實例講解泳池熱泵詳細設計計算
01游泳池室內空氣設計參數
游泳者的舒適感很大程度取決于池水溫度和池廳空氣的參數。由于空氣濕度對人們的舒適感有密切的關系。相對濕度低,空氣干燥同時空氣中水蒸汽分壓力低,會使剛出水面的潤濕皮膚表面水分蒸發加速,從人體帶走蒸發潛熱,容易使人產生寒冷的感覺。同時室內泳池水體熱量損失主要由水體表面蒸發引起,水分蒸發多,室內空氣含濕量增加,使消除室內余濕所需的通風量增加,則相應增加冬季加熱送入室內新風的負荷。若相對濕度過高,則室內空氣含濕量過大,會使空氣露點提高,使圍護結構內表面產生結露現象。熱量流失同時會造成嚴重的裝潢侵蝕和泳者悶熱的不舒適感覺。
國際游泳池設計標準規定水溫26~28℃,池廳空氣溫度高于池水溫度1~2℃,相對濕度一般為50~70%,但不超過75%,風速控制在0.2m/s左右。
02泳池熱泵工作原理
泳池熱泵工作原理簡言之,即是將池水表面蒸發熱損失回收利用,轉移入池水和空氣中,彌補池水和空氣熱損,同時實現空氣調節除濕功能,并補入一部分新風,送入室內,保證室內空氣品質和不結露。其工作程序大致可分為兩步:
第一步,室內熱濕空氣首先經過熱交換器與室外新風進行熱交換,變成暖濕空氣,然后暖濕空氣流經蒸發器,溫度下降,水汽凝結成冷水滴從空氣中分離出來,使空氣干爽,實現空氣除濕功能;同時,空氣冷卻、水汽凝結及冷卻過程中釋放出的熱能(潛熱和顯熱)被冷媒吸收。
第二步,冷媒吸收的熱能,首先(潛熱)經熱交換器加熱池水,實現池水加熱功能:余熱(顯熱)經空氣冷凝器,加熱冷卻的室內空氣,實現空氣保溫功能。
當冬季熱泵回收的熱能不足以滿足要求時,由輔助空氣加熱器補充提供室內熱空氣所需的熱能。熱泵只需提供其本身的運行電能,即能按上述工作程序不斷循環運行,以較低的能耗,實現池水加熱、空調、除濕三大功能。
03游泳池的熱損失
恒溫游泳池的熱損失主要有下列幾個方面:
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游泳池池水因水面蒸發,水面傳導,池底和池壁傳導而不斷損失熱量。游泳池內90%以上的能量損失是由于蒸發造成的。
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因人們在游泳池內游泳,會損失一部分池水,必須不斷補充,而補充水需加熱,需要補充一部分熱量;
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此外,整個游泳池的設備和管道也在不斷向周圍環境排放熱量。
以上這一些損失的熱量,都需要不斷補充,才能維持池水有一定的溫度。這些熱損失再加上游泳場館淋浴等用熱的負荷可以稱之為經常性用熱負荷。
另外,恒溫池水也有一次性全部更換新的要求。為了清洗,消毒的要求,在一定時段內,要求將池水全部放空,重新輸入溫水。如果補充的水是冷水(水溫在5-15℃),那末,加熱整池水需要的用熱量就是一次性沖擊負荷。
04實例工程介紹熱泵設計計算及方案選型步驟
本工程游泳池水面積338(25m×13.5m),兒童池水面積25.6,游泳池池廳面積830,池廳高度:6.5m,建筑屋頂采用鋼網架結構,四周為玻璃幕墻圍護。
4.1
室內游泳池的除濕量計算
根據第一部分設計參數,本工程參數如下:
設計參數: |
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夏季室外平均溫度:35℃ | 相對濕度:60% |
冬季室外平均溫度:-5℃ | 相對濕度:70% |
游泳池水面積338 | 池水深度:1.5m |
兒童池水面積25.6 | 池水深度:0.5m |
游泳池廳面積830 | 池廳高度:6.5m |
游泳池池水恒溫溫度:26℃ | 室內濕度: 60% |
游泳池池廳空氣溫度:28℃ | 大氣壓力:765mmHg |
以下為計算過程。
1)泳池區蒸發量
上式中: