亚热带地区房间空调器在卧室中的应用研究

万方数据２００６年第１期制冷技术５方式，对香港（亚热带地区的典型代表）住宅建筑中卧室的睡眠热环境和房间空调器的应用现状进行了调查。

每张问卷调查表包括二十个问题，主要包含以下几方面的调查内容：●卧室采用的空调方式和使用情况；●晚上睡觉时所盖被子／毯子和所穿睡衣的情况；●晚上开空调睡觉时室内温度的设定值；●晚上开空调睡觉时采用的通风方式；●其它（如空调噪声对睡眠质量的影响等）。

用统计软件包ＳＰｓＳ对５５４份有效问卷的调查结果进行了分析，结果表明：７５％受访者的卧室采用窗式空调器，其余２５％采用分体式空调器，而其他空调方式如ＶＲＶ、住宅集中空调等则很少见。

图１每年夏季夜晚睡眠时使用空调的时间图２夏季夜晚每天睡眠时使用空调的时阎图１和图２分别显示了受访者夏季（亚热带地区冬季开空调制热很少见，因而本文仅讨论夏季制冷工况）每年及每天夜晚睡眠时使用空调的时问。

从图中可以看出，大多数（８２．５％）受访者每年夏季夜晚睡眠时使用空调超过两个月，而且７４．９％的受访者基本上是整晚都开空调睡觉。

４７％的受访者开冷气空调睡觉时通常穿长袖睡衣、睡裤／睡裙，另４５％则穿短袖睡衣与短裤。

大约５０％的受访者晚上开空调睡觉时会盖被子（大多数用所谓的“空调被”），另４０％则盖毯子（大多数为毛巾毯），其余的则不盖任何东西。

在受访者与家人共处一室的情况下，７２％的受访者认为其与家人对是否开空调睡觉意见一致，７６％的受访者认为睡觉开空调时，其与家人对室内空气温度的设定意见一致。

图３显示了受访者开空调睡觉时室内空气温度设定值的百分比。

从图中可见，大多数（超过６０％）受访者喜欢将室内空气温度值设在低于２４℃。

即使睡觉时开着空调，超过６０％的受访者会因为室内温度不合适而半夜醒来，其中２５％的人通常是因为室温过高，２５％的人则因为室温过低，另ｌＯ％的人则是因为室温的波动。

７０％的受访者在卧室开空调睡觉时有不适感（如感到闷或空气不好），３２％的受访者甚至会因为空气不好感到胸闷因而半夜醒来。

至于房间空调器的通风问题，６６％的受访者不知道窗式空调器上有通风装置，超过一半的人即使知道该装置的存在也不知道该通风装置的实际功能。

许多人误以为该装置是在空调器以通风模式运行时起通风换气作用，而不是在制冷模式运行时引入一定数量的室外新风。

如图４所示，６８％的受访者在开空调睡觉时未采用任何通风换气措施。

这显然是造成室内空气品质不佳，因而有７０％的受访者感到不适的直接原因。

图３室内空气温度设定值至于空调噪声对睡眠质量的影响，接近７０％的受访者认为其他噪声源（如交通）比空调噪声更大，大多数受访者认为空调器的噪声对他们的睡眠基本没有什么影响。

当然这个结果与香港本身的城市特　万方数据６制冷技术２００６年第１期点有关，香港的交通噪声通常比较大，居民对此似已习惯，因而对空调器的噪声要求就不太高，这也是窗式空调器在住宅建筑中的应用较其他地区更普遍的一个重要原因。

图４开空调睡觉时采用的通风换气方法２现场实测在主观问卷调查的基础上，为进一步了解住宅建筑中卧室的实际睡眠环境，在部分住宅建筑的卧室内对夜间室内空气温度、相对湿度和二氧化碳浓度进行了现场监测。

