某私人酒窖的空調方案設計

楊佳玲

摘要：本文介紹了某私人酒窖的空調方案評定過程，根據甲方提資結合項目實際情況從冷熱源匹配，空調末端形式以及酒窖空調特性等方面綜合評定酒窖的空調方案，并提出了合理可行的建議。

關鍵詞：空調方案;酒窖空調;輻射板供冷;結露;濕工況

1項目概況：

該項目位于廣州某私人會所，建筑的耐火等級為地下一級，地上二級。建筑共八層，其中地下一層，地上七層，酒窖設置于負一層位置，設計面積112平米，層高5.1米。

2方案初步確定：

2.1設計參數：

室外設計參數：項目位于廣州，該地區夏季空調室外干球計算溫度34.2℃，空調室外濕球計算溫度 27.8℃;

室內設計參數：一般理想儲存條件下的溫度是8-16℃，濕度60～70%左右。葡萄酒存放時間數周存放溫度可以10-18℃左右，長期存放溫度宜8-16℃左右。白酒存放溫度10-16℃，最高不能超過24℃。

2.2甲方提資：

根據甲方提出的要求，空調末端擬采用指定的輻射板供冷，水系統與新排風均接入原建筑空調系統。負一層酒窖維護結構均采取保溫隔熱措施，根據酒窖廠家提供的建議以及業主的要求，本項目空調冷指標按200w/m2估算。

2.3項目原有空調系統：

原會所空調冷熱源采用風冷單螺桿式冷水熱泵機組（帶熱回收），采用3臺99RT的風冷雙螺桿式冷水熱泵機組，其中2臺為部分熱回收機組，夏季供回水溫度為7/12℃，熱回收供回水溫度為55/50℃，冬季供回水溫度為45/40℃，系統的膨脹水箱設置高度25.6m，制冷主機設置在負一層機房。

3方案分析：

3.1關于輻射供冷相關資料：

輻射供冷是通過特殊結構的供冷部件將冷量傳遞到其表面，其表面再通過輻射換熱為主的熱交換方式直接與空氣內環境進行換熱（換熱方式還包括導熱、對流換熱），很大程度上簡化了冷量從冷源到末端用戶之間的能量傳遞過程。根據輻射板在室內空間安裝位置不同，可分為頂板冷輻射系統、地板冷輻射系統、和垂直墻壁冷輻射系統等。

冷輻射的末端裝置的根據敷設形式的不同大致可以劃分為兩種不同的類型：1）類似于常規的輻射供暖的形式，將供冷的塑料管敷設在墻體或者頂板;2）以塑料或金屬為材料，制做成成品模塊化的輻射板末端產品，直接安裝在戶內形成冷輻射墻壁或吊頂，這種輻射板的可以配合多種裝修風格造型。

輻射板是一種特殊的空調形式，它與普通空調相比優勢在于：1）有更好的熱舒適體驗感。輻射供冷系統主要是通過輻射換熱的形式帶走空調區內人體的散熱量，更加符合人體換熱規律，讓人感覺有更好的舒適性;2）最大限度減少室內吹風感。在輻射供冷的區域內，送風僅考慮室內人員需要的新風量或除濕需要的新風量，相比普通的空調系統中的80%左右室內回風量，室內流動的風量很少，基本沒有吹風感，從而可以營造一個更加安靜的室內環境;3）可以提高室內環境空氣品質。輻射供冷一般是利用高溫冷水系統，正常運行情況下，輻射板表面溫度需要高于室內露點溫度，運行過程中不像其他空調末端設備會一直產生冷凝水，從而大大減少了凝結水盤滋生細菌的可能;4）與室內的裝修配合程度高。輻射板埋在圍護結構里面或者吊裝在吊頂或者墻面，節省了室內空間，更易配合各種造型要求;5）節約能耗。輻射供冷的優勢主要是可以利用高溫冷水（天然的冷熱源或者低品位能源），可以提高制冷主機的效率，降低運行能耗。普通空調系統送風狀態點一般處理至機器露點，送風溫度偏低，在熱舒適性要求較高的情況下，還需要再熱送風，冷熱再次抵消，大大浪費能源;同時，根據規范的條文，當采用輻射供冷時室內設計溫度可比傳統空調系統提高0.5～1.5℃;6）提高吊頂空間。前面提到配合輻射供冷的房間送風量僅考慮室內人員需要的新風量或除濕需要的新風量，這樣可以大大減少進入室內的風管尺寸，可以節約吊頂需要預留給設備的空間;7）減少了日常維護工作。輻射供冷一般采用輻射末端設備配合新風系統，室內沒有風機盤管這種室內有電機的設備，日常故障率低，而且沒有風口這樣需要定期清洗的構造，所需維護工作量少。本項目甲方指定為成品模塊輻射板。

