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家用空调舒适送风技术发展白皮书(2023)

2023-05-02中国家用电器研究院设计研究与评测中心,青岛海尔空调器有限总公司

家用电器 2023年4期
关键词:卡萨帝射流空调

指导单位

中国家用电器研究院

全国家用电器工业信息中心

编写单位

中国家用电器研究院设计研究与评测中心

青岛海尔空调器有限总公司

Content 目录

前言......................................................................................................................................................26

1.家用空调行业现状..................................................................................................................................................26

1.1 规模现状:整体市场规模处于调整期,具有上升潜力................................................................................................26

1.2 市场现状:线下线上市场同步发展........................................................................................................26

1.3 品牌现状:品牌竞争激励,高端品牌脱颖而出.........................................................................................................26

1.4 产品现状:空调产品升级明显,附加功能不断丰富.................................................................................................27

2.用户需求分析及影响因素...................................................................................................................................28

2.1 使用空调不当有诱发“空调病”的痛点..............................................................................................28

2.2 消费者对送风舒适性需求提高..................................................................................................................29

2.3 影响人体热舒适的因素..................................................................................................................................................29

3.空调舒适送风的解决方案.........................................................................................................................................30

3.1 改善送风角度的技术...........................................................................................................30

3.1.1 送风角度对舒适度的影响.................................................................................................................30

3.1.2 改善送风角度的技术.................................................................................................................30

3.2 改善吹风感受的技术.................................................................................................................31

3.2.1 吹风感对舒适度的影响.................................................................................................................31

3.2.2 改善吹风感受的技术.................................................................................................................31

3.3 射流匀风技术.................................................................................................................32

3.3.1 射流匀风技术原理介绍.................................................................................................................32

3.3.2 主动软风技术.................................................................................................................32

3.3.3 主动软风技术优势分析.................................................................................................................33

3.3.4 复合软风技术.................................................................................................................33

3.3.5 复合软风技术优势分析.................................................................................................................33

4.空调舒适送风标准及评价................................................................................................................................34

4.1 国内外相关标准情况.............................................................................................................34

4.2 主要评价指标及产品表现............................................................................................................................34

5.结束语....................................................................................................................................................35

前言

家用空调作为室内空气调节的电器已经广泛走进了消费者家庭。国家统计局《2022中国统计年鉴》显示,到2021年12月31日止,家用空调在我国的全国百户保有量131.2台,其中城镇居民百户保有量为161.7台,农村居民百户保有量为89.0台。存量市场和增量市场并存的时代,消费者对空调的消费需求包含城镇的替换需求和农村的新增需求,这两种需求的共同点是消费者对空调功能、品质的不断提升。高效快速地调整室内温度已经成为消费者对空调产品最基本的功能需求,室内空气质量、送风角度、空调使用中的舒适体验是消费者对空调产品提出的新需求。市场上各空调品牌对分体式柜机、挂机、制冷量、能效等级等维度都投入了广泛关注,相互之间不能形成更明显的竞争优势,因此部分品牌开始了对空调送风方式的改进,提升消费者的舒适体验,从原来追求简单的送风距离远,逐渐在送风距离、送风方向、送风力度的多角度综合考量。为了推进家用空调产品在送风方式上的不断探索,在中国家用电器研究院的指导下,全国家用电器工业信息中心、中国家用电器研究院设计研究与评测中心联合青岛海尔空调器有限总公司编写了《2023年家用空调舒适送风技术发展白皮书》。希望本白皮书为家用空调的设计生产、行业发展提供一些思考,从而能够更好地为消费者提供更舒适的空调使用体验。

1.家用空调行业现状

1.1 规模现状:整体市场规模处于调整期,具有上升潜力

家用空调作为室内空气调节的家用电器已经广泛进入消费者家庭。数据显示,截止到2021年12月31日,家用空调在我国的全国百户保有量131.2台,相对于冰箱和洗衣机产品的百户保有量(冰箱和洗衣机的百户保有量分别为103.9台和98.7台),空调产品普及率是比较高的。同时空调市场的内销规模有近2000亿元,较冰箱、洗衣机的规模更大(全国家用电器工业信息中心2021年数据,冰箱和洗衣机的内销规模为1000亿元和714亿元)。受2020年新冠疫情的影响,空调市场内销规模出现下滑,处于周期性调整阶段,2021年空调规模已在稳步恢复中,不过由于2022年疫情的反复,空调市场再次触底,但是后期国内空调销售规模会突破2000亿元,市场潜力还有很大挖掘空间。

