文_中家院（北京）檢測認證有限公司 高文琪

本文針對影響空調(diào)制冷工況下的舒適性指標進行了研究，并給出了制冷工況下的部分舒適性指標的試驗方法及試驗結(jié)果。

隨著生活水平的提高，人們對家用房間空調(diào)器的功能也有了更高的要求，不再僅僅局限于空調(diào)最基本的制冷及制熱功能，而是對房間空調(diào)器的功能提出了新的要求，即舒適性。人體熱舒適性，是指人體對濕熱環(huán)境的滿意程度，是人體通過自身的熱平衡和環(huán)境狀況綜合起來獲得的人體舒適程度。這種平衡不僅與環(huán)境的溫度、輻射溫度、風速和空氣濕度有關，還與人體活動和著裝相關。同時，吹風感覺、垂直空氣溫差、溫度均勻度等也是影響人體局部舒適性的因素。

目前，我國空調(diào)行業(yè)經(jīng)過長期的發(fā)展，已經(jīng)研發(fā)出了分體式空調(diào)器、整體式空調(diào)器、一拖多空調(diào)器。而常用的家用空調(diào)器則是室內(nèi)機與室外機分開的分體式空調(diào)器。分體式空調(diào)在壓縮機控制方式上又分為轉(zhuǎn)速一定型（定頻）、轉(zhuǎn)速可控性（變頻）和容量可控性。變頻空調(diào)器根據(jù)室內(nèi)冷（熱）負荷的變化自動調(diào)整壓縮機的運轉(zhuǎn)頻率，在一定程度上降低了室內(nèi)溫度大幅度變化所引起的不適，相比于定頻空調(diào)器更具有舒適性。

然而，僅靠變頻空調(diào)壓縮機變速提供的室內(nèi)舒適性是難以滿足我們身體舒適性要求的。這就要求空調(diào)設計者將空調(diào)的舒適性功能考慮進去，以滿足人們的需求。目前市場上在售的具有防冷風直吹的空調(diào)大多是通過帶有微孔的導風板進行調(diào)節(jié)，冷風通過導風板上的微孔送進室內(nèi)，起到分散氣流的作用，以緩解冷風直吹帶來的不適感。

下面本文針對影響空調(diào)制冷工況下的舒適性指標進行了研究，并給出了制冷工況下的部分舒適性指標的試驗方法及試驗結(jié)果。

1.試驗方法

按照GB/T 33658—2017《室內(nèi)人體熱舒適環(huán)境要求與評價方法》中規(guī)定的試驗方法，將被測分體掛壁式空調(diào)安裝在圖1所示的試驗室外墻1/3處，距離地面高度為2.3±0.1 m，并按照圖1的方式進行熱電偶布點，然后將風速儀放在試驗室水平面中心、距離地面高度分別為0.6 m（坐姿）、1.1 m（站姿）的位置，測量被測空調(diào)的風量。

↑圖1 房間空調(diào)器舒適性試驗室

僅靠變頻空調(diào)壓縮機變速提供的室內(nèi)舒適性是難以滿足我們身體舒適性要求的。這就要求空調(diào)設計者將空調(diào)的舒適性功能考慮進去，以滿足人們的需求。

然后打開試驗設備，按照制造商使用說明書中的規(guī)定或者表1（制造商說明書未進行明確規(guī)定）的規(guī)定調(diào)節(jié)測試工況，以至少10 s的時間間隔進行數(shù)據(jù)的采集。圖1所示試驗室分為室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)，室內(nèi)側(cè)又分為室內(nèi)側(cè)內(nèi)室、室內(nèi)側(cè)外室，其中室內(nèi)側(cè)外室和室外側(cè)的溫濕度可控，室內(nèi)側(cè)內(nèi)室則通過門與室內(nèi)側(cè)外室進行換熱達到溫濕度可控的目的。