夜间室内空气温湿度的测量有助于评价卧室睡眠热环境；由于室内二氧化碳浓度是室内空气品质的重要指示指标，通过室内二氧化碳浓度的测量可以反映卧室的室内空气品质状况。

室内温湿度的现场实测是在夜间空调开启的情况下，采用带数据采集装置的温湿度测量装置（温湿度测量范围与精度分别为一３０～５０℃与±０．２℃，０～１００％与±３℃）对卧室的温湿度连续测量一个夜晚（测量间隔为一分钟），传感器置于卧室中央距地１．１ｍ高处。

对１２间卧室的实测结果表明：夜间室内温度和相对湿度的平均值分别为２３．３℃与５４．７％。

同样在夜间空调开启的情况下，采用带数据采集装置的二氧化碳浓度测量装置（测量范围与精度分别为Ｏ—１９９９ｐｐｍ，±读数的５％）对卧室的二氧化碳浓度连续测量一个夜晚（测量间隔为一分钟），传感器置于卧室中央距地１．１ｍ高处。

总共对高层住宅的１２间卧室进行了测量。

其中三间卧室安装的是分体式空调器，其余的采用窗式空调器。

由于窗式空调器带有通风开关，因而对于安装窗式空调器的卧室分别进行通风开关开启与关闭两种不同工况的测量以调查窗式空调器的通风开关的实际通风效果。

实测结果表明：在卧室内有两人睡觉的情况下，采用分体式空调的卧室的夜间二氧化碳浓度范围在１１６０一１８０５ｐｐｍ，平均值为１５００ｐｐｍ；对于采用窗式空调器的卧室，在通风开关开启的情况下，夜间二氧化碳浓度范围在４５６—１０３８ｐｐｍ，平均值为６８７ｐｐｍ；而在通风开关关闭的情况下，则其相应夜间二氧化碳浓度范围与平均值分别为６３２—１０４８ｐｐｍ，平均值为８１８ｐｐｍ。

从表面上看，窗式空调器与分体式空调器相比在引入室外新风从而降低二氧化碳浓度改善室内空气品质方面具有一定的优势，窗式空调器上的通风开关的作用也是明显的。

但是作者采用示踪气体对房间空调器的新风量进行现场与实验台实测均表明：目前大多数窗式空调器上的通风开关的作用极其有限（引入的新风量很小），新风主要是靠渗透作用进入室内，而非有组织地引入，因而即使是窗式空调器，其通风方法仍有待加强。

３夜间空调负荷特性的模拟采用ＥｎｅｒｇｙＰｌｕｓ计算模拟软件，以香港的气象条件和一典型的高层民用住宅建筑为基础，对卧室的夜间空调负荷特性进行了研究。

为了清楚地比较民用住宅卧室夜间与日间空调负荷特性的不同，首先对一典型卧室的日间负荷（房问空调器的运行时间为早上８点至下午６点）进行了模拟，图５显示了该卧室四个不同朝向在夏季设计日的日间负荷特性。

从图中可以看出，东向卧室的空调负荷随时问逐渐降低，而西向负荷则开机后的第一个小时内略为降低，在随后的９：ｏｏ一１４：ｏｏ逐渐增加，而在１４：００后则显著增加直至１７：００达到峰值。

而北向和南向卧室的负荷则在整个空调运行期间内相对变化不大。

从图中还可看出，在整个日间空调运行期间，西向卧室的负荷与其他朝向的负荷相差一５７％一４４％，而东、北、南向的峰值负荷则比西向的峰值负荷分别低１５％、３２％与３６％。

而北、东、南、西四个朝向的峰值负荷分别出现在１６：００、ｌｏ：ｏｏ、１６：ｏｏ与１７：００。

图６则显示了该卧室四个不同朝向在夏季设计日的夜间负荷（房间空调器的运行时间从晚上ｌｏ：ｏｏ至第二天早上７：００）特性的模拟结果。

从图中可以看出，所有朝向的卧室的峰值空调负荷均出现在空调器的开启时刻（即２２：００），随后的两个小时（２２：００—ｏ：００）内空调负荷则显著降低，从ｏ：００～６：００，空调负荷进一步降低，但降低的程度有所减缓，早上６：ｏＯ以后，由于室内照明和电气负荷的出现及室外空气温　万方数据２００６年第１期制冷技术７度开始升高，空调负荷开始增加。

