况（“一赫兹”），低效率运行呢？

三、国家科学技术进步二等奖是怎么颁发的？

格力质疑的是美的“一晚低至一度电”的技术，即美的空调是以65.1%的节能率（相当于“一晚低至一度电”）获得国家科学技术进步二等奖。

美的质疑的是格力“一赫兹”技术，即格力是凭借 “一赫兹”技术获得国家科学技术进步二等奖。

现在的问题已经不是这二家企业的问题了，而是国家是否真的凭借所谓的“一晚低至一度电”和“一赫兹”技术给这二个国际著名空调企业颁发了国家科学技术进步二等奖级？如果是真的，这就是开国际玩笑了，这就把问题搞大了。这才是国人和中国空调和制冷行业需要认真思考的问题。