某酒吧空調(diào)送風(fēng)口結(jié)露分析與設(shè)計探討

曲志君

同濟大學(xué)建筑設(shè)計研究院（集團）有限公司

結(jié)露是指物體表面溫度低于附近空氣露點溫度時表面出現(xiàn)冷凝水的現(xiàn)象。在中央空調(diào)工程中，由于設(shè)計以及現(xiàn)場環(huán)境等多方面的因素影響，經(jīng)常會出現(xiàn)出風(fēng)口結(jié)露現(xiàn)象。本文針對長沙地區(qū)某酒吧空調(diào)發(fā)生的送風(fēng)口結(jié)露現(xiàn)象進行現(xiàn)場調(diào)研和分析，發(fā)現(xiàn)了該制冷系統(tǒng)設(shè)計選型過程中存在的一定缺陷，并提出了解決方案，實測效果良好。

1 某酒吧中央空調(diào)出風(fēng)口結(jié)露現(xiàn)象及分析

1.1 結(jié)露現(xiàn)象

酒吧位于長沙市，始建于2015年7月，2016年3月建設(shè)完工，根據(jù)其設(shè)計計算書，此酒吧空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)范圍為：夏季溫度為25～27℃，相對濕度為65%～45%，冷負(fù)荷計算指標(biāo)基本上南向為120～140 W/m2，西向與頂層根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范[1]選取為150～165 W/m2。制冷機組采用水冷螺桿機組，末端設(shè)備為暗藏風(fēng)機盤管器，嵌入室內(nèi)機，吊式風(fēng)柜與新風(fēng)熱回收處理機等，空調(diào)送風(fēng)百葉風(fēng)口選用鋁合金材料制作的風(fēng)口。在酒吧中央空調(diào)運行到3個月時，出現(xiàn)了中央空調(diào)出風(fēng)口結(jié)露水蒸氣凝結(jié)現(xiàn)象，如圖1所示：

圖1 出風(fēng)口結(jié)露現(xiàn)場圖

1.2 現(xiàn)場調(diào)研及實驗測試

對空調(diào)使用狀況進行現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，制冷設(shè)備使用均良好，按理說，空調(diào)使用時，隨著室內(nèi)空氣溫度降低，空氣含濕量同時降低，此時的相對濕度也相應(yīng)降低，送風(fēng)溫度應(yīng)高于露點溫度，不至于產(chǎn)生結(jié)露析水現(xiàn)象。然后，筆者現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，此酒吧不僅在某些中央空調(diào)出風(fēng)口面板的墻面上有明顯的水跡及析水現(xiàn)象，某些墻面反而出現(xiàn)了水痕及霉斑圖。

調(diào)研中，針對該酒吧內(nèi)兩個不同的中央空調(diào)出風(fēng)口作了一個實驗。其中一個出風(fēng)口位于走廊，另一個出風(fēng)口位于酒吧大堂正中間。實驗時，室外溫度為33℃，相對濕度80%，空調(diào)室內(nèi)設(shè)定溫度為27℃。

在第一個出風(fēng)口，室內(nèi)溫度下降的過程相對濕度也隨之降低，約30 min后室溫達到設(shè)定的27℃，相對濕度降至65%，此狀態(tài)下，空氣的露點溫度為19.9℃，測量空調(diào)送風(fēng)溫度為21.4℃，送風(fēng)溫度高于空氣露點溫度1.5℃，送風(fēng)口未出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。

而對于第二個出風(fēng)口，在室外高溫高濕空氣的干擾下，室內(nèi)溫度、相對濕度下降緩慢。30 min后測量室內(nèi)溫度為30℃，相對濕度為78%，此狀態(tài)下室內(nèi)環(huán)境空氣的露點溫度為25.5℃，測送風(fēng)口溫度為24.5℃，送風(fēng)溫度低于露點溫度1℃，送風(fēng)口呈現(xiàn)出結(jié)露狀。

1.3 結(jié)露原因分析

根據(jù)上述實驗測試，在走廊上中央空調(diào)出風(fēng)口尚未結(jié)露，而對于大堂而言，由于其特殊使用環(huán)境，人員多且密集，由于擔(dān)心噪音擾民而沒有設(shè)置窗戶，造成人員集中，空氣濕度太大，成為出風(fēng)口結(jié)露的主要原因。另外新排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置不合理，負(fù)壓過大，無組織的室外空氣進入室內(nèi)，提升了空氣濕度及其凝結(jié)露點，風(fēng)口預(yù)留尺寸太小，空調(diào)采用大溫差送風(fēng)，送風(fēng)量與制冷量不匹配，導(dǎo)致冷量過大，風(fēng)量過小，且酒吧統(tǒng)一采用鋁合金材質(zhì)出風(fēng)口，由于導(dǎo)熱性能較好，使得風(fēng)口材料表面溫度過低而凝結(jié)露水。

