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、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30～40%，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—“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：
①、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。
②、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5～8倍。以300m3/h风量的“自然能〞工位空调为例，其制冷量约为1500～1800W，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1～1.5kw的用电量，可见常规空调
的用电量为“自然能〞工位空调的16～25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，可大大缓解夏季用电紧X的局面。
③、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。
④、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：
①、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。
②、该“自然能〞空调极大的减少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。
③、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。
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