从图中还可看出，在整个夜间空调运行期间，西向卧室的负荷与其他朝向的负荷相差６．６％～２５．３％。

而东、北、南向的峰值负荷则比西向的峰值负荷分别低１６％、１５％与２２％。

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时间图６一典型卧室四个朝向在夏季设计日的夜间空调负荷特性上述的模拟结果显示卧室的夜间空调负荷特性与日问的有显著不同。

如图６所示，所有朝向的夜间空调负荷峰值均出现在空调器开启时刻（２２：００），这与日问空调负荷峰值通常出现在下午四点左右完全不同，显然这是由于白天空调停止运行期问由于温差传热及日照储存在建筑围护结构和室内家具的热量较多，从而在夜间空调开启时刻形成较大的“开机负荷”所造成的。

基于卧室空调主要是为居住者夜间睡眠时提供一舒适的热环境，卧室空调器的选型就应该以夜间空调负荷特性为基础。

而卧室夜间空调负荷的这种与日间负荷截然不同的特性为房间空调器的正确选型指示了方向。

在卧室空调器的选型时，应当考虑一合理的“开机时间”以使室内温度达到设定值。

“开机时间”越短，机组的容量要求越大。

实际上，由于卧室通常仅在睡眠时间使用，那么一个相应较长的“开机时间”显然是可以接受的，因为人们可以在准备睡觉前提前开启空调。

因此，房间空调器的容量可不必根据夜问负荷的峰值，而是其后一、两个小时的负荷值来确定，这样可有效地减少机组容量，以避免机组容量过大。

模拟计算表明：提前开机一小时机组容量可减少２０％，提前两小时开机则可减少约３０％。

机组容量过大的一个显著缺点是初投资增加，另一个缺点则是除湿能力也将降低。

因为空调器容量过大将造成空调压缩机频繁启停，在压缩机停止工作运行期间，蒸发器上凝结的水分会被送风带入室内，从而造成除湿能力的降低。

即使对正确选型的空调器的设计工况而言，该问题也是存在的，而在部分负荷工况，情况就更为严重。

如果空调器容量过大，而且大部分时间是在部分工况下运行，其除湿能力的降低应尤为严重。

在亚热带地区，室外空气比较潮湿，这将造成室内相对湿度过度，无法保证室内人员的舒适，并导致建筑围护结构结露、有害微生物的滋长等危害。

４结论问卷调查显示大多数受访者将室内温度设定在较低的２０—２４℃范围内，而现场实测结果也印证了这一点。

另一方面，大多数受访者晚上开空调睡觉时会穿睡衣睡裤／睡裙并盖被子或毯子。

虽然现场实测结果表明采用分体式空调器的卧室夜间室内二氧化碳浓度高于１０００ｐｐｍ，而采用窗式空调器的卧室夜间室内二氧化碳浓度则低于ｌｏｏＯｐｐｍ，但大多数受访者对室内空气品质不满意。

另一方面，三分之二的受访者不知道窗式空调器上有通风装置，而超过一半的受访者即使知道该通风装置的存在也不知道其实际功能，这说明用户有必要加强了解如何正确使用房间空调器。

卧室夜问的空调负荷特性与日间显著不同。

在卧室房间空调器选型时，应该通过提前一定时间开空调来降低空调器容量，这样可尽可能地减少压缩机的停止时问，减少室内温度和相对湿度的波动，保证室内人员的舒适以及空调器的高效运行。

　万方数据亚热带地区房间空调器在卧室中的应用研究作者：林忠平， 邓仕明作者单位：林忠平(同济大学,上海,200092)， 邓仕明(香港理工大学)刊名：制冷技术英文刊名：REFRIGERATION TECHNOLOGY年，卷(期)：2006(1)本文链接：/Periodical_zlkj200601001.aspx。