2 酒吧中央空調(diào)出風(fēng)口結(jié)露解決方案

酒吧中央空調(diào)出風(fēng)口結(jié)露現(xiàn)象的產(chǎn)生，與設(shè)計送風(fēng)溫度是否高出露點溫度有關(guān)，因此，在設(shè)計酒吧中央空調(diào)送風(fēng)溫度時，應(yīng)首先考慮其與露點溫度的關(guān)系。對于酒吧的特殊環(huán)境及人群，如按7℃冷水進末端設(shè)備，循環(huán)風(fēng)溫差約為6～8℃。房間設(shè)定27℃，送風(fēng)溫差應(yīng)為6～8℃，現(xiàn)取6℃，則送風(fēng)溫度為27℃-6℃=21℃，而因為酒吧中空氣濕度大，環(huán)境相對濕度基本在70%以上，現(xiàn)取70%，則露點溫度為21.1℃，送風(fēng)溫度達到露點溫度，送風(fēng)口表面就產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。因此，對于酒吧來說，7℃冷水進入末端設(shè)備，容易造成風(fēng)口結(jié)露。酒吧的中央空調(diào)設(shè)計可以采用提高制冷機組的出水溫度，使風(fēng)機盤管的進水溫度升高，從而提高送風(fēng)溫度，縮小送風(fēng)與室內(nèi)空氣的溫差，使送風(fēng)溫度在較大的相對濕度范圍還高于露點溫度，送風(fēng)口不容易結(jié)露。

然而，酒吧中人員經(jīng)常處于活動狀態(tài)，簡單地提高送風(fēng)溫度減小送風(fēng)與室內(nèi)溫差，容易讓酒吧中人感覺悶熱不適，提高冷水溫度，肯定影響風(fēng)機盤管的制冷效果，為保證室內(nèi)空氣溫度在設(shè)計范圍內(nèi)，就應(yīng)該把風(fēng)機盤管規(guī)格加大，以加大空氣循環(huán)量。因此，本文提出了大風(fēng)量小溫差的改造方法，原標(biāo)準(zhǔn)工況供水7℃時，冷量4.41 kW/h，應(yīng)采用型號為400型的風(fēng)機盤管。提高供水溫度為12℃后，選用同品牌規(guī)格型號為800型的風(fēng)機盤管，增大送風(fēng)量，見表1。

表1 改造前后風(fēng)機盤管名義制冷量對比

改造后，風(fēng)機盤管供水溫度設(shè)在12℃，室內(nèi)溫度同樣設(shè)定在27℃，環(huán)境相對濕度為70%，提高冷水溫度為12℃，大風(fēng)量、小溫差此時送風(fēng)溫差3～6℃，取3℃則送風(fēng)溫度為27℃-3℃=24℃，循環(huán)風(fēng)感很舒適，送風(fēng)溫度高于露點溫度3℃，送風(fēng)口又不會結(jié)露。即 使室內(nèi)相對濕度在80%時，經(jīng)改造后的中央空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)溫度仍高于環(huán)境露點溫度，送風(fēng)口還是可以避免結(jié)露產(chǎn)生。然而，風(fēng)機盤管規(guī)格增大，相應(yīng)的耗電量也隨之增加，查設(shè)備規(guī)格技術(shù)參數(shù)資料400型風(fēng)機盤管額定輸入功率62 W/h，800型風(fēng)機盤管額定輸入功率為134 W/h，對該酒吧而言，以200個出風(fēng)口計算，則多耗電量 =(134-62)×200=14.4 W/h。

但是，由于出水溫度提高，制冷機組的蒸發(fā)溫度相應(yīng)提高，根據(jù)文獻[2]，制冷機組蒸發(fā)溫度每提高1℃，單位冷量耗電降低約3%。以200間病房所需總冷量900 kW/h的制冷機組使用功率約170 kW/h計算，約可節(jié)省耗電25.5 kW/h，節(jié)省電量要比風(fēng)機盤管多耗的電還要多，所以不會造成中央空調(diào)系統(tǒng)總耗電的增加。而且冷水系統(tǒng)進、出水溫度的提高，系統(tǒng)保溫材料可更節(jié)約，盤管凝結(jié)水管都不需要進行保溫，更方便維護。

