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某私人酒窖的空调方案设计

摘要： 本文介绍了某私人酒窖的空调方案评定过程，根据甲方提资结合项目 实际情况从冷热源匹配，空调末端形式以及酒窖空调特性等方面综合评定酒窖的 空调方案，并提出了合理可行的建议。
关键词 空调方案 酒窖空调 辐射板供冷 结露 湿工况

1 项目概况 ：
该项目位于广州某私人会所，建筑的耐火等级为地下一级，地上二级。建 筑共八层，其中地下一层，地上七层，酒窖设置于负一层位置，设计面积 112 平 米，层高 5.1 米。
2 方案初步确定：

2.1 设计参数：

室外设计参数：项目位于广州，该地区夏季空调室外干球计算温度 34.2℃， 空调室外湿球计算温度 27.8℃；
室内设计参数：一般理想储存条件下的温度是 8- 16℃，湿度 60~70%左右。 葡萄酒存放时间数周存放温度可以 10- 18℃左右，长期存放温度宜 8- 16℃左右。 白酒存放温度 10- 16℃，最高不能超过 24℃。
2.2 甲方提资：

根据甲方提出的要求，空调末端拟采用指定的辐射板供冷，水系统与新排风 均接入原建筑空调系统。负一层酒窖维护结构均采取保温隔热措施，根据酒窖厂 家提供的建议以及业主的要求，本项目空调冷指标按 200w/m²估算。
2.3 项目原有空调系统：

原会所空调冷热源采用风冷单螺杆式冷水热泵机组(带热回收)，采用 3 台 99RT 的风冷双螺杆式冷水热泵机组，其中 2 台为部分热回收机组，夏季供回水温

度为 7/12℃，热回收供回水温度为 55/50℃，冬季供回水温度为 45/40℃，系统 的膨胀水箱设置高度 25.6m ，制冷主机设置在负一层机房。
3 方案分析：

3.1 关于辐射供冷相关资料：

辐射供冷是通过特殊结构的供冷部件将冷量传递到其表面，其表面再通过辐 射换热为主的热交换方式直接与空气内环境进行换热(换热方式还包括导热、对 流换热)，很大程度上简化了冷量从冷源到末端用户之间的能量传递过程。根据 辐射板在室内空间安装位置不同，可分为顶板冷辐射系统、地板冷辐射系统、和 垂直墙壁冷辐射系统等。
冷辐射的末端装置的根据敷设形式的不同大致可以划分为两种不同的类 型： 1)类似于常规的辐射供暖的形式，将供冷的塑料管敷设在墙体或者顶板； 2) 以塑料或金属为材料，制做成成品模块化的辐射板末端产品，直接安装在户内形 成冷辐射墙壁或吊顶，这种辐射板的可以配合多种装修风格造型。
辐射板是一种特殊的空调形式，它与普通空调相比优势在于： 1) 有更好的 热舒适体验感。辐射供冷系统主要是通过辐射换热的形式带走空调区内人体的散 热量，更加符合人体换热规律，让人感觉有更好的舒适性； 2) 最大限度减少室 内吹风感。在辐射供冷的区域内，送风仅考虑室内人员需要的新风量或除湿需要 的新风量，相比普通的空调系统中的 80%左右室内回风量，室内流动的风量很少， 基本没有吹风感，从而可以营造一个更加安静的室内环境； 3) 可以提高室内环 境空气品质。辐射供冷一般是利用高温冷水系统，正常运行情况下，辐射板表面 温度需要高于室内露点温度，运行过程中不像其他空调末端设备会一直产生冷凝 水，从而大大减少了凝结水盘滋生细菌的可能； 4) 与室内的装修配合程度高。 辐射板埋在围护结构里面或者吊装在吊顶或者墙面，节省了室内空间，更易配合 各种造型要求； 5) 节约能耗。辐射供冷的优势主要是可以利用高温冷水(天然 的冷热源或者低品位能源)，可以提高制冷主机的效率，降低运行能耗。普通空 调系统送风状态点一般处理至机器露点，送风温度偏低，在热舒适性要求较高的 情况下，还需要再热送风，冷热再次抵消，大大浪费能源；同时，根据规范的条

文，当采用辐射供冷时室内设计温度可比传统空调系统提高 0.5~1 .5℃； 6) 提 高吊顶空间。前面提到配合辐射供冷的房间送风量仅考虑室内人员需要的新风量 或除湿需要的新风量，这样可以大大减少进入室内的风管尺寸，可以节约吊顶需 要预留给设备的空间； 7) 减少了日常维护工作。辐射供冷一般采用辐射末端设 备配合新风系统，室内没有风机盘管这种室内有电机的设备，日常故障率低，而 且没有风口这样需要定期清洗的构造，所需维护工作量少。本项目甲方指定为成 品模块辐射板。
根据辐射规相关规范(摘取规范 3. 1.4-3. 1.6 条)结合本工程案例，系统有如 下几点要求：
1)辐射供冷系统供水温度应保证供冷表面温度高于室内露点温度 1~2 ℃。供 回水温差不宜大于 5 ℃且不应小于 2℃。
2)辐射供冷系统应结合除湿系统或新风系统进行设计。

