（本文原载于《中外技术情报》1995年11期，发表后反响迄今不断）

随着我国经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，广大人民群众对家居生活环境的期望值也在同步上升，这反过来刺激了我国家电行业的快速发展，其中，电风扇和家用空调器已成为城镇居民消费纳凉的两大主流产品。据报道，我国1994年电风扇产量已达7730．58万台，比1993年增产27．88％，房间空调器产量382．55万台，比1993年增长22．92％。进入1995年以来，增产幅度进一步加大。据权威部门预测，到2000年，我国电风扇产量将下降为3000万台，而房间空调器的产量将达600万台。

从总体上来说，目前人类所掌握的制冷方法远不及取暖方法那样繁多、简便和低成本，因而制冷技术的开发利用也便受到更多人的关注。从人体生理学角度看，影响人体热舒适度的环境因素主要是温度、湿度和空气流速，其最佳数值分别为：温度24—28℃，相对湿度50％一70％，空气平均流速0．25米／秒，平均每人每小时约需新风30—40立方米。人体对温度的感觉极易受湿度的干扰，且常会形成错觉。在夏日同一气温下，相对湿度在舒适值以上的每一点增加都会令人感到更热，比如在饮水充足的条件下，身处38℃高温沙漠地带与身处同样温度南方水乡的同一人的感觉就会大不一样。因此，空气湿度和流速是与温度同等重要的人体热平衡指标。

   

1、我国主流纳凉家电产品的现状   

电风扇是目前我国最为大众化的纳凉家电产品，由于它吹出的是室温风而非冷风，严格讲并不能划入冷风机范畴，但它能加快人体汗液蒸发，降低体表温度，加之价格便宜和耗电量较少，因而获得广泛使用。目前，新一代电风扇业已问世，它能模拟自然风(山风、湖风)，设有微风档，双风叶能360度摇头，电耗仅为40瓦，超薄壁扇电机厚度仅16毫米，并具红外、超声、无线电等迢控功能。尽管如此，当室温接近或高于体温、相对湿度过大时，电风扇的功效会显著降低，久吹人体反而会感到种种不适。   

单冷家用空调器是目前我国最主要的冷风机产品，其中绝大部分采用压缩式制冷系统，即将电能转换为机械能驱动压缩机制冷剂实现卡诺循环，目前能效比(COP值)已突破3．2；暂时尚无其他冷风机可与之匹敌。缺点是耗电多，噪声大，成本高，寿命短，污染环境。目前国内市场上60％单冷空调价格在2500一3500元之间，除节能型外，单冷机耗电大多在1kW左右，需配用5A以上电表和专用插座，新机噪声在55dB左右，使用一段时间后可达60dB以上，机内氯氟烃制冷剂(CFC)会破坏大气臭氧层，绝大多数机型尚不具备换气功能，导致人体不适。因此，家用空调的改进方向应该是：节能，降噪，缩小体积，改善气流分布，增设空气清新处理和遥控功能，实现模糊控制，使用新型制冷剂等。   

 

2、我国非主流冷风机技术概览   

目前我国城镇居民百户电风扇拥有率己达200％，而空调器拥有率尚不足l0％。形成如此悬殊的主要因素是价格和耗电量。仅就价格而言，在电风扇和单冷空调窗机之间就存在300一2000元的一段空白，尚无合适的主力冷风机产品填补。为此，笔者对我国实行专利制度l0年以来(1985．4一1995．12)可望填补上述空白的非主流冷风机专利申请案进行了检索，共查得200余件相关专利申请。从冷源角度分类，数量居首的是水蒸发取冷型〔占三分之一强)，以下依次是地下取冷型、半导体制冷型、冰箱取冷型、小功率空调、太阳能制冷、燃气制冷以及热管制冷等。   