根據輻射規相關規范（摘取規范3.1.4-3.1.6條）結合本工程案例，系統有如下幾點要求：

1）輻射供冷系統供水溫度應保證供冷表面溫度高于室內露點溫度1～2 ℃。供回水溫差不宜大于5 ℃且不應小于2℃。

2）輻射供冷系統應結合除濕系統或新風系統進行設計。

3）輻射供暖供冷水系統冷媒或熱媒的溫度、流量和資用壓差等參數，應同冷熱源系統相匹配。冷熱源系統應設置相應的控制裝置。

我們將從這幾點規范要求以及酒窖空調特性去復核甲方提資方案的可行性。

3.2方案詳細分析

3.2.1空調冷熱源

1、原空調系統在冬季時候制熱，酒窖常年四季需要制冷，需要額外設置輔助冷源滿足冬季制冷要求。

2、如果采用普通空調冷凍水供冷，夏季供水溫度7-12℃，室內溫度理想條件極限溫度12℃。甲方設定室內設計溫度可以提高到16℃，相對濕度70%。經過查閱焓濕圖提高后的室內設計溫度在相對濕度70%的時候其對應的露點溫度為10.5℃。如果維持紅酒保存所需的高濕度，輻射板溫度低于其附近空氣露點溫度，輻射板表面會發生結露現象。

3、輻射板運行壓力與原有空調水系統不匹配。根據指定廠家提供輻射板參數，輻射板最佳的運行工況壓力為3.5公斤（約0.35Mpa）以下，最高不應超過4.5（約0.45 Mpa）公斤，否則會有超壓漏水的情況。該會所空調系統估算運行壓力為0.58MPa（其中膨脹水箱安裝高度為25.6m，地下室-5.1m，水泵揚程35m，冷水機組壓降57.6KPa）。輻射板接入空調水系統需要加裝減壓閥才能運行，而且輻射板阻力很小，系統需要加壓回水。

3.2.2空調末端

3.2.1.1濕度控制。輻射板運行沒有調節濕度的功能（低于露點溫度可以減濕），濕度控制需要額外加配控制系統，同時輻射板在設定的酒窖室內溫濕度情況下運行，會產生凝結水，不利于酒的保存。

3.2.1.2根據輻射規計算輻射板單位面積可以提供的冷量（圖1）：

根據空調系統提供的冷源參數估算輻射板能提供的冷量，在供回水為溫度7-12℃工況下，單位面積輻射板可提供的冷量為52w/m，在供回水工況為溫度7-9℃工況下（非常規工況，滿足規范要求輻射供冷供回水溫差不宜大于5 ℃且不應小于2℃。），單位面積輻射板可提供的冷量為64w/m，目前酒窖預估可以安裝輻射板最大面積為72 m。反算酒窖冷指標在常規空調工況下為33 w/m;在非常規空調工況下為41w/m;與酒窖廠家提供的冷指標200 w/m差距很大，與普通空調相比制冷時間所需時間太長。

3.2.3新排風系統

與原建筑內新排風系統合用，同時增加定期送排風以及與室內燈連鎖啟閉功能，基本能滿足酒窖的使用要求。

3.2.4與室內裝修配合

輻射板板面噴黑處理，沿墻面或者酒柜背面安裝，底部需要安裝導水槽，同時有水槽會增加滋生細菌的風險，水槽安裝需與裝修以及酒柜配合，以免影響室內布局。

4.結論

綜上所述：1）在酒窖的室內設計參數下，輻射板會產生凝結水，濕工況下運行;2）需要配合增加濕度控制系統，如果酒窖保證一定濕度（溫度8-16℃，濕度60～70%左右），室內系統存在一邊加濕一邊凝水的不利工況運行，不適合紅酒長期保存;3）冬季時候沒有冷源，需要配置額外輔助冷源;4）輻射板系統運行壓力與原空調水系統不匹配，需要減壓供水，加壓回水，不利于節能。

根據以上的分析，結合項目的實際情況及節能設計要求，輻射板配合使用普通空調水系統不適合常規的酒窖設計，尤其是紅酒酒窖這種保存溫度低，濕度偏高的酒窖房間，使用輻射板系統沒有發揮該系統的優勢，反而長期會處在濕工況運行的情況，不利于紅酒保存（濕度過高容易使軟木塞和酒的標簽腐爛，濕度過低則容易讓軟木塞變干失去彈性，無法封緊瓶口）。介于業主傾向使用輻射板作為一種末端形式，可以單獨做一套高溫水循環小系統，該酒窖可以用于保存白酒這種不需要太低溫度，對于濕度要求稍低一點的酒。同時建議該房間預留加裝恒溫恒濕專用酒窖空調的條件，方便后期業主改造使用。

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