3)辐射供暖供冷水系统冷媒或热媒的温度、流量和资用压差等参数，应同冷 热源系统相匹配。冷热源系统应设置相应的控制装置。
我们将从这几点规范要求以及酒窖空调特性去复核甲方提资方案的可行性。

3.2 方案详细分析

3.2.1 空调冷热源

1、原空调系统在冬季时候制热，酒窖常年四季需要制冷，需要额外设置辅
助冷源满足冬季制冷要求。

2、如果采用普通空调冷冻水供冷，夏季供水温度 7- 12℃，室内温度理想条 件极限温度 12℃。甲方设定室内设计温度可以提高到 16℃，相对湿度 70%。经过 查阅焓湿图提高后的室内设计温度在相对湿度 70%的时候其对应的露点温度为 10.5℃。如果维持红酒保存所需的高湿度，辐射板温度低于其附近空气露点温度， 辐射板表面会发生结露现象。

3、辐射板运行压力与原有空调水系统不匹配。根据指定厂家提供辐射板参 数，辐射板最佳的运行工况压力为 3.5 公斤(约 0.35Mpa) 以下，最高不应超过 4.5(约 0.45 Mpa)公斤，否则会有超压漏水的情况。该会所空调系统估算运行压 力为 0.58MPa (其中膨胀水箱安装高度为 25.6m，地下室-5. 1m，水泵扬程 35m ， 冷水机组压降 57.6KPa) 。辐射板接入空调水系统需要加装减压阀才能运行，而且 辐射板阻力很小，系统需要加压回水。
3.2.2 空调末端

3.2.1 湿度控制。辐射板运行没有调节湿度的功能(低于露点温度可以减 湿)，湿度控制需要额外加配控制系统，同时辐射板在设定的酒窖室内温湿度情 况下运行，会产生凝结水，不利于酒的保存。
3.2.2 根据辐射规计算辐射板单位面积可以提供的冷量(图 1)：

图 1

根据空调系统提供的冷源参数估算辐射板能提供的冷量，在供回水为温度 7- 12℃工况下，单位面积辐射板可提供的冷量为 52w/m2，在供回水工况为温度 7-9℃ 工况下(非常规工况，满足规范要求辐射供冷供回水温差不宜大于 5 ℃且不应小

于 2℃。)，单位面积辐射板可提供的冷量为 64w/m2, 目前酒窖预估可以安装辐射 板最大面积为 72 m2。反算酒窖冷指标在常规空调工况下为 33 w/m2；在非常规空 调工况下为 41w/m2；与酒窖厂家提供的冷指标 200 w/m2 差距很大，与普通空调 相比制冷时间所需时间太长。
3.3.3 新排风系统

与原建筑内新排风系统合用，同时增加定期送排风以及与室内灯连锁启闭功 能，基本能满足酒窖的使用要求。
3.3.4 与室内装修配合

辐射板板面喷黑处理，沿墙面或者酒柜背面安装，底部需要安装导水槽，同 时有水槽会增加滋生细菌的风险，水槽安装需与装修以及酒柜配合，以免影响室 内布局。
4.结论
综上所述： 1)在酒窖的室内设计参数下，辐射板会产生凝结水，湿工况下运行； 2)需要配合增加湿度控制系统，如果酒窖保证一定湿度(温度 8- 16℃，湿度 60~70%左右)，室内系统存在一边加湿一边凝水的不利工况运行，不适合红酒长 期保存； 3)冬季时候没有冷源，需要配置额外辅助冷源； 4)辐射板系统运行压 力与原空调水系统不匹配，需要减压供水，加压回水，不利于节能。
根据以上的分析，结合项目的实际情况及节能设计要求，辐射板配合使用普 通空调水系统不适合常规的酒窖设计，尤其是红酒酒窖这种保存温度低，湿度偏 高的酒窖房间，使用辐射板系统没有发挥该系统的优势，反而长期会处在湿工况 运行的情况，不利于红酒保存(湿度过高容易使软木塞和酒的标签腐烂，湿度过 低则容易让软木塞变干失去弹性，无法封紧瓶口)。介于业主倾向使用辐射板作 为一种末端形式，可以单独做一套高温水循环小系统，该酒窖可以用于保存白酒 这种不需要太低温度，对于湿度要求稍低一点的酒。同时建议该房间预留加装恒 温恒湿专用酒窖空调的条件，方便后期业主改造使用。

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