空调选型设计是建筑环境与能源系统中的关键环节,合理的选型不仅能满足室内环境舒适度需求，还能实现节能运行与成本控制，以下从设计原则、核心参数、计算方法、设备类型及参考文献等方面展开详细说明，为空调系统选型设计提供系统化参考。
空调选型设计的基本原则
空调选型设计需遵循“舒适性、节能性、经济性、可靠性”四大核心原则，需明确建筑的使用功能（如住宅、商业、工业）、人员密度、设备发热量及区域气候特点，确保空调系统在夏季制冷、冬季制热（若需要）时，室内温度、湿度、风速等参数符合人体舒适标准或工艺要求（如恒温恒湿车间），应优先选择能效高、负荷匹配性强的设备，避免“大马拉小车”导致的能源浪费，同时考虑部分负荷运行效率，以适应建筑负荷的动态变化，经济性方面，需综合评估设备初投资、安装费用、运行维护成本及使用寿命，通过全生命周期成本分析（LCCA）选择最优方案，系统可靠性要求设备具备良好的稳定性和故障容错能力，关键场所需考虑备用机组或冗余设计。
空调选型设计的核心参数与计算方法
空调选型的核心在于准确计算建筑冷热负荷,这是确定设备容量的基础，负荷计算需综合考虑围护结构传热、太阳辐射、人员散热、设备散热、照明散热及新风负荷等多个因素。
冷负荷计算
冷负荷主要包括围护结构传热冷负荷、室内热源散热冷负荷及新风冷负荷。
- 围护结构传热冷负荷：通过墙体、屋顶、窗户等部位的传热计算，需考虑太阳辐射热、室外温度波动及蓄热效应，可采用谐波反应法或冷负荷系数法（CLF），其中冷负荷系数法通过查表简化计算，适用于工程设计。
- 室内热源散热冷负荷：包括人员散热（显热与潜热）、设备散热（如电脑、照明、工业设备）及食物散热（餐厅等），人员散热需根据活动强度（如静坐、轻度劳动）取值，设备散热需考虑实际使用功率及同时使用系数。
- 新风冷负荷：为满足室内空气质量，需引入新风并处理至室内状态点，新风量按人员最小新风量（如住宅30m³/h·人，商场20m³/h·人）或换气次数确定，冷负荷为新风量与空气处理前后焓差的乘积。
热负荷计算
热负荷主要考虑围护结构传热热损失、冷风渗透热损失及新风热负荷，计算时需结合冬季室外计算温度（如采暖室外计算温度）、围护结构传热系数及风力修正系数。
负荷计算示例（简化）
以某100㎡办公室为例，假设：
- 人员密度：0.1人/㎡，共10人；
- 设备散热：20W/㎡，共2000W；
- 照明散热：10W/㎡，共1000W；
- 新风量：30m³/h·人，共300m³/h；
- 夏季室外干球温度：35℃，湿球温度：28℃；
- 室内设计温度：26℃，相对湿度：60%。
通过焓湿图查得,室外空气焓值为85kJ/kg，室内空气焓值为58kJ/kg，空气密度取1.2kg/m³，则新风冷负荷为：
[ Q{\text{新}} = \frac{300}{3600} \times 1.2 \times (85-58) = 2.7 \, \text{kW} ]
结合围护结构传热冷负荷（假设为3kW）、人员散热（显热0.05kW/人，共0.5kW；潜热0.03kW/人，共0.3kW）、设备散热（2kW），总冷负荷约为：
[ Q{\text{总}} = 3 + 2 + 0.5 + 0.3 + 2.7 = 8.5 \, \text{kW} ]
考虑10%-20%的余量，最终选择制冷量为9.5-10.2kW的空调设备。
空调设备类型与选型要点
根据建筑类型、负荷特点及使用需求，空调设备可分为多种类型，需综合比较后选择。
家用空调
- 分体式空调：适用于小户型，分为挂壁式（制冷量1.25-3.5kW）和柜式（制冷量5-12kW），优点是初投资低、安装灵活，缺点是单台覆盖面积有限，多房间需多台设备。
- 中央空调：包括多联机（VRV）、风管机等，制冷量范围广（10-100kW以上），适用于大户型或小型商业建筑，多联机通过一台室外机连接多台室内机，能效比高（IPLV可达5.0以上），但初投资较高，需考虑管道布置与控制系统的复杂性。
商用空调
- 冷水机组+风机盘管系统：冷水机组（如离心式、螺杆式、涡旋式）制备冷冻水，通过风机盘管向室内供冷，适用于商场、酒店等大空间建筑，冷水机组选型需考虑制冷量、COP（能效比）、制冷剂类型（如R32、R410A环保制冷剂）及噪声水平。
- 空气处理机组（AHU）：用于集中处理新风或回风，组合式空调机组可实现过滤、加热、冷却、加湿、通风等功能，风量范围从2000m³/h到100000m³/h以上，选型时需计算风量、冷热量、机外余压及过滤效率。
