家電技術發(fā)展方向：低碳環(huán)保與消費升級

　　2011年2月，中國家用電器協(xié)會成立了中國家電產業(yè)技術路線圖編制工作組，通過工作組召開的三次專家組會議，成立了由企業(yè)和院校專家組成的專業(yè)組，并在行業(yè)內舉行了三輪書面意見征詢工作，最終于10月27日完成了《中國家電產業(yè)技術路線圖》2011年版的定稿工作。

　　由于2011年是國家“十二五”規(guī)劃開局之年，許多家電企業(yè)對未來家電業(yè)的技術路線規(guī)劃極為重視，因此本刊特將中國家電產業(yè)技術路線圖2011版的主要內容呈現出來，以饗讀者。特別需要提示的是，技術路線圖中所列指標、規(guī)劃均為經過行業(yè)專家反復推敲、研究得出的，是具有前瞻性和挑戰(zhàn)性的行業(yè)目標，僅供參考，并非國家標準亦不可作為投資依據。

　　2011年11月3日，在2011年中國家用電器技術大會上，中國家用電器協(xié)會正式發(fā)布了中國家電產業(yè)技術路線圖2011版。該技術路線圖針對家電產業(yè)整體以及冰箱、洗衣機和空調三個重點產業(yè)，就未來10年2011~2020年社會和市場需求、產業(yè)目標及方向、技術瓶頸以及研發(fā)需求四個部分的內容進行了分析和規(guī)劃。

　　2011版家電產業(yè)技術路線圖指出，應通過能源效率、低碳環(huán)保及消費升級三個方面，確立家電產業(yè)的社會和市場需求，并據此給出了中國家電產業(yè)的技術發(fā)展目標和方向。

　　根據這一發(fā)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%。

　　在低碳環(huán)保方面，家電產業(yè)的主要研發(fā)方向體現在回收再利用、有害物質替代、HCFC替代和開發(fā)采用新能源和可再生能源的家電產品等方面。到2015年，空調行業(yè)HCFC-22消費量在2009年和2010年兩年平均水平上削減10%以上，碳氫技術實現產業(yè)化;家用冰箱、冷柜、電熱水器企業(yè)完成HCFC-141b物質的淘汰工作，太陽能熱水器企業(yè)開始進行HCFC-141b替代技術轉換工作，全行業(yè)積極開發(fā)采用低GWP值制冷劑和發(fā)泡劑。

　　在性能及可靠性方面，中國家電產業(yè)的技術目標是，到2015年主要產品性能指標達到國際先進水平，到2020年達到國際領先水平。同時，努力提高家電產品智能化水平，通過與智能電網的連接應用，實現系統(tǒng)節(jié)能減排，到2015年完成家電互聯接口通信協(xié)議的標準化和協(xié)調一致。在先進制造方面的目標，則是實現清潔生產以及制造自動化和信息化。

　　從全行業(yè)看，家電產業(yè)的技術瓶頸，主要包括變頻技術、系統(tǒng)結構動態(tài)優(yōu)化設計技術、新能源綜合利用、網絡化技術和智能化技術、關鍵元器件及新材料應用6個方面。

　　在此次中國家電產業(yè)技術路線圖中，最為重要的是家電產業(yè)研發(fā)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、高效電機技術、壓縮機、制造技術及家電專用裝備等領域。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(jié)閥及新型變頻技術研究。其中，變頻驅動技術的研發(fā)需求為，希望國家組織攻關，開展跨行業(yè)合作，成功開發(fā)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(fā)需求為，成功開發(fā)具有自主知識產權的算法及商業(yè)化應用。變頻功率模塊又分為功率開關器件IGBT等的開發(fā)、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(fā)需求分別為：開展跨行業(yè)合作，實現產業(yè)化，降低成本;希望國家組織攻關，開展跨行業(yè)合作;到2015年，全面應用變頻電控技術。流量調節(jié)閥的研發(fā)需求主要體現在，到2015年，研發(fā)出各種小規(guī)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(tǒng)優(yōu)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(fā)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(fā)目標為，到2015年實現CO2新工質在空調系統(tǒng)上的應用。系統(tǒng)優(yōu)化技術分為翅片、內螺紋管、換熱器結構優(yōu)化、制冷系統(tǒng)熱動力學優(yōu)化仿真技術及壓力控制技術，研究目標為提高系統(tǒng)換熱效果，研究新型制冷循環(huán)。低溫熱泵技術包括低溫運行壓縮機開發(fā)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高效換熱器、鋁制微通道換熱器、組合管徑換熱器、板式換熱器、新型熱交換器開發(fā)、高效回熱換熱器開發(fā)、翅片、內螺紋管及不易結霜材料、涂層幾個領域。其中高效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(guī)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(yōu)化研究。組合管徑換熱器及板式換熱器研究到2015年基本完成。根據新型熱交換器開發(fā)規(guī)劃，到2015年，突破傳統(tǒng)熱交換器結構，提高熱交換器利用率，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(yōu)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(huán)戊烷發(fā)泡技術提升、真空絕熱板、真空發(fā)泡技術和門封隔熱技術，大部分需要通過產業(yè)鏈合作來實現研發(fā)目標。環(huán)戊烷發(fā)泡技術提升研究需要從材料、設備和工藝優(yōu)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(fā)泡技術則包括環(huán)保發(fā)泡材料研究、新型發(fā)泡劑及混合發(fā)泡技術研究、微孔發(fā)泡技術研究及發(fā)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(fā)。

