泳池恒温所需热量的简单计算及配置热泵的方案分析

泳池恒温所需热量的简单计算及配置热泵的方案分析泳池恒温所需热量的简单计算及配置热泵的方案分析 近年来 随着我国经济的稳定发展与人民生活水平的不断提高 科学性的全民健身运动正悄然兴起 游泳运动在我国是 一项具有广泛群众基础的体育运动 随着我国游泳运动员在世界大赛取得优异成绩 进一步推动了这项运动的开展 全 国各地很多企事业单位特别是学校 宾馆酒店及别墅等都纷纷兴建游泳池 目前很多在建或已建的室内外标准泳池 娱乐性泳池 池 桑拿池等都考虑设计或改造成具有恒温功能的设施 在冬 季能投入使用 以达到降低空置率并增加收入等目的 但热水恒温所需耗热量的计算 是一项很复杂的工作 因为泳池 表面散热 补充水量的耗热 泳池与池壁传热等过程是一种复杂的过程 如再增加室内泳池采暖 淋浴等耗热量 其计 算方法就更复杂 我司专门从事设计 安装热水系统工程 多年来承接过不少室内外泳池 池 桑拿池等热水恒温工程 总结出一套简 单的恒温所需热量的计算方式 为说明方便 本文以我司曾承接过的某一工程项目作为例子 进行分析参考 本文同时运用大量数字计算 通过对燃油锅炉 电加热器 燃气锅炉等几种加热设备为满足热水恒温所消耗的能耗 及 进行经济效益分析 证明了如泳池恒温选用热泵热水机组作为主加热设备 节能效果非常显著 一 设计内容及范围 一 设计内容及范围 1 设计参数 1 某培训中心现有室外娱乐性泳池一个 泳池表面呈不规则几何形状 且各处水深最深处约 1 5米 附属儿童娱乐池为最浅处约0 5米 整体计算深度按1 4米计 据现场测量 泳池表面积为 402 7m2 设计计算按400 m2计 则根据泳池表面积及计算深度可得泳池容积约560m3 考虑到可能 因测量误差造成泳池实际容积大于上计算值 所以以下设计中泳池容积统一按600m3计 2 室外泳池配有循环过滤系统 采用砂罐过滤器24小时过滤 直接人工投药消毒杀菌 手动 人工补充水量 3 泳池旁附属安装一套离泳池水面高约7米总宽约2米的瀑布水景系统 瀑布用水直接从泳池 底部抽取 所配水泵为XX公司产品 据原系统记录档案及咨询 得出该瀑布用水泵最大扬程15米 最大排水量50m3 h 2 设计内容 在现有的室外泳池系统中增加一套泳池恒温系统 该系统主加热机组选用节能 环保 安全的空气源热泵热水机组 因本系统为室外泳池 具有散热快 保温难等情况 且附属人工瀑布 水景 增在了系统的耗热量 在本方案中 将会充分考虑以上各因素来设计泳池恒温系统的设备配 置 安装方式等 Page 二 设计依据 二 设计依据 1 建筑给水排水设计规范 GB50015 2003 2 游泳池和水上游乐池给水排水设计规范 CECS14 2002 3 建筑设计防火规范 2001年版 GBJ16 97 4 设备及管道保温设计导则 GB T8175 1987 三 设计参数 三 设计参数 1 恒温水量计算参数 室外泳池容水量为 600m3 恒定温度 27 2 系统损耗系数 15 3 3 维持维持 600m3600m3 泳池水量的冬季最大耗泳池水量的冬季最大耗能分析计算能分析计算 1 基本情况分析 广州市区冬季最低环境气温不低于3 气温降为3 的情况极少见 一般在10 以下的气温累计 不超过20天 5 以下的气温累计不超过5天 平均气温15 由于泳池安装地点为从化 距广州 市区北郊约120公里 全年整体气温无明显差异 因此本方案设计最低环境气温依广州市区定为3 广州市区冬季平均水温为15 最冷天自来水温10 本方案泳池补充水从附近的冷水蓄水池供给 水源为附近地面泉水过滤后储存 在冬季平均水温略低于广州市自来水温 本方案设计冷水计算温 度按最冷天水温10 计 2 按照热泵泳池机组的计算式 在冬季最冷时间段在冬季最冷时间段 