1、专用性空调行业基础概念
专用性空调为工业生产或工艺过程中的辅助配套设备。通过 PID 控制、焓值控制、信息采集点布局把控等技术调节环境的物理参数(如温度、湿度、风速、以及高标准的气体环境洁净度)、化学参数(如腐蚀性气体的浓度)、生物参数(如空气含尘量、微生物量)在特定范围内,达到精准控制生产环境的目的,满足工业化生产对设备运行环境的定制化需求。同时整合节能技术手段,降低能耗,提高能源利用率。
专用性空调细分类别众多,主要包含应用于不同工业场景的制冷剂压缩机、冷(热)水机组、空气调节设备、空气处理设备、交通运输用空调设备、冷冻冷藏设备、制冷空调配套设备等产品门类。
2、专用性空调行业发展背景
我国通风和空气调节技术在解放后得到了快速发展,自 20 世纪 50 年代起,人们对用于清除工业生产环境中有害物的通风设备的重视度开始逐步提升。市场需求量的增长,促使了行业规模的扩大,专用性空调行业步入成长发展期。在行业发展初期,由于国内技术尚在飞速发展阶段,外资品牌与国内新兴品牌竞争激烈。
随着我国工业工艺和科学技术的提升,专用性空调在技术和性能上均实现了突破,同时国内品牌通过多年业务、经验、品牌积累,逐步实现后来者居上,占据大部分市场份额。技术与科技的发展也扩大了专用性空调的服务领域和应用范围,使之能应用于更多的行业生产环境。
伴随着改革开放后工业化进程和城镇化建设的不断推进,新的行业需求点和增长点持续被催生,例如医药、电子、食品、化纤、建材等行业对生产环境(如温湿度、室内外压差、空气流量、洁净度等)有非常严格的要求,促进了不同品种、性能的专用性空调的发展,加大了其在各行各业的应用,行业呈持续扩张趋势,发展前景广阔。
基于专用性空调普遍应用于工业生产或工艺过程的特性,行业的发展态势与制造业的发展联系紧密。―中国制造 2025‖制造强国战略鼓励了中国制造业的发展,促使产品生产制造过程对设备运行环境的专业化要求提高、特殊性需求增加,并占据其重要地位之一。
3、专用性空调整体发展方向
(1)专用性空调下游行业广度和深度不断延伸
作为大量工业环节及特种场景必不可少的设备,专用性空调拥有广泛的下游行业。伴随着新经济、新产业、新需求等不断出现,专用性空调使用场景的外延正不断扩充,应用行业的广度不断扩大。
同时,未来制造业及部分服务业对产品、服务质量和工艺水平要求的提升也对人工环境提出了更为专业化的需求:专用性空调将对更多新对象、新参数(新增物理、化学和生物参数等)进行空气环境控制处理;专用性空调运行场景的日趋广泛催生了专门性、特殊性、极限性应用场景,而多元化的气候环境、气象条件及自然环境也对多元化的空调专项功能提出要求。
(2)国内市场需求旺盛,发展空间广阔
制造强国战略的推进促使专用性空调在整体下游市场具备广阔的发展空间。数据表明,在创新驱动和转型升级的带动下,中高端制造业加快布局,为制造业高质量发展夯实基础。专用性空调作为工业生产流程中的辅助设备,满足各类场景场所制冷、加热、送风、加湿等不同工艺或环境空气处理需求,在制造行业应用广泛,其下游包括化纤、医药、建材、智慧农业、设备机房、电子、汽车等领域。在国家大力促进制造业发展,不断推出科技创新企业利好政策的背景下,新兴科技密集型制造行业如新能源汽车、专用装备等均实现了高速增长,而制造业的快速发展对专用性空调产业提供了显著拉动。
(3)节能环保要求提升
环境污染是我国乃至世界正面临的严峻问题,而环境问题与经济发展和人民生活息息相关。当今世界,面对气候变化一致行动已成共识。2021 年―十四五‖规划开局之年,全国两会通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》为节能环保产业指出了明确的中短期发展方向。
专用性空调不仅是工业、工艺流程、特殊专用场所及公共建筑等领域的用能设备,也是在可再生能源利用、能源回收及综合利用领域大有可为的关键设备,是实现节能环保的重要支撑和保障。专用性空调能耗较高,需要整合各种节能技术来降低能耗,实现循环再生的绿色运营模式,而国家各行业―碳达峰 碳中和‖行动方案的陆续制定、出台及逐步实施也不断提高了对专用性空调能源利用率的要求,专用性空调向低碳环保的方向发展是未来的必然趋势。