特殊场所空调
- 恒温恒湿空调：适用于实验室、数据中心等，需严格控制温度（±0.5℃）和湿度（±5%RH），通常采用精密空调机组，具备加湿器（电热式、电极式）、高精度传感器及变频控制功能。
- 洁净空调：用于医药、电子行业，通过初效、中效、高效过滤器控制空气洁净度（如ISO 5级、ISO 7级），选型需考虑换气次数、压差控制及高效过滤器的更换成本。
空调设备选型对比表
| 设备类型 | 适用场景 | 制冷量范围 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|---|
| 分体式空调 | 小户型、单房间 | 25-12kW | 初投资低，安装灵活 | 多房间设备多，能效比较低 |
| 多联机（VRV） | 大户型、小型商业 | 10-100kW+ | 能效高，控制灵活 | 初投资高，依赖管道布置 |
| 冷水机组+风机盘管 | 商场、酒店等大空间 | 100-3000kW+ | 可靠性高，适合大负荷 | 系统复杂，需专用机房 |
| 精密空调 | 数据中心、实验室 | 10-200kW | 精密控制，高可靠性 | 价格昂贵，维护成本高 |
空调选型设计可参考文献
空调选型设计需结合国家规范、行业手册及专业书籍，确保设计依据的科学性与合规性，以下为部分权威参考文献：
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《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50736-2012）
国家标准，规定了空调系统的设计参数、负荷计算方法、设备选型原则及节能要求，是空调设计的基础依据，其中第7章“通风与空调”详细说明了冷热负荷计算、系统划分及设备选型要点。 -
《实用供热空调设计手册》（第2版，陆耀庆主编）
行业经典手册，系统介绍了空调负荷计算、系统设计、设备选型、水力计算及控制技术，包含大量工程案例和计算图表，适合设计人员参考。 -
《空气调节》（第5版，赵荣义等主编）
高校专业教材，深入讲解空调原理、负荷计算、设备特性及系统设计，理论扎实，适合作为设计学习的参考书。 -
《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2025）
规定了公共建筑空调系统的节能设计要求，包括设备能效限值（如冷水机组COP、多联机IPLV）、热回收利用及智能控制等内容，是节能选型的重要依据。 -
《多联式空调（热泵）机组应用技术规程》（JGJ 174-2010）
针对多联机系统的设计、安装、验收及维护提供技术指导，包含负荷计算、管道设计、制冷剂充注等关键环节的要点。 -
厂家技术资料与产品样本
如开利、特灵、大金、约克等知名空调厂商提供的技术手册，包含具体设备的性能参数、安装尺寸、能效曲线及控制逻辑，是设备选型的直接依据。
相关问答FAQs
Q1：空调选型时，如何确定是否需要设置新风系统？
A1：新风系统的设置需综合考虑建筑使用功能、人员密度及室内空气质量要求，根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50736-2012），人员长期停留的场所（如办公室、卧室、商场）必须设置新风系统，最小新风量按人员所需最小新风量（如住宅30m³/h·人，公共建筑20m³/h·人）或换气次数（如会议室2-3次/h）确定，对于人员密度低、通风良好的场所（如仓库），可利用自然通风替代机械新风，但需评估室内污染物浓度（如CO₂、VOCs）是否达标，数据中心、实验室等特殊场所需根据工艺要求确定新风量或采用全新风系统。
Q2：空调设备选型时，如何平衡初投资与运行成本？
A2：平衡初投资与运行成本需通过全生命周期成本分析（LCCA），综合评估设备在寿命周期内的总成本，具体步骤如下：① 计算初投资，包括设备购置费、安装费、机房建设费等；② 估算运行成本，包括电费（根据设备能效比、运行小时数、电价）、维护费（过滤器更换、制冷剂补充、零部件更换等）；③ 考虑设备使用寿命（如分体式空调8-10年，冷水机组15-20年），计算年化成本，A设备初投资高但能效比高（如变频多联机），B设备初投资低但能效比低（定频分体机），在年运行时间长（如南方地区全年空调时长2000h以上）时，A设备的总成本可能低于B设备，可优先选择能效等级高的设备（如国家一级能效），并利用节能补贴政策降低初投资压力。
