某酒吧空調送風口結露分析與設計探討

曲志君

同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司

結露是指物體表面溫度低于附近空氣露點溫度時表面出現冷凝水的現象。在中央空調工程中，由于設計以及現場環境等多方面的因素影響，經常會出現出風口結露現象。本文針對長沙地區某酒吧空調發生的送風口結露現象進行現場調研和分析，發現了該制冷系統設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 某酒吧中央空調出風口結露現象及分析

1.1 結露現象

酒吧位于長沙市，始建于2015年7月，2016年3月建設完工，根據其設計計算書，此酒吧空氣調節室內設計參數范圍為：夏季溫度為25～27℃，相對濕度為65%～45%，冷負荷計算指標基本上南向為120～140 W/m2，西向與頂層根據相關設計規范[1]選取為150～165 W/m2。制冷機組采用水冷螺桿機組，末端設備為暗藏風機盤管器，嵌入室內機，吊式風柜與新風熱回收處理機等，空調送風百葉風口選用鋁合金材料制作的風口。在酒吧中央空調運行到3個月時，出現了中央空調出風口結露水蒸氣凝結現象，如圖1所示：

圖1 出風口結露現場圖

1.2 現場調研及實驗測試

對空調使用狀況進行現場調研發現，制冷設備使用均良好，按理說，空調使用時，隨著室內空氣溫度降低，空氣含濕量同時降低，此時的相對濕度也相應降低，送風溫度應高于露點溫度，不至于產生結露析水現象。然后，筆者現場調研發現，此酒吧不僅在某些中央空調出風口面板的墻面上有明顯的水跡及析水現象，某些墻面反而出現了水痕及霉斑圖。

調研中，針對該酒吧內兩個不同的中央空調出風口作了一個實驗。其中一個出風口位于走廊，另一個出風口位于酒吧大堂正中間。實驗時，室外溫度為33℃，相對濕度80%，空調室內設定溫度為27℃。

在第一個出風口，室內溫度下降的過程相對濕度也隨之降低，約30 min后室溫達到設定的27℃，相對濕度降至65%，此狀態下，空氣的露點溫度為19.9℃，測量空調送風溫度為21.4℃，送風溫度高于空氣露點溫度1.5℃，送風口未出現結露現象。

而對于第二個出風口，在室外高溫高濕空氣的干擾下，室內溫度、相對濕度下降緩慢。30 min后測量室內溫度為30℃，相對濕度為78%，此狀態下室內環境空氣的露點溫度為25.5℃，測送風口溫度為24.5℃，送風溫度低于露點溫度1℃，送風口呈現出結露狀。

1.3 結露原因分析

根據上述實驗測試，在走廊上中央空調出風口尚未結露，而對于大堂而言，由于其特殊使用環境，人員多且密集，由于擔心噪音擾民而沒有設置窗戶，造成人員集中，空氣濕度太大，成為出風口結露的主要原因。另外新排風系統設置不合理，負壓過大，無組織的室外空氣進入室內，提升了空氣濕度及其凝結露點，風口預留尺寸太小，空調采用大溫差送風，送風量與制冷量不匹配，導致冷量過大，風量過小，且酒吧統一采用鋁合金材質出風口，由于導熱性能較好，使得風口材料表面溫度過低而凝結露水。

2 酒吧中央空調出風口結露解決方案

酒吧中央空調出風口結露現象的產生，與設計送風溫度是否高出露點溫度有關，因此，在設計酒吧中央空調送風溫度時，應首先考慮其與露點溫度的關系。對于酒吧的特殊環境及人群，如按7℃冷水進末端設備，循環風溫差約為6～8℃。房間設定27℃，送風溫差應為6～8℃，現取6℃，則送風溫度為27℃-6℃=21℃，而因為酒吧中空氣濕度大，環境相對濕度基本在70%以上，現取70%，則露點溫度為21.1℃，送風溫度達到露點溫度，送風口表面就產生結露現象。因此，對于酒吧來說，7℃冷水進入末端設備，容易造成風口結露。酒吧的中央空調設計可以采用提高制冷機組的出水溫度，使風機盤管的進水溫度升高，從而提高送風溫度，縮小送風與室內空氣的溫差，使送風溫度在較大的相對濕度范圍還高于露點溫度，送風口不容易結露。