　　熱回收技術領域的研發(fā)需求包括空調熱回收及熱水器余熱回收。其中空調熱回收包括室外廢熱回收利用，新型制冷循環(huán)研究，制冷系統(tǒng)的控制研究，研發(fā)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(fā)和示范工程，形成行業(yè)標準;到2020年，全面推進能源中心機組應用。

　　蓄能技術領域包括太陽能蓄熱技術、谷電蓄電技術及蓄冷技術，均需要通過產業(yè)鏈合作來實現研發(fā)目標。其中，太陽能蓄熱技術的研發(fā)需求包括蓄熱材料及聚熱管技術研究，谷電蓄電技術包括儲能材料研究及電池蓄電技術，蓄冷技術則包括蓄冷材料研究及蓄能材料研究。

　　新能源混合能源技術領域分為光伏太陽能混合動力冰箱/冷柜、光伏太陽能混合動力空調及其他光伏家電產品。其中光伏太陽能混合動力冰箱/冷柜分為制冷系統(tǒng)的控制研究及直流蓄冷冰箱系統(tǒng)的開發(fā)與應用，規(guī)劃到2015年實現削峰效果，到2020年實現節(jié)電效果。光伏太陽能混合動力空調分為制冷系統(tǒng)的控制研究、太陽能光伏與市電混合的直流變頻空調的開發(fā)與應用及DC-DC轉換技術。規(guī)劃為到2015年建設光伏太陽能空調示范工程，形成行業(yè)標準，實現削峰效果，到2020年全面推進太陽能空調產業(yè)化。

　　新材料和材料替代技術領域的研究分為有害物質替代、銅替代、家電專用鋼材、新型永磁材料研究、HCFC替代應用及環(huán)保包裝材料替代幾個方面。其中，有害物質替代包括替代材料和替代工藝開發(fā)，目標是到2015年，滿足RoHS等法規(guī)要求。銅替代研究包括高效鋁線電機、全鋁換熱器及其他銅替代技術。高效鋁線電機的目標是，到2015年實現批量化應用。家電專用鋼材的研究分為彩涂板及高牌號電工鋼、不銹鋼等研究。基于環(huán)?？紤]，將提高彩涂板應用比重，目標是到2015年達到50%，到2020年實現全行業(yè)應用。針對新型永磁材料的研究，將圍繞稀土材料應用研究及其他新型磁性材料應用研究展開。HCFC替代應用的研發(fā)方向是R290、CO2等新型低GWP值制冷劑應用開發(fā)和低GWP值發(fā)泡材料的應用開發(fā)。新型制冷劑研究目標是，到2013年新工質產品研發(fā)完成，2015年實現成熟產品上市。新型發(fā)泡劑研究目標則是，到2015年，家用冰箱、冷柜、電熱水器企業(yè)完成HCFC-141b物質淘汰工作，太陽能熱水器企業(yè)開始進行HCFC-141b替代技術轉換工作。環(huán)保包裝材料替代的研究方向包括16種多環(huán)芳烴物質含量限定、替代材料開發(fā)、替代工藝開發(fā)及環(huán)保包裝材料循環(huán)使用。其中16種多環(huán)芳烴物質含量限定的研究有望在2014年以前完成，降低其對環(huán)境的破壞性影響。

