企业舒适性空调的特点与优化设计研究

1. 引言

随着经济发展和生活水平提高，人们对室内环境舒适度的要求越来越高，空调系统已成为现代建筑不可或缺的组成部分。企业建筑类型多样，功能各异，对空调系统的需求也各不相同。如何根据建筑特点选择最合适的空调系统，并在保证舒适性的前提下实现能源的高效利用，是当前空调设计领域的重要课题。

本文以实际工程中常见的建筑类型及其对应的空调系统选择为基础，分析企业舒适性空调的特点，探讨优化设计方法，为相关工程实践提供参考。

2.​企业舒适性空调的特点

2.1 控制灵活性与使用便捷性

现代企业空调系统的一个显著特点是控制灵活、使用便捷。这一点在多联机系统中体现得尤为明显，根据历史项目和经验总结，制定了企业内标准化，如表 1 所示，办公楼和厂房辅房等需要分区控制、灵活使用的场所，多联机系统成为首选方案。多联机系统可以实现不同区域独立控制，满足不同时间段、不同区域的差异化需求，同时室外机的布置也相对灵活，可置于屋顶、室外地面绿化带或设备层。

相比之下，分体式空调虽然控制更为简单，但难以满足大面积空间的统一管理需求；而集中式冷水机组虽然适合大面积应用，但灵活性较差。因此，控制灵活性成为选择空调系统时的重要考量因素。

2.2 能效与经济性

不同空调系统的能效表现直接影响运行成本。从表中可以看出，空调系统的选择往往与建筑规模密切相关。例如，当办公楼空调面积≥ 10000 ㎡且需要园区整体考虑时，推荐采用空气- 水系统，这种系统在大规模应用中能效较高，运行成本相对较低。

对于厂房等空间，根据有无机房条件选择风冷热泵空调机组或冷水机组 + 锅炉的组合，也是基于能效和经济性的考虑。在北方地区，是否已有集中供暖直接影响空调系统的选择，体现了因地制宜的能效优化思想。

2.3 适应性与专业性

企业建筑功能多样，空调系统需要具备较强的适应性。从配电房、弱电机房到数据中心、电梯机房，不同功能空间对空调系统有不同要求。24 小时运行的机房通常采用分体式空调，而数据中心则需要根据A、B、C 三级标准设置独立的工艺性空调系统。

报告厅、展厅等特殊场所需要考虑使用时间的特殊性和美观性，因此风冷热泵机组成为推荐选择。这种针对不同功能空间的差异化设计，体现了现代空调系统的专业适应性。

2.4 可靠性与持续性

对于关键设施如数据中心、配电房等，空调系统的可靠性至关重要。表中特别强调了数据中心空调应参考《数据中心设计规范》GB50174-2017，体现了对系统可靠性的高度重视。24 小时运行的场所如监控室、电梯机房等，分体式空调的推荐也基于其稳定可靠的特性。