4、专用性空调行业技术水平及技术特点
(1)专用性空调应用细分领域广泛,具有定制化特征
专用性空调旨在为工业环境提供人工调节服务,为工业用空气处理设备,下游行业广泛,由于不同的应用领域、参数控制、使用用途和场景的要求,专用性空调细分类别众多,且具有较明显的定制化特征。根据其处理的空气作用区分,专用性空调可分为两种,分别为工艺空气处理设备和环境空气处理设备。工艺空气处理设备作为化学纤维生产配套设备,为涤纶、锦纶、芳纶、氨纶等产品生产提供符合要求的风量、风压、温度和湿度,以保证化纤成形。
环境空气处理设备普遍应用于各类工业厂房,为产品生产提供洁净温度恒定的环境,且下游行业广泛。如医药制造、集成电路/半导体制造、光伏玻璃生产、LCD 制造等领域,这些应用领域对空气的洁净度要求较高,根据单位空间内所含粉尘颗粒大小和数量的不同,分为万级、千级、百级超净间。另外,由于地方气候或生产工艺产生热量或粉尘的原因,也需要环境空气处理设备为工人提供适宜工作的环境。
此外,某些设备运行或产品生产过程中产生巨大热量,需要环境空气处理设备进行环境空气的温度和湿度控制,典型的如数据中心和锂电电池后道处理产线。但与工艺空气处理设备相比,环境空气处理设备的温湿度控制精度的要求都相对较低。
(2)工艺参数苛刻导致控制精度要求高
专用性空调中,工艺空气处理设备由于工艺参数苛刻,对产品的控制精度有较高的要求,其多应用于化学纤维生产行业。化学纤维分为人造纤维和合成纤维,人造纤维是以棉绒、木材、芦苇、甘蔗渣等天然高聚物为原料,通过化学方法或生物处理方法,将纤维素提纯出来,制成溶液或通过熔融纺丝制成纤维。
合成纤维是利用煤、石油、化工行业制得的低分子化合物(单体)为原料,经过化学加聚或缩聚得到高聚物纤维原料,通过将高聚物纤维原料熔融纺丝制成纤维。无论是人造纤维还是合成纤维在纺丝过程中,均需要合适温度、湿度和风速来保证纤维的凝固定型。
由于生产工艺的原因,化学纤维的生产对参数要求较为严苛,如涤纶长丝的纺丝空气参数要求其温度必须控制在 18~24℃之间,精度要求±0.5℃之内,湿度保证在≥80%±3%;风速的控制差错也会影响化纤产品的质量,造成纤维断裂或难以凝固定型等多种缺陷,增加化纤的生产成本。化纤产线开车复杂,为了保证生产能力,开车正常运行后,无特殊原因,会保持几年生产持续不停的状态。
作为提供空气调节的工艺空气处理设备,也必须保证能够多年稳定运行,因此行业对设备的稳定性要求较高。同时,在常年的运行过程中,外界环境空气因季节、白天夜晚、天气等原因会产生温度湿度的变化,空气调节处理设备必须能够实时地根据外界环境空气的变化进行调节,满足纺丝工艺的需求,这对空气调节处理设备的自动控制速度和精度提出了更高的要求。
化纤生产企业是耗能大户,《化纤工业―十三五‖发展规划》提出了绿色环保化纤行业的目标,积极推进化纤行业降低能耗举措。而且化纤行业毛利润率相对较低,对生产成本敏感,也具有原动力控制降低生产中的能耗。空气调节处理设备需要一直伴随生产过程运行,能耗占有相当比例,是化纤生产企业关注的对象。作为化纤生产行业配套的生产设备,工艺空气调节处理设备必须保证高精度、实时性、长稳定和低耗能的空气处理调节,技术要求较高。
5、专用性空调行业技术发展趋势
随着―十四五‖规划的推进和各地―碳达峰 碳中和‖政策的出台,各产业绿色转型升级是未来重要发展趋势之一。
在此趋势下,制造业逐步向智能化方向发展,对应用设备节能环保的要求也进一步提升。专用性空调作为制造业中工业生产的辅助设备,在工业生产时通过控制工业厂房的温湿度、风速以及洁净度,提供定制化的人工环境调节服务,并直接参与并伴随生产运行,因此其能耗在生产成本中占有一定比例。而国家对节能重视度的不断提升,社会节能意识的持续增强,企业对生产成本的严格把控促使专用性空调的下游行业对产品衍生出新的节能需求,由此推动行业不断进行技术创新,向绿色转型。因此,绿色节能为行业未来的一大变革趋势,如何从多方面提升产品的节能性能为行业未来发展和研发创新的目标之一。
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