水蒸发取冷型申请数量居首是因为制冷工质的水价廉易得，且具有较高的汽化热值。水蒸发方式可细分为喷雾式、透气水帘式、渗水冷板式、多孔渗水格栅式等，其共有心脏部件是l台(或两台)风机。从理论上来讲。水在30℃时约具有2451J／克的汽化热值，即1克水完全蒸发可吸收2451J的热量．若此蒸发过程在1秒内完成并维持该速率不变，其制冷功率相当于245l瓦，即相当于1台KC24单冷窗机的制冷效果．这是一个十分诱入的数值。由于此类风机的制冷效果主要取决于环境湿度和风速，此项技术在我国干热地区不难获得良好效果。然而在南方广大湿热地区，由于夏季平均气温高，相对湿度已接近饱和，即使喷出水雾也很少转变为汽态，当然也就谈不上吸收多少汽化热，相反还会增加室内潮湿程度．加剧人的不适感。为提高此类加湿型冷风机的制冷效果，有少数专利申请提出了完善措施，如用一组冷板将吹入的干风与吹出的湿风隔开，同时进行热交换；以及先吸湿再加湿降温的方案，即先用氯化钙、氯化锂或生石灰对入室气流作吸湿处理，使其变为相对湿度为5％左右的干燥空气，再加湿使其降温．并可根据需要实现多级去湿加湿，吸湿后的氯化钙等可在阳光下再生．循环使用。   

地下取冷型冷风机根据其冷源又可细分为地下水、自来水、地下风3种类型。前两种类型需将水流引入室内附有风机的热交换器，吸收室内热量后再排出室外，因而耗水量较大、如有一项专利称每小时水流量需180升(0.18吨)以上，这种冷风机只适合能打井取水的农村和城镇住户使用。自来水型冷风机因用水量大，水温偏高，降温效果不佳，也难以为城市居民所接受。地下风型冷风机仅适用于靠近人防设施、地下室等处的住户，且所抽取的冷风往往带有异味，没有普遍意义。    

半导体制冷型风机利用的是珀尔帖(Peltier)冷热效应，其优点是无噪声、制冷速度快，制冷量连续可调，结构紧凑，不怕振动，体积小重量轻，寿命长，安装使用方便。影响推广的因素是能效比较低，以及需专门配备直流(整流)电源。目前主要应用在车、船、飞机等已有直流电源的场合。   

冰箱取冷型现有两种方案。其一是在现有冰箱上加装风机系统，使其等同于一台小功率空调器，一机两用。其二是将经冰箱处理过的冷媒(冷芯)或冰块放入专门设计的风机内，使其吹出冷风，如采用一种高效蓄冷芯块．其冷当量为冰块的8倍，芯块重1．5公斤．总制冷量4800kJ，充一次冷可连续工作5小时。此类冷风机制冷量有限．只适合小范围降温。

有不少专利提出了空调帐、空调床罩、小型空调间等小功率空调方案．其功耗均在200瓦左右，与电冰箱耗电相当。问题在于这类空调的能效比较低，小范围封闭，空气清新度很快就会恶化。   

太阳能制冷系统具体又可分为吸附／脱附式、吸收式、压缩式三大基本类型，制冷量可根据压缩式制冷循环、吸收一蒸发式循环、热泵或固体吸附等原理获得。从理论上讲，太阳辐照强度越大，制冷量也越大，前景似乎乐观。但由于太阳能制冷机COP值普遍较低．据报道，若要获得2000瓦制冷功率，就需装备10平方米的集热器，成本高达8000元，目前装备城市居民家庭尚不现实。   

此外．还有少数专利提出以液氨为工质的热管制冷系统、以液氨或溴化理为工质的燃气式制冷系统，以及采用氯化铵等无机盐饱和溶液滤热的制冷系统等技术方案，其投产可行性均有待于进一步论证。

 

3、结语   

综上所述，我国专利制度实施以来，广大科技人员为填补电风扇与单冷空调器之间的产品空白付出了辛勤劳动。提出了众多技术方案。但其中真正实施的只有极少数，这再次反映了我国专利技术实施率普遍较低的总体状况。同时也说明现有各技术方案确有进一步完善的必要，如许多专利在人体热舒适度三要素方面顾此失彼，片面追求制冷量而忽略湿度和空气流通指标；此外，在提高能效比和性能价格比等方面仍有许多工作要做。   

目前，我国夏季的城市热岛效应相当严重，市区平均气温要比市郊高出3℃以上，因此，城市的防暑降温比农村更为迫切。但解决这一问题，光靠家电行业是不够的，还有赖于工业、城建、交通、环保、园林等许多部门的共同努力，并采取各种措施，如动迁市区高耗能高污染工厂，尽力缩短市内基建工程周期，降低大气粉尘和噪声污染，开发并大力推广具有良好隔热性能的墙体和屋面材料，保留并尽可能扩大行道绿树、绿地面积，推广住宅楼垂直绿化等，只有这样，人类才能实现“愉快渡夏”的目标。

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