泳池恒温过程中所需要的热量计算如下 泳池表面日散热量 泳池表面日散热量 Q1 A K1 K2 t恒 t环 T恒 Kcal 天 Q1 400 7 85 1 53 27 3 24 2767219 2 Kcal 天 其中 Q1 泳池表面日散热量 Kcal 12h A 泳池上表面积 m2 K1 环境气温系数 本文中因泳池在室外 所以K值取7 85 Kcal m2 h K2 其它综合系数 K值取1 53 Kcal h T恒 泳池日恒温时间 h t恒 泳池水恒定水温 t环 最低环境气温 泳池日补充冷水加热所耗热量 泳池日补充冷水加热所耗热量 现泳池每天是以手动人工方式补充冷水 无任何计量 依国家现行标准可按每日补充水量按池水容 积10 计 则补充水量为60m3 此时需要热量为 Q2 qbc C t恒 tl Q2 60 1000 27 10 1020000 Kcal 天 其中 Q2 泳池日补充冷水加热所耗热量 Kcal 天 qbc 泳池日补充水量 C 水比热容 1000Kcal m3 tl 补水温度 t恒 泳池水恒定水温 泳池附属瀑布水景日耗热量 泳池附属瀑布水景日耗热量 泳池附属的瀑布水景类似于中央空调中的开放自然通风式冷却塔 每日特别是冬季的散热量都非常 大 据现场测量 在冬季寒流天 泳池水经流经瀑布水景装置后 水温可下降3 5 本方案取最 大值5 计 另外 配置瀑布水景所用的水泵最大扬程为15m 最大排水量为50m3 h 根据该水泵的性能曲线图及 现场情况 可以得出现场瀑布最大循环流量为20 30m3 h 本方案按最大30 m3 h计 瀑布水景每日 9 00 18 00工作 工作时间为9小时 此瀑布水景每日需耗热量为 Q3 qb C tj Tb 根据冷却塔热负荷计算方法 Q3 30 1000 5 9 1350000 Kcal 天 其中 Q3 瀑布水景冬季日耗热量 Kcal 天 qb 瀑布最大循环流量 C 水比热容 1000Kcal m3 tj 瀑布水下降温度 泳池日恒温所需总耗热量 泳池日恒温所需总耗热量 Q Q1 Q2 Q3 1 15 Kcal 天 15 为总损耗系统 计算结果为 Q 2767219 2 1020000 1350000 1 15 5907802 Kcal 天 天 4 4 泳池加热机组的选择 泳池加热机组的选择 选择条件以最低环境气温3 日最大热量补充量为 5907802Kcal 为准 6 台套 YRB 180 500 机组在 3 环境气温时 最大日有效产热量达到 6116705 Kcal 以上 大于 5907802 Kcal 的要求 由于环境温度在 5 以下的情况极其少见 因此 6 台机组同时启动的时间极 少 多数情况下至少有一台闲置 按 XX 培训中心要求起到备用作用 而在夏季环境气温偏高时只 需启动一台或完全闲置 一般情况而言 在广东地区 泳池实际所需加热运行的时间为 10 月初至次 年 4 月底 Page 四 机组的可靠性保证 四 机组的可靠性保证 YRB 180 500 机组内采用 XX 谷轮柔性涡旋式压缩机 机组采用了大换热面积的冷凝器和蒸发器 并 配备有高压保护 低压保护 超水温保护 过流保护 缺相和相序保护 并配备有便于维护的高低 压显示和进出水温显示 五 选用 五 选用 YRBYRB 系列泳池专用热泵热水机组的经济效益分析系列泳池专用热泵热水机组的经济效益分析 1 1 基本情况分析 基本情况分析 按广州市区实际情况 泳池的实际所需加热时间为11 月 1 日至次年 4 月 30 日 共计 180 天左右 此时间段 内平均每天所需热量为冬季最冷时泳池日恒温所需总耗热量的 1 3 即 5907802Kcal 1 3 1970000 Kcal 1 台 YRB 180 500 型热泵热水机组每度电的平均发热量为 3200 Kcal kw h 