3.​不同建筑类型的空调系统优化设计

3.1 办公楼空调系统设计

办公楼空调设计需要兼顾舒适性、灵活性和能效。对于中小型办公楼，多联机系统是最佳选择，其优势在于：

1. 分区控制灵活，可满足不同租户或部门的个性化需求；

2. 室外机布置方案多样，适应不同建筑条件；

3. 部分负荷工况下能效较高。

对于大型办公楼（ 面积≥10000 ㎡），特别是园区型项目，空气- 水系统更具优势

1. 集中管理方便，适合整体考虑；

2. 水系统输送效率高，适合大空间应用；

3. 可与建筑自动化系统深度集成。

优化建议：

- 合理划分空调区域，匹配使用功能和时间表；

- 考虑过渡季节自然通风的可能性；

- 采用智能控制系统，实现按需供冷供热

3.2 厂房空调系统设计

厂房空调设计需结合生产工艺和人员舒适度需求。根据表中建议，厂房空调设计应遵循以下原则：

1. 对要求不高、人员不常驻的区域，优先考虑低成本方案如吊扇或壁扇

2. 无机房条件且面积≤2000 ㎡的项目，选用风冷热泵空调机组；

3. 有机房条件的新建或改建项目，采用冷水机组 + 锅炉的组合系统；

4. 北方地区应结合供暖现状：有集中供暖的仅考虑末端，无集中供暖的需配置锅炉

优化建议：

- 高大空间考虑分层空调技术，改善人员活动区的舒适性；

- 有大量工艺发热的厂房，优先利用自然通风降温；

- 考虑冬季值班采暖与正常供暖的区别设计

3.3 机房类空间空调设计

各类机房对空调系统有特殊要求，设计时应注意：

1. 配电房、电梯机房等24 小时运行场所，采用可靠性高的分体式空调；

2. 弱电机房根据设备发热量选择通风散热或分体空调；

3. 数据中心严格按照GB50174-2017 规范设计独立空调系统，考虑冗余配置；

4. 监控室等关键区域应配置备用空调系统。

优化建议：

- 机房空调应考虑N+1 冗余设计；

- 合理设置温湿度报警阈值；

- 空调室外机位置应便于维护且不影响散热。

3.4 特殊功能空间空调设计

报告厅、展厅等空间具有使用时间特殊、人员密度变化大等特点，建议：

1. 选用风冷热泵机组，兼顾制冷制热需求；

2. 考虑座椅下送风等特殊气流组织方式；

3. 设置 CO₂ 浓度监测，实现新风量动态调节。

档案室等对温湿度有特殊要求的空间，应根据业主需求配置独立空调或工艺性空调系统。

4.​舒适性空调系统优化设计策略

4.1 基于建筑特点的系统选型

空调系统选型应综合考虑以下因素：

1. 建筑类型与功能需求；

2. 使用时间特点；

3. 空间规模与布局；

4. 当地气候条件；

5. 能源供应状况；

6. 投资与运行成本预算。

4.2 能效提升措施

1. 合理选择主机容量，避免”大马拉小车”；

2. 采用变频技术，适应部分负荷工况；

3. 利用免费制冷（如过渡季节新风冷却）；

4. 热回收技术应用（如排风热回收）；

5. 高效末端设备选用。

4.3 智能控制系统设计

1. 分区分时控制策略；

2. 基于 occupancy 的自动调节；

3. 远程监控与故障诊断；

4. 能耗监测与分析；

5. 与建筑自动化系统集成。

4.4 绿色设计理念应用

1. 被动式设计优先（如自然通风、遮阳等）；

2. 可再生能源利用（如太阳能辅助供热）；

3. 环保制冷剂选择；

4. 低噪音设计；

5. 全生命周期成本评估。

5.​结论

企业舒适性空调系统的设计与优化是一个多目标决策过程，需要平衡舒适性、能效、可靠性和经济性等多重因素。本文基于不同类型建筑的空调系统选择实践，总结了现代舒适性空调控制灵活、能效优越、适应性强、可靠稳定等特点，并提出了针对性的优化设计策略。

未来，随着技术进步和环保要求提高，企业舒适性空调系统将朝着更智能、更高效、更绿色的方向发展。设计人员应不断更新知识，掌握新技术，为各类建筑提供最优的空调解决方案。

参考文献：

[1] GB50174-2017， 数据中心设计规范 [S].

[2] 陆耀庆. 实用供热空调设计手册[M]. 北京： 中国建筑工业出版社，2008.

[3] 李志生. 建筑设备与环境控制[M]. 北京： 中国建筑工业出版社，2015.

[4]ASHRAE Handbook-HVAC Applications[M]. Atlanta：ASHRAE，2019.

[5] 江亿 . 建筑节能与暖通空调系统 [J]. 暖通空调 ，2007，37（1）：1-7.

作者简介：喻辰雪（1989.01.10），女，汉族，湖北孝感，硕士研究生，主要从事工作方向：给排水、暖通