数据来源:全国家用电器工业信息中心

1.2 市场现状:线下线上市场同步发展

随着电商模式被消费者越来越广地接受,家电产品已经成为线上市场重要的销售品类。家用空调也不例外,尤其是在疫情影响下,消费者不便去实体店购买时,线上市场的规模比重在扩大,但是基于线下市场传统、成熟的销售模式,线下市场还占据着主导地位,这种主导地位不仅是在销售规模上,线下市场规模大于线上市场,同时线下市场的产品结构相对于线上更合理,中高端产品比例更高。全国家用电器工业信息中心数据显示,线下市场变频一级能效空调的零售量份额为69.9%,线上份额为54.7%;另外从市场价格段结构分析,中高端空调产品在线下市场的份额要比线上市场高,6000元以上空调在线下市场的零售量份额为11.7%,其在线上市场的份额仅为6.5%,而线上2000元以下空调的市场份额为21.6%,比线下市场高出10个百分点。

数据来源:全国家用电器工业信息中心

1.3 品牌现状:品牌竞争激励,高端品牌脱颖而出

我国空调市场原来活跃着众多的空调品牌,全国家用电器工业信息中心线下监测数据显示,2005年在销的空调品牌有110个,到2015年还有63个,而2021年数据显示,线下市场监测到的空调在销品牌仅有55个。我国空调市场的品牌发展有两个重要的表现:一是国产和头部品牌份额增加,二是高端品牌的市场份额增长明显。

数据来源:全国家用电器工业信息中心

随着我国家电行业的发展,我国家电品牌在市场的话语权不断加大。国家统计局数据显示,2015年我国房间空气调节器累计生产14200.4万台,到2021年我国房间空气调节器累计生产21835.7万台,在国内市场,2015年国产空调品牌市场零售额份额为87%,到2021年这一占比已经达到93%。在众多国产空调品牌中,格力、美的、海尔组成了整个行业的领导品牌,三者在2015年的线下市场份额合计为68.5%,在2021年,三者的份额合计为78.7%。全国家用电器工业信息中心监测线下数据显示,2015年万元以上空调零售量份额为1.6%,零售份额为5.9%,2021年万元以上空调的零售量份额已经达到2.4%,零售额份额上升为8.2%,虽然2022年此价位段零售量份额有所下滑,也是受疫情影响,实体店购买消费者人数锐减。国产品牌规模壮大的同时,也在不断培育自己的高端子品牌,其中卡萨帝已经是国产高端品牌的优秀代表。2005年海尔开始打造自己的高端品牌——卡萨帝,是最早布局高端市场的国产品牌,旗下空调、冰箱、洗衣机等家电品类都取得明显增长。卡萨帝空调在空调行业向高端转型的时期进入市场,日系、国产品牌进行价格战、服务战的同时,卡萨帝空调以差异化的高端定位走出不一样的高端之路,助力卡萨帝空调连续保持高速增长。全国家用电器工业信息中心线下市场数据显示,2019年卡萨帝空调市场零售额为1.4%,2021年其份额达到3.7%,较2020年同期增长1个百分点。卡萨帝空调定位高端市场,其2021年线下市场均价6686元人民币,相当于3762元市场均价的1.8倍,而卡萨帝变频柜机的市场均价为11897元,远高于变频空调市场均价。卡萨帝天玺系列VIP空调(CAP752VIP(A1)U1),更是以99999元的价格触及了家用分体式空调三匹柜机价格的天花板。另外在高端市场中,卡萨帝空调的市场份额具有明显优势,北京中怡康时代市场研究有限公司的线下样本监测数据显示,在15000元以上售价区间,2021年卡萨帝空调以31.5%的零售额份额占据第一位,并且和追随品牌形成较大优势。

数据来源:中怡康

1.4 产品现状:空调产品升级明显,附加功能不断丰富

目前国内市场的空调产品结构基本上已经固定,分体式空调主要是挂机和柜机两种,模式也以冷暖空调为主,产品以变频产品为主。线下市场监测数据显示,2021年挂机空调的零售量份额为81.3%,冷暖空调的零售量份额为78.9%,变频空调的零售量份额为98.3%,一级能效空调的零售量份额为70.2%。在制冷供暖、变频这些基本的功能卖点之外,企业在不断尝试将新的功能附加在空调产品上,从市场的销售数据反馈的情况来看,自清洁的空调目前已经受到普遍关注,空调型号的渗透率较高,随后依次为智能、艺术化、舒适风、健康除菌维度和新风功能。

数据来源:全国家用电器工业信息中心

市场上宣传自清洁功能的空调多是指通过急速降低蒸发器的温度,让其表面凝结成霜,随后在温度的调节下,霜会随之化去,并带走蒸发器表面的积灰,这样就能起到很好的清洁效果。2015年海尔就推出的可以自动清洁空调内机蒸发器的系列空调产品。

空调的智能功能最初是以在空调增加WIFI模块,消费者可以通过网络远程操控空调的方式进入消费者认知中的。GB/T 37879—2019《智能家用电器的智能化技术空调器的特殊要求》中定义智能空调为采用了智能化技术,具备感知、决策、执行、学习以及反馈(包括学习结果的反应能力),并将这些能力综合利用以实现特定功能的空气调节器。2010年全球首台物联网空调在海尔诞生,由于空调企业的推进,2014年空调智能化热度空前提升。随着科技的发展,空调智能化的表现方式呈现多样化发展趋势,语音识别和控制、手势识别、摄像头或者红外感知等均被加载在空调产品上。2019年卡萨帝就推出了集分区送风、新风、智慧AI于一体的家庭智慧空气管家,最新面市的卡萨帝鉴赏家空调可即时感应6位用户的距离、体征、心率等,提供“私人订制”空气方案。

空调艺术化是指空调外观设计改变原来普通的长方体外观,演变成柱形、塔型等外观。2013年海尔推出了“帝樽”空调,就采用圆润的圆柱外形,竖向的超大出风口,酒杯一样的曲线设计。2014年海信科龙推出了艺术化空调,旗下“苹果派”系列柜机,突破传统柜机硬朗线条限制,采用流线型的双曲面造型。

空调的舒适风功能是指空调的送风角度、温度、风速等维度进行调整,提高消费者主观舒适度的功能。2015年,美的推出的舒适星空调旨在打造空调“无风感”的舒适性。2017年海尔推出能吹自然风的舒适风柜机产品,根据人与空调的距离,自动调整风机转速和压缩机频率,从而保证人体感受到的风速和温度最适宜,提升消费者的主观舒适感受。格力同样也推出了自己的“风不吹人”的空调。TCL空调在送风技术上打造的柔风系统,用柔风叶片打散冷风,用微孔分流,追求“柔风感”。创维空调推出“海浪风”防直吹空调,用海浪式曲面,弧形凸点等实现上下分流的“微风感”。

空调的除菌功能、新风功能、除PM2.5功能、除甲醛功能、加湿功能、香薰功能都在空调产品上不断渗透。生产企业为了满足消费者对空调不断丰富多样化的需求,不断拓展空调的附加功能,布局“集成化”产品。

2.用户需求分析及影响因素

2.1 使用空调不当有诱发“空调病”的痛点

在炎热的夏天,大部分人喜欢停留在空调房里,将室内温度设定到适宜的温度,但是随之而来的就是有诱发“空调病”的可能。百度百科中将长期处在空调环境中而出现头晕、头痛、食欲不振、上呼吸道感染、关节酸痛等症状称为空调病(air-conditioning disease)或空调综合征。其实,医学上并没有“空调病”这个疾病,这是一个社会学诊断的病名,通常凡是与空调有关或空调引起的相关疾病称之为“空调病”。其易发人群多为老人、儿童和妇女,症状多为呼吸道、关节、肌肉、神经系统等不适。

第一、呼吸道不适。“空调病”累及呼吸道可引起咳嗽、打喷嚏、流涕等类似感冒的症状,严重者合并细菌感染,可引起下呼吸道疾病,如肺炎。

第二、消化道不适。“空调病”累及肠胃等消化器官时,肠胃进行收缩,可表现为厌食、腹痛、腹泻、恶心呕吐等。

第三、肌肉、关节不适。肌肉和关节受凉,造成血管极速收缩血液不畅,导致关节僵硬、曲伸不利、肌肉酸痛等。

第四、神经系统不适。面神经炎、皮肤局部末梢神经炎也是空调病的常见症状,严重的还可引起口眼歪斜。人体对着空调猛吹,体表微循环受到寒冷刺激的干扰,局部营养神经的血管就会发生痉挛,导致神经组织缺血、水肿、受压迫而致病。

第五、皮肤及其他不适。空调在制冷过程中会形成凝露,从而造成室内空气湿度下降,干燥的空气使皮肤和粘膜含水量下降,同时由于开空调时,房间内空气不流通,室内的尘埃出不去,尘螨滋生,敏感人群容易患皮肤病。另外,女性遭受空调冷风直吹,或者是温度过低,易引起月经不调、痛经等。

以上几种情况都是由于温度切换太快、温度差异较大、冷风直吹带来的人体不适或者疾病。人民网人民科技账号曾发布过数据,调查显示,有53%的面瘫患者发病前曾受过冷风、冷水等刺激。中国医科大学航空总医院神经外科主任医师陈国强教授表示,夏天室外高温炎热,人出汗后,使用空调制冷猛吹,