　　智能化技術和網絡化技術領域的研究包括產品智能化、智能電網家電、物聯網家電幾個方面。其中，產品智能化研究則涉及適應現代生活方式的新技術和新功能開發(fā)研究、人機交互技術開發(fā)、家電的智能化管理、家電的故障自診斷及傳感識別技術的應用等。適應現代生活方式的新技術和新功能開發(fā)研究的目標是，到2015年能源利用集成式廚房電器、智能機器人的應用等;人機交互技術開發(fā)2015年前可以完成，可提升用戶操作體驗;此外，通過對家電智能化管理技術的開發(fā)，到2015年可實現家電智能化管理及電子商務。家用電器的故障自診斷研究目的，是實現電器遠程診斷和故障診斷;傳感識別技術的應用，包括模式識別技術開發(fā)，人感、面部識別技術、甲醛、煙塵等空氣質量傳感器、液態(tài)傳感器、RFID技術等的應用。智能電網家電的研究包括家庭能源管理中心、與智能交互終端的通訊協(xié)議等智能電網標準制定、電網的智能通訊技術、電網的能量流及信息流的獲取技術及安全技術、智能電網相關設備器件的開發(fā)及降低終端家電對電網電磁輻射污染的方法研究等，均需要通過跨行業(yè)合作來實現研究目標。其中，家庭能源管理中心的研究目標是，通過跨行業(yè)合作，研究家庭局域網的通訊協(xié)議標準和接口、能源管理控制模型、家庭分布式發(fā)電設備和儲能設備的應用模式、家庭能源使用分配方案和優(yōu)先級研究，以及能源管理軟件。物聯網家電的研究包括廣電網、互聯網、電信網的接口協(xié)議標準、RFID技術應用、物聯網家電通用通訊與控制協(xié)議、家庭安防控制燃氣泄露、遠程控制及信息安全與隱私保護。

　　資源再利用技術領域的研究需求包括減量化和材料循環(huán)再利用設計、廢棄家電資源回收利用技術及綠色設計。它的目標是到2020年，實施綠色設計，3R指標符合產品可再生利用率要求。其中，研究內容包括利于回收材料的設計和應用及材料循環(huán)再利用標準制定、廢冰箱聚氨酯回收利用技術以及綠色設計評價工具的開發(fā)。

　　高效電機技術領域的研究主要針對變頻、直流高效電機，包括直流電機內置新型驅動芯片研發(fā)、電機設計和評價技術開發(fā)、電機工藝技術開發(fā)及電機驅動一體化設計和應用。它的目標是到2015年，直流無刷永磁電機應用比例達到：冰箱10%、空調50%、洗衣機20%;到2020年，直流無刷永磁電機應用比例達到：冰箱20%、空調80%、洗衣機40%。

　　壓縮機領域的研究方向包括變頻壓縮機、壓縮機小型化和輕量化、新型壓縮機及新工質壓縮機。變頻壓縮機的研究主要針對寬頻帶變頻壓縮機，目標是到2015年，寬頻帶變頻冰箱壓縮機形成產品。在壓縮機小型化和輕量化研究方面的目標是，到2015年壓縮機在同等性能情況下重量減少20%。新型壓縮機的研發(fā)方向分為線性壓縮機、混合能源用低壓直流壓縮機、熱泵熱水器、干衣機專用壓縮機、無油或少油壓縮機、渦旋壓縮機及其他新型結構壓縮機等。其中，線性壓縮機及渦旋壓縮機的目標分別是，到2015年形成自主知識產權及形成自主知識產權的產品;混合能源用低壓直流壓縮機及熱泵熱水器、干衣機專用壓縮機，目標是到2015年形成產品;無油或少油壓縮機及其他新型結構壓縮機，研發(fā)目標則是到2020年形成有自主知識產權的產品。新工質壓縮機研究包括冷凍機油評價及技術開發(fā)、碳氫工質壓縮機及R744CO2壓縮機。其中冷凍機油評價及技術開發(fā)的研究目標為，到2015年形成自主知識產權;碳氫工質壓縮機及R744CO2壓縮機的目標則是，到2015年形成自主知識產權產品并量產。

　　家電制造技術領域的研究主要針對工業(yè)工程IE，通過研發(fā)，到2020年提高家電制造產業(yè)信息化和自動化水平，人均勞動生產率水平冰箱、洗衣機、空調年均提高15%。

　　家電專用裝備領域的研發(fā)需求主要針對冰箱、空調、洗衣機、壓縮機、電機的關鍵設備和檢測設備，均需要通過跨行業(yè)合作來實現。其中，冰箱關鍵裝備包括真空發(fā)泡機技術及應用、高效節(jié)能多工位真空成型設備及高精度檢漏設備;空調關鍵裝備包括高效換熱器加工設備及新制冷劑充注設備;洗衣機關鍵裝備包括滾筒洗衣機內筒加工設備、箱體自動化加工設備;壓縮機關鍵裝備主要是精密加工設備及電機高速精密沖床及模具。真空發(fā)泡技術與應用目標是，到2015年實現真空發(fā)泡裝備及材料配方國產化，到2020年實現技術提升、設備更新及推廣應用。

來源：電器　

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