3 酒吧中央空調(diào)設(shè)計探討

酒吧中央空調(diào)設(shè)計，設(shè)計師多數(shù)是依據(jù)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（GB50736-2012），按舒適性空調(diào)也可以從節(jié)能方面考慮，基本上以最小新風(fēng)量計取（指標(biāo)為30 m3/(h·人)），空調(diào)設(shè)計冷水工況也都按標(biāo)準(zhǔn)工況設(shè)計為12℃進水、7℃出水。而酒吧的實際環(huán)境中人員較多，且門窗較少，通風(fēng)換氣量需求大，室內(nèi)濕度較大，因此，針對酒吧特殊環(huán)境，中央空調(diào)設(shè)計應(yīng)做出如下改善：

1）酒吧中人員數(shù)量大多數(shù)情況都是按照座位數(shù)來設(shè)計的，但實際情況下酒吧中人數(shù)往往都是設(shè)計座位數(shù)的2～3倍，因此，在計算人數(shù)至少要設(shè)計座位×2。

2）酒吧人數(shù)較多，氣氛又比較熱烈，加上由于噪音過大為了防止噪音擾民，窗墻比相對普通住宅較小，因此，酒吧中人普遍反映空氣不好，在酒吧中央空調(diào)設(shè)計時新風(fēng)計算的選擇不應(yīng)選指標(biāo)值的下線，應(yīng)考慮適當(dāng)加大新風(fēng)量，以減輕空氣異味。

3）酒吧的排風(fēng)基本上是靠抽風(fēng)機排出，根據(jù)本文中酒吧的配置，抽風(fēng)機的排風(fēng)量多為120 m3/h，每間臺抽風(fēng)機對應(yīng)4個座位。幾乎與所送的新風(fēng)量相同，酒吧難保持室內(nèi)正壓，這也是酒吧內(nèi)人員普遍感覺空氣不好的原因之一。在一般舒適性空調(diào)房間中，排氣量計算依據(jù)可能不是一個需要嚴(yán)格控制的指標(biāo)，所以基本上以室內(nèi)微呈正壓就行，也有按以下經(jīng)驗公式計算：

在本文中的酒吧情況下，筆者認(rèn)為，酒吧排氣量應(yīng)以室內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)作為主要依據(jù)來計取，以總送風(fēng)量計取難以保證室內(nèi)衛(wèi)生要求，用新風(fēng)量經(jīng)驗公式計取會更為合理：

4）酒吧中往往濕度過大，若按照標(biāo)準(zhǔn)工況設(shè)計12℃進水、7℃出水，在濕度較大情況下，容易引起結(jié)露現(xiàn)象產(chǎn)生，因此就把中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中，在增大送風(fēng)量的同時，應(yīng)減小送風(fēng)溫差，預(yù)防出風(fēng)口結(jié)露現(xiàn)象。

5）在易發(fā)生揭露場所現(xiàn)象的場所，中央空調(diào)設(shè)計時應(yīng)注意，木質(zhì)風(fēng)口最不容易結(jié)露，其次是ABS材料風(fēng)口，盡量不要用鋁合金風(fēng)口。如果覺得木質(zhì)風(fēng)口比較貴的話，可以在現(xiàn)有的中央空調(diào)風(fēng)口邊端貼一層薄PE保溫板，增加保溫性，減小溫差。

4 結(jié)論

本文對長沙市某酒吧中央空調(diào)發(fā)生的送風(fēng)口結(jié)露現(xiàn)象，進行現(xiàn)場調(diào)研和測試。發(fā)現(xiàn)酒吧中人員密度較大，排風(fēng)不暢引起濕度增大是造成送風(fēng)口結(jié)露的主要原因。本文采用提高酒吧中央空調(diào)送風(fēng)溫度，增大室內(nèi)風(fēng)機盤管送風(fēng)量，減小送風(fēng)溫差的方法，解決了送風(fēng)口結(jié)露的問題。對新建酒吧中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，本文提出改進方案，不能按照標(biāo)準(zhǔn)工況來選擇送風(fēng)量和送風(fēng)溫度，應(yīng)提高送風(fēng)溫度采用大風(fēng)量小溫差的空調(diào)方式，分析表明可以解決送風(fēng)口結(jié)露，且有節(jié)能效果。

對于酒吧環(huán)境，由于和餐廳賓館接近，在中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時，設(shè)計者往往都采用餐廳標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計，然而酒吧人數(shù)較多，不像餐廳一個座位僅存在有一個人的現(xiàn)象，且酒吧窗墻比相對餐廳較小，因此，在設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮酒吧的實際應(yīng)用環(huán)境，做出更為合理的中央空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計。