很容易感冒,同时如果直接对着头颈部吹,头皮温度下降,反射引起脑血管收缩,脑血流随之减少,对有心脑血管疾病的人,尤其是老年人,严重时可诱发脑中风。可见空调使用不当,会给消费者的身体带来伤害,因此空调企业应该提升空调的送风力度、角度,以及智慧性,使其协助或者提醒消费者能够健康舒适地使用空调。

2.2 消费者对送风舒适性需求提高

“不被空调吹会热,被空调吹会冷”这样的矛盾困扰空调行业多年,究其原因,主要是现有家用空调大多送风形式单一,在制冷时出风风速较大,出风温度较低,冷风直吹人体易造成不适。因此,家用空调送风技术的研发很早就开始了。上文提到的“舒适风”功能是指企业整体包装送风卖点的统称。在这之前,空调通过调整导风板的方向、开合角度,可以改变空调送风的角度,避免对房间内一些特定区域的直接吹送冷风,比如床、工作台等。空调制冷时,能够快速降低室内温度,达到消费者对适宜温度的基本要求,但是冷风直接吹向人体,易引起人的冷风感,人体感受不舒服。随着消费者生活品质的不断提高,对健康的关注度也在不断提升,因此对空调的要求增加,消费者已经不仅仅局限于制冷供暖的满足,还需要空调产品的送风功能提供较高的舒适性。海尔创新设计中心曾经做过一个用户洞察,在455个调研样本中,针对家用空调健康、舒适、智慧控温、AI音控、超低噪音五个主要功能进行重要性排名时,前三依次为健康、舒适和智慧控温。

我们可以把消费者对空调送风舒适度的需求分为五个层级:

第一层:空调产品能够快速制冷,首先满足消费者对室内空气温度的基本要求,在热舒适性上获得满意。

第二层:空调产品吹出的风速度可调节,“硬度”可以适应,属于消费可接受区间,舒适度有所提升。

我有一位同事,是特注重仪式感的那类。我问他为什么这样看重仪式感,他说仪式感庄重、神圣,一个人心中只要有了仪式感,就会对人对事严谨而重视;有了仪式感的人,一定有一股认真的劲儿,做人做事绝不会差到哪儿去,更不会错到哪儿去。

第三层:空调具有防直吹相关技术,吹出的风可以不直接打到人身体上,避免皮肤接触冷风的不适感。

第四层:空调可以吹出仿自然界的柔风,风的“软硬”适中,皮肤感觉舒爽。比如卡萨帝空调采用的双塔软风技术,空调冷风和室内风混合,可以达到“软风”的效果。“软风”在风力等级表中属于第二级,风速显示0.3~1.5 m/s或者1~5 km/h。

第五层:空调可以送出生态软风,该方式按需送风,根据用户需求,从空气的温度、湿度、洁净度、含氧量等多维度,为消费者提供高质量的空气。

2.3 影响人体热舒适的因素

热舒适是人对周围热环境所做的主观满意度评价(ISO 7730标准)。作为反映人们对周围热环境感到满意的一种主观感觉,人体热舒适是表征人们对室内热环境舒适满意程度的重要指标。事实上,人体热舒适的影响因素主要包括人体因素和环境因素,环境因素包括空气温度、风速、相对湿度和平均辐射温度,人体因素为人的活动量和衣着。其中空气温度和风速对人体热舒适的影响最大,重要性系数分别为0.53及0.27。

空调作为调节室内热环境的重要方式之一,主要从以下几个维度影响室内环境:

(1)空调运行过程中,整个温度场存在明显的上冷下热的温度分层现象。

(2)在射流区域内,随着射程的增大,气流温度逐渐升高。

(4)送风角度越大,在送风射流下方形成的回旋气流就越小,在高度方向上的温度梯度就越大,易产生局部冷感觉。

(5)送风速度对送风射流的射程有直接影响。送风速度减小,射程相应减小,强制对流的作用减弱,室内空气流速降低,不易使人产生吹风感。

(6)送风速度越大,强制对流的作用越大,室内气流间冷热量交换越剧烈,温度梯度越小。

可见,空调可以在很大程度上影响空气温度和风速,进而影响舒适度。只有合理的送风气流组织才能营造出人体热舒适所需的温度场和速度场,而气流组织主要是由送风技术决定的。在家居环境中,制冷或加热过的空气受到空调的控制,而绝大多数的其余空气又要靠空调吹出的风来冷却或加热,空气又是热的不良导体,这个过程需要“风”把两种温度的空气“搅合”均匀,因此空调送风技术非常关键。

3.空调舒适送风的解决方案

伴随人们生活理念的改变和消费升级的不断深入,在中国空调行业制冷技术发展比较成熟的情况下,用户对空调舒适度的诉求愈显强烈。而空调的送风方式对舒适度影响很大,在用户需求的导向下,各空调品牌也在积极探索通过空调送风给人带来的舒适感的技术。按改善维度的不同,目前的空调送风技术可分为改善送风角度的技术、改善吹风感受的技术及射流匀风的技术。下面就对不同的空调送风技术进行梳理。

3.1 改善送风角度的技术

正如前文所提,空调制冷时,冷风直接吹人会引起人体的不舒适,且长期处于冷风直吹状态,极易诱发人体多种疾病,因此,一些改善送风角度的技术应运而生。

3.1.1 送风角度对舒适度的影响

有研究表明,人体的皮肤上存在“冷点”和“热点”,即对冷敏感的区域和对热敏感的区域。且人体各部分冷热点的数目及位置均不相同。在偏冷环境下,人体的头部、大腿、小腿和手四个部位对热刺激更加敏感;在偏热环境下,人体的头部、背部、胸口和小腿四个部位对冷刺激更加敏感。

空调可通过调整送风角度来控制送风气流组织不同程度的刺激人体的热/冷敏感区域,让人体感到热舒适。送风角度的改变也会在很大程度上影响室内温度场。

有研究表明,送风角度越小,气流短路现象越严重,室内平均温度和回风温度的差值就越大;送风角度越大,送风射流的水平射程就越短,高度方向上的梯度就越小。改变空调送风角度从而影响温度场,提升舒适度。

3.1.2 改善送风角度的技术

目前市场上通过改善送风角度来提高舒适度的技术一般通过风道的差异化设计实现,主要有以下几种:

一、分区送风

分区送风技术主要有两类,一类是通过风道分段设计,采用上下分段、左右分区广角送风,从风道结构上避免了直吹小孩头、成人腰和老年腿等易产生不适感的部位;分区独立控制,为不同区域、方向的人群提供精准送风。

市面上的另一类分区送风技术是指,除了将送风区域分为左右、上下不同送风区域,并用大数据算出数千种送风模式,实现定制送风,还配备有人体温度传感器,当有人在空调附近5 m以内时,传感器通过扫描体感温度为之匹配适合的空调风,而且随着人体状态的不断变化,空调风速以及温度也会随之变化。

二、分布式送风

分布式送风技术将送风场景分为稳态及动态两种环境。设计上、下两个风口,根据环境状态灵活调节送风方式。

在制热时,上、下风口同时开启,下部出风射流能够在制热时使暖风从脚起,上部出风射流下压,抑制下部送风口送出的热风因密度较小而向上漂浮;制冷运行时,下风口根据所处的稳态及动态环境而选择性开启,能够在动态环境下有效刺激人体所需部位,快速有效达到热舒适,稳态环境下,可避免冷风直吹引起的不适感。

三、改变出风口角度送风

全域送风技术是改变出风口角度送风的一种,它虽然只设置了一个出风口,但可以通过一个风机带动出风口360°旋转,实现柜机的全角度送风。消费者可以自定义送风角度,无论是30°、60°、90°还是120°、360°,弥补传统柜机水平方向送风受限的弊端。可根据用户需求,将风送往房间的各个角落,结合“风吹人、风避人”等功能,实现空调广域送风。

还有通过导风板的设计来实现出风口角度改变的一类技术,采用上下导风板聚风夹角,气流集中紧贴在导风板聚风夹角中,实现抛物线式送风,有效避免冷风直吹。

以上改善送风角度的技术都是通过考虑怎么避开直吹的“冷风”来避免风直吹人,从而提高舒适度。虽然在一定程度上将“冷风”暂且阻挡住,但有些技术也导致了“房间温度冷热不均”,从而产生另一维度的不舒适感。

3.2 改善吹风感受的技术

除了改善送风角度,近几年,空调产品也开始对“风”进行改进,主要表现在通过改善吹风感受提升舒适度的一些技术上。

3.2.1 吹风感对舒适度的影响

不同的吹风方式所形成的空气气流在风速、风向、速度分布、频谱特征等方面都存在较大差异,所产生的吹风感受也有很大不同,而自然风以柔和、舒适的吹风感受和良好的降温效果受到人们的普遍喜爱。就空调行业来说,很多品牌在特定的动态热环境中追求具有良好的吹风感受,可实现热舒适状态的送风技术。

空调送风有时为满足较远位置能够达到足够的风量,常常调大送风量、加大送风速度,这就导致进风口区域风速较大,超过人体对风速的舒适范围。

目前,吹风感指数是用来评价吹风舒适的一个重要指标,它是指由于空气流动引起的人体感觉不满意率。此项指标的数值越低,表明由于空气流动引起的人体感觉不满意率越低,即人体感觉越满意,所处的环境越舒适。其计算方法如式(1)所示:

式中:DR为吹风感指数,即由于涡动气流引起的不满意率;ta为局部空气温度(℃);va为局部平均空气流速(m/s);Tu为局部紊流强度(%)。

3.2.2 改善吹风感受的技术

目前市场上通过改善吹风感来提高舒适度的技术主要有以下几种:

一、导风板控制送风技术

导风板控制技术是通过对导风板平面的立体设计,改变过去的机械送风模式。

如将流体沿物体的外壁呈波浪形发散喷射的自然风康达效应应用在空调气流中,并通过导风板弧度、导风板面积、导风板波纹凹槽等方面来改变风向,将风由原来的1个平面方向吹出改变为沿几十个面吹出,达到立体出风的自然效果。

二、微孔送风技术

常规空调出风为一股强射流出风,吹出气流速度高,且吹风感强,令人不舒适。微孔送风技术在扫风叶片上开大量(2~3.5 mm)的微孔,将射流气流打散,使气流通过微孔形成小股强射流,或者通过与扫风叶片与蜗壳横向间隙形成小股强射流,气流通过扫风叶片打散后,在出口处快速混合,同时卷吸少量周围空气,形成层流出风,以不大于0.2 m/s的风速吹至人身上形成低速柔和气流,实现无风感制冷。

下图是微孔送风技术与常规送风技术的风速对比。可以看出,微孔送风技术可以有效降低出风风速,出风柔和。

还有一些品牌通过智能控风算法技术,根据房间温度调整出风温度与速度,使稳态环境下送风更柔和。以上都是通过模拟“自然风”,改善吹风感受来提高舒适度的技术。它们确实在一定程度上带给人舒适的吹风感,但有些技术同时存在着降/升温效率低的弱点。

3.3 射流匀风技术

对于以上空调送风技术存在的冷热不均、冷量不足等问题,卡萨帝空调提出了射流匀风技术,致力于从根本上解决冷风吹人与冷量不足不能兼顾的行业技术难点。

3.3.1 射流匀风技术原理介绍

射流匀风是指在空调出风口的环形罩体处增加一种贯通风道,使环形罩体壁上形成有连通空调内部风道和贯通风道环形开口,通过唤醒出风装置引射出风口周围的空气,增加风量和出风温度,提高舒适性的技术。

混入的暖风可分为左侧引流、右侧引流、中间主动气流三股,通过调整中间主动气流的风量进而调节两侧引流的流量。利用柜机的双柱造型,空调吹风时在双柱中间形成负压区,机器后方的室温热空气沿负压区被吸入到前方,同冷风混合一同吹出。冷热风混合后,风量大但温度高、风速低,对人的皮肤毛孔刺激小,所以体感更舒适。

射流匀风技术解决了“冷风”直吹,实现了冷量不变、风温提升,而这种出风方式的升级,是空调内部构造的变革换来的。区别于行业传统的单风扇送风,射流匀风技术将贯流风扇增加到2个,双风扇、双电机、双蒸发器,双送风系统的转速、摆叶方向、导风板方向均可单独控制,且出风时先融合20%自然风再吹出23℃空调风,实现双贯流射流匀风,让空调出风更匀称柔和,减少“冷风”直吹带来的不适感,减少得空调病的部分诱因。

空气射流式房间空调器作为新的空调器品类,在2017年发布了GB∕T 35747—2017《空气射流式房间空调器技术要求及试验方法》国家标准,规范了射流空调器的技术指标和试验方法,为射流空调器市场规范发展奠定了基础。

3.3.2 主动软风技术

主动软风技术作为射流匀风技术的升级版,在延续了射流匀风技术制冷舒适送风优势的前提下,增加了主动匀风功能。主动匀风是在射流匀风的基础上,将原来的双柱改善成三柱结构,同时增加引风风机,将室内常温空气吸入后,通过匀风柱吹出,成为主动式气流出风时混入更多自然风,使出风凉而不冷,热而不燥,全屋温度更均匀。

另外,在主动匀风的基础上增加内置雷达感知功能。雷达通过60 G毫米电磁波对自由电子的反射原理,运用多普勒效应,检测人体移动,区分人和物体,判定人体数量、位置和距离,可以做到风随人动,或风避人吹,从另一个维度提升用户的使用体验。在风随人动或者风避人吹的模式下,雷达可以检测到距离空调6 m,扫描角度为120°范围内的人体,空调会调节风向,实现风吹向人或者是避开人。