则有 热泵热水机组平均每天的实际消耗为 1970000 3200 615 625 kw h 每天的运行费用为 1 00 615 625 615 625 元 按每度电费为 1 00 元计 全年180 天费用为 615 625 180 110812 50 元 2 2 几种制热系统运行费用对比分析 几种制热系统运行费用对比分析 1 1 对照基准 对照基准 名 称理论热值热效率实际热值 有无污 染 有无危 险 是否方便能源单价 热泵热水 机组 860 Kcal KW h 372 广东年平均 3200 Kcal KW h 无无方便 1 00 元 KW h 柴油 10000Kcal Kg65 6500Kcal Kg有危险不方便 4 30 元 L 管道煤气 6000Kcal M365 3900 Kcal M3有危险较方便 3 20 元 M3 电加热 860Kcal KW h 95 820 Kcal KW h 无危险较方便 1 00 元 KW h 2 2 几种制热系统各自的加热成本如下 几种制热系统各自的加热成本如下 泳池容水量600M3 表面积 400M2 恒温 27 全年总需加热时间按 180 天计 年均每日每日约需 1970000 Kcal 热量 则 有 热泵热水机组热泵热水机组 1970000 Kcal 3200 Kcal KW h 615 625 KW h 1 00 元 KW h 615 625 KW h 615 625615 625 元元 燃油锅炉燃油锅炉 柴油柴油 1970000 Kcal 6500 Kcal Kg 303 077 Kg 单位转换后为 303 077 Kg 0 85 356 561 L 则 4 3 元 L 356 561 L 1533 2121533 212 元元 燃气锅炉燃气锅炉 1970000 Kcal 3900 Kcal M3 505 128 M3 3 20 元 M3 505 128 M3 1616 4101616 410 元元 电加热 电加热 1970000 Kcal 820 Kcal KW h 2402 439 KW h 1 00 元 KW h 2402 439 KW h 2402 4392402 439 元元 3 3 几种制热系统运行成本对比分析 几种制热系统运行成本对比分析 月运行成本 热泵热水机组 615 625 30 18468 75 元 燃油锅炉 柴油 1533 212 30 45996 36 元 燃气锅炉 1616 410 30 48492 30 元 电加热 2402 439 30 72073 17 元 年运行成本 热泵热水机组 615 625 180 110812 50 元 燃油锅炉 柴油 1533 212 180 275978 16 元 燃气锅炉 1616 410 180 290953 80 元 电加热 2402 439 180 432439 02 元 热泵热水机组与其他制热系统年运行成本年运行成本对比 较燃油锅炉节约 较燃油锅炉节约 275978 16 110812 50 165165 55165165 55 元元 节约率 节约率 59 8 59 8 较燃气锅炉节约 较燃气锅炉节约 290953 80 110812 50 180141 30180141 30 元元 节约率 节约率 61 9 61 9 较电锅炉节约 较电锅炉节约 432439 02 110812 50 321626 52321626 52 元元 节约率 节约率 74 4 74 4 结论 泳池恒温系统采用泳池专用热泵热水机组 使用方便 安全 高效 节能 环保 运行费用最低 是恒温 加热结论 泳池恒温系统采用泳池专用热泵热水机组 使用方便 安全 高效 节能 环保 运行费用最低 是恒温 加热 系统的首选设备 系统的首选设备 六 建议保温节能措施