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

表1 改造前后風機盤管名義制冷量對比

改造后，風機盤管供水溫度設在12℃，室內溫度同樣設定在27℃，環境相對濕度為70%，提高冷水溫度為12℃，大風量、小溫差此時送風溫差3～6℃，取3℃則送風溫度為27℃-3℃=24℃，循環風感很舒適，送風溫度高于露點溫度3℃，送風口又不會結露。即 使室內相對濕度在80%時，經改造后的中央空調系統送風溫度仍高于環境露點溫度，送風口還是可以避免結露產生。然而，風機盤管規格增大，相應的耗電量也隨之增加，查設備規格技術參數資料400型風機盤管額定輸入功率62 W/h，800型風機盤管額定輸入功率為134 W/h，對該酒吧而言，以200個出風口計算，則多耗電量 =(134-62)×200=14.4 W/h。

但是，由于出水溫度提高，制冷機組的蒸發溫度相應提高，根據文獻[2]，制冷機組蒸發溫度每提高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，約可節省耗電25.5 kW/h，節省電量要比風機盤管多耗的電還要多，所以不會造成中央空調系統總耗電的增加。而且冷水系統進、出水溫度的提高，系統保溫材料可更節約，盤管凝結水管都不需要進行保溫，更方便維護。

3 酒吧中央空調設計探討

酒吧中央空調設計，設計師多數是依據國家現行標準（GB50736-2012），按舒適性空調也可以從節能方面考慮，基本上以最小新風量計取（指標為30 m3/(h·人)），空調設計冷水工況也都按標準工況設計為12℃進水、7℃出水。而酒吧的實際環境中人員較多，且門窗較少，通風換氣量需求大，室內濕度較大，因此，針對酒吧特殊環境，中央空調設計應做出如下改善：

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

2）酒吧人數較多，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，在酒吧中央空調設計時新風計算的選擇不應選指標值的下線，應考慮適當加大新風量，以減輕空氣異味。

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

在本文中的酒吧情況下，筆者認為，酒吧排氣量應以室內衛生標準作為主要依據來計取，以總送風量計取難以保證室內衛生要求，用新風量經驗公式計取會更為合理：

4）酒吧中往往濕度過大，若按照標準工況設計12℃進水、7℃出水，在濕度較大情況下，容易引起結露現象產生，因此就把中央空調系統設計中，在增大送風量的同時，應減小送風溫差，預防出風口結露現象。

5）在易發生揭露場所現象的場所，中央空調設計時應注意，木質風口最不容易結露，其次是ABS材料風口，盡量不要用鋁合金風口。如果覺得木質風口比較貴的話，可以在現有的中央空調風口邊端貼一層薄PE保溫板，增加保溫性，減小溫差。

4 結論

本文對長沙市某酒吧中央空調發生的送風口結露現象，進行現場調研和測試。發現酒吧中人員密度較大，排風不暢引起濕度增大是造成送風口結露的主要原因。本文采用提高酒吧中央空調送風溫度，增大室內風機盤管送風量，減小送風溫差的方法，解決了送風口結露的問題。對新建酒吧中央空調系統設計，本文提出改進方案，不能按照標準工況來選擇送風量和送風溫度，應提高送風溫度采用大風量小溫差的空調方式，分析表明可以解決送風口結露，且有節能效果。

對于酒吧環境，由于和餐廳賓館接近，在中央空調系統設計時，設計者往往都采用餐廳標準進行設計，然而酒吧人數較多，不像餐廳一個座位僅存在有一個人的現象，且酒吧窗墻比相對餐廳較小，因此，在設計過程中應充分考慮酒吧的實際應用環境，做出更為合理的中央空調系統方案設計。