雷达通过检测人体胸部表面的细微运动(因呼吸与心跳而产生的细微运动),提取静止人体的呼吸与心跳频率,并通过TFT反馈显示,实时互动。当空调检测到人靠近空调(1 m内),熄屏状态下的TFT屏会自动亮起,而当空调运行状态下,空调会自动降低送风风速;当正对空调距离1.2 m的单人保持静止不动时,20 s后,TFT屏会输出此人心率呼吸数据。

3.3.3 主动软风技术优势分析

在了解了主动软风技术的原理后不难看出,卡萨帝主动软风技术存在如下优势:

一、风量大

普通空调内置一个风扇、一台电机,风扇采用的是离心式风扇,优点是风压大,但风量小。而主动软风技术采用的是双风机独立控制,配备双贯流风扇,不仅风量更大,送风更远,而且双贯流风扇还能降低空调的噪声。如卡萨帝空调CAP7211ZAAH(81)VU1:制冷模式标准风量达到1300 m³/h,开启匀风后风量达到1820 m³/h。

如鉴赏家柜机,采用的是直径94 mm的贯流风扇,循环风量增大40%,房间匀温时间可缩短20%。在引流通道中间增加增强引流的主动气流出风口,通过控制主动气流的风速来调整空调的两侧引流风量。

二、风温高

通过混合出风实现出风温度的提升,从根本上避免温度较低的冷风吹人所产生的冷刺激,进而产生的不舒适感。从下表可以看出,鉴赏家空调不同档位的出风温度都实现了显著提高。

三、送风距离远

主动软风技术中间的主动气流可以辅助空调出风,将空调出风送至更远处,可以兼顾客/餐厅空调使用需求,送风距离有效提升33.3%。

下表总结了本章中提到的不同送风技术的优缺点。

四、匀风效果好

结构升级为三立柱后,中部匀风柱位于整机双风道正中间,同整机出风口高度一致,上下一体式贯穿,出风后常温空气立即与空调冷风完全融合,进行温度补偿,获得舒适软风。而且空调冷风混合1股主动式可调常温气流,配合2股被动匀风引流,匀风比最高可达40%。

上文提到的分区送风、分布式送风、导风板控制送风技术等空调送风技术虽然名称不同,原理各异,但追求的目标却大致相同,都是为了带给消费者更好的舒适性体验。而主动软风技术作为其中的佼佼者,更是突破了行业难点,提升了用户体验。

3.3.4 复合软风技术

在主动软风技术基础上,基于PMV人体热舒适理论,保留双塔匀风结构,通过空调风和室内风的大小双塔送风方案,将冷热风、室内风和功能风按需复合,两股软风气流与空调风复合调节后,软风体验大幅提升,风温舒适,风速柔和,实现更佳热舒适软风体验。

复合软风空调的大小柱双结构设计,能够实现空调大柱吹冷热风,作为一台空调器单独使用;小柱吹室温风,多档位风量可调,可通过与其相连的功能模块相结合,作为一台单独的新风、净化、加湿、除醛等机器使用。

大柱空调冷热气流和小柱增益功能气流可按需复合,在双柱出风口前方0.5 m内完成混合,形成独具特色的复合软风,满足用户对于空调的个性化需求。

3.3.5 复合软风技术优势分析

一、23℃复合软风

空调冷热气流和增益功能气流可按需进行多风感复合,空调吹风时在双柱中间形成负压区,机器后方的室温空气沿负压区被吸入到前方,三股气流自适应复合后吹出。出风口面积增大100%,风量大但温度高、风速低,对人的皮肤毛孔刺激小,体感更舒适。

得益于双柱的独立控制,匀风量能够在0~40%范围内动态可调,空调23℃舒适软风的工作范围提升50%,通过固化软风功能模式,让用户轻松一键实现在距空调2~4 m范围内,舒适软风全覆盖,全屋温度更均匀。

二、大小柱单独可调

空调的大小柱单独可调,空调冷热风100%由大柱吹出,可独立运行,出风更集中;小柱吹室温风,多档位风量可调,可通过与其相连的功能模块相结合,作为一台单独的水洗、加湿、净化、除菌、新风、除尘、除醛、除味的集成式高能空气机使用。根据使用场景的不同,大小柱可进行针对性调节,如下图:

三、广角匀风

大柱出风风向调节时,小柱风向自适应联动调向,在空调摆风模式下,也能实现匀风效果。同时,大柱摆风角度达到100°,角落安装可实现房间匀风全覆盖。

四、17米远距离送风

复合软风空调的大小双柱结构,大柱单独运行可实现1300 m³/h循环风量,15 m远距送风功能。小柱单独动力,启动后小柱出风与大柱出风复合,助力空调出风,送风距离可达17 m,满足大空间的匀温舒适需求。