表1 試驗工況

待試驗室環(huán)境工況穩(wěn)定后，按照制造商的說明設定被測空調(diào)，如果說明書中沒有進行明確規(guī)定，則可按照制冷工況設定為27 ℃，風速為最大值，上下導風板調(diào)到最大風量位置、左右導風板調(diào)到垂直位置進行舒適性試驗。被測空調(diào)開機后，整個試驗期間需注意緊閉室內(nèi)側(cè)內(nèi)室的門，防止內(nèi)室與外室進行熱交換，從而影響空調(diào)制冷舒適性的測試。

被測空調(diào)運行2 h后或者進入穩(wěn)定運行狀態(tài)后，采集空調(diào)的舒適性相關數(shù)據(jù)，時間為1 h。

2.試驗結(jié)果及分析

2.1 溫度波動

室內(nèi)熱環(huán)境穩(wěn)定后，采集測量時間內(nèi)的各點溫度值，單個測點j的溫度波動Tf,j計算公式如式（1）：

式中：

Tf,j——測點j的溫度波動，℃；

tj——測點j的瞬時溫度，℃；

Nj——在測試時間內(nèi)某一個測點記錄的溫度個數(shù)。

整個房間內(nèi)的溫度波動為室內(nèi)側(cè)內(nèi)室所有測點的溫度波動的加權(quán)平均值。

由式（1）得到本次試驗整個房間內(nèi)的溫度波動為0.3 ℃。在1h內(nèi)試驗室溫度波動未超過2 ℃。

2.2 溫度均勻度

室內(nèi)熱環(huán)境穩(wěn)定后，采集測量時間內(nèi)的各點溫度值，單個測點i的溫度均勻度Ts,i計算公式如式（2）：

式中：

Ts,i——測點i的瞬時溫度均勻度，℃；

ti——測點i的瞬時溫度，℃；

Mi——測點總數(shù)。

整個房間內(nèi)的溫度均勻度為室內(nèi)側(cè)內(nèi)室所有測點的瞬時溫度均勻度的平均值。

由式（2）得到本次試驗整個房間內(nèi)的溫度均勻度為0.3 ℃。在1 h內(nèi)試驗室溫度均勻度未超過2 ℃。

2.3 垂直溫差不滿意率

由人的頭與腳踝位置的垂直溫差導致的垂直溫差不滿意率PDj計算公式如式（3）：

式中：

PDj——垂直溫差不滿意率，%；

?ta,j——位置j在所選時間內(nèi)的垂直溫差的平均值，℃。

整個房間內(nèi)的垂直溫差不滿意率PD為位置25個位置處的PDj的加權(quán)平均值。

由式（3）得到本次試驗整個房間內(nèi)的垂直溫差不滿意率PD為0.4%。在1 h內(nèi)試驗室直溫差不滿意率未超過20%。

2.4 吹風感

吹風感指數(shù)DR計算公式如式（4）：

式中：

DR——吹風感指數(shù)，%；

ta——局部平均空氣溫度，℃；

va——局部平均空氣流速，m/s；

Tu——局部湍流強度，%。

由式（4）得到本次試驗整個房間內(nèi)的吹風感指數(shù)DR為0.7%。室內(nèi)吹風感指數(shù)未超過40%。

由以上試驗結(jié)果可知，在理想的試驗條件下，被測空調(diào)制冷舒適性能比較優(yōu)越，所有參數(shù)數(shù)值均較小。在這樣的環(huán)境下，人們的主觀感受不會時冷時熱，整體舒適度得到大幅提升。

3.結(jié)論

綜上所述，無論是風速對舒適性的影響還是垂直溫差的影響，舒適性空調(diào)的目的就是保證人們在室內(nèi)生活和工作時能夠有一個更舒適環(huán)保的環(huán)境。所以在設計空調(diào)時，應該綜合考慮各方面的因素，在確保空調(diào)的舒適性的同時，也應該考慮到空調(diào)的經(jīng)濟性及環(huán)保性。