4.空调舒适送风标准及评价

在消费升级趋势下,送风技术已成为空调产品的重要升级方向。目前已有的空调送风技术体现着各个品牌对空气温度、湿度、风量、风速等舒适度综合控制的能力,其效果如何需要通过相关标准来进行验证与评价。下面就国内外相关标准情况及评价指标等方面展开介绍。

4.1 国内外相关标准情况

吹风感是引起人体不舒适感的一个主要因素,人类早在19世纪就对吹风感展开了研究。美国采暖、制冷与空调工程师学会ASHRAE 55-2013《Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy》标准将热舒适性定义为人对热环境表示满意的意识状态反映,并总结出影响人体热舒适性的环境参数及自身参数,我国已非等效采用该标准2004版为GB/T 5701—2008《室内热环境条件》。

我国现行房间空调器产品标准为GB/T 7725—2004《房间空气调节器》,该标准非等效采用I S O 5151:1994《Non-ducted air conditioners and heat pumps Testing and rating for performance》,主要规定了空调器的制冷/热量、消耗功率、能效比、噪声、凝露等基本性能及环境试验要求,没有对舒适风速、吹风感指数、温度均匀性等给出要求。

暖通设计规范方面,国家标准GB 50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》规定了人员长期逗留区域空调室内设计参数,明确制冷工况室内设计风速不应超过0.3 m/s,但也没有规定其余舒适性指标要求。

人类工效学方面,国家标准GB/T 33658—2017《室内人体热舒适环境要求与评价方法》在基于GB/T 5701(ASHRAE 55)、GB/T 18049(ISO 7730)的基础上,给出了温度波动、温度均匀度、垂直空气温差、吹风感指数、PMV、暖体假人评价要求等指标和评分方法。该标准是目前国内舒适性相关度较高的标准,在空调行业内被广泛采用。

4.2 主要评价指标及产品表现

基于以上标准,一般用以下评价指标来评价空调产品的舒适度。

一、送风距离

根据用户体验需求,需解决部分用户客厅和餐厅同时可用空调的问题,客厅空调器需具备远距离送风功能才能使餐厅有较好的制冷效果。GB/T 35747—2017《空气射流式房间空调器技术要求及试验方法》规定了空气射流状态下的送风距离技术要求:4500 W<空调器额定制冷量≤14000 W时,空气射流状态下送风距离的实测值应不小于非空气射流状态下实测值的115%。经实测,卡萨帝鉴赏家空调强力模式下的送风距离>16 m,符合标准要求,可很好地满足用户体验需求。

二、吹风感指数

GB/T 33658《室内人体热舒适环境要求与评价方法》已定义了吹风感指数,考核的是整个房间的吹风感指数,其规定最低吹风感指数为40%,最优吹风感指数为10%。卡萨帝鉴赏家空调可带给消费者舒适的吹风感受。

三、温度均匀性

传统空调制冷运行时,离空调近的地方冷,远的地方热,冷热不均匀,明显存在较大温差。GB/T 33658定义了“温度均匀性”,其定义为室内环境达到热稳定状态后,在同一时刻,房间内不同测点温度的差异情况,计算其温度分布标准差,该指标反应的是整个房间的温度均匀性。卡萨帝鉴赏家空调在室内温度均匀性维度表现良好。

四、降/升温效果

空调的主要功能是调节室内环境温度,舒适度的提升不能以牺牲它的主要功能为代价。GB/T 35747—2017对风量、出风温度都进行了规定,均可以通过最终的降/升温效果来体现。卡萨帝鉴赏家空调实测降/升温效果如下图,均优于对比样机。

从以上评价指标及卡萨帝鉴赏家空调的产品表现可以看出,卡萨帝鉴赏家空调送风距离可兼顾客/餐厅使用,吹风感较为舒适,温度均匀且降/升温效果优秀,大大提升了用户体验。

5.结束语

备注:房间面积28.5平方米。

备注:房间面积28.5平方米。

目前,行业内众多生产企业在空调送风技术、提升舒适体验方面已经着力研究,这一点既是为了契合消费者不断升级需求,同时也是为了推进空调产品不断升级,风感技术不断改进,使自身规模获得增长。跳出成熟的制冷制热赛道,在新的舒适度送风技术赛道上提前布局,不断突破创新的品牌会引领整个空调行业向新的发展趋势迈进。卡萨帝鉴赏家系列空调正是通过独有的专利送风技术,调整中间主动气流带动两侧引流的流量,从“软风”的角度,提升了空调风吹到消费者身体上的舒适体验,开启了家用分体式空调舒适风的新维度。

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