热泵热水机组在游泳池中的应用

1.游泳池的热损失及用热要求1.1游泳池的热损失游泳池有室外露天游泳池（场）以及室内温水游泳池（馆）两大类。从游泳池的使用性质分，有比赛池，训练池，跳水池，儿童戏水池等；从经营性质分，有公用游泳池，商业宾馆内游泳池，也有私人别墅住宅内的游泳池等。但无论何种游泳池，都有一个要求维持池水温度恒定的要求，池水的温度因使用性质不同而异。游泳池的热损失有下列几个方面：1）游泳池池水因水面蒸发，水面传导，池底和池壁传导而不断损失热量。2）因人们在游泳池内游泳，会损失一部分池水，必须不断补充，而补充水需加热，需要补充一部分热量；3）此外，整个游泳池的设备和管道也在不断向周围环境排放热量。以上这一些损失的热量，都需要不断补充，才能维持池水有一定的温度。这些热损失再加上游泳场馆淋浴等用热的负荷可以称之为经常性用热负荷。另外，恒温池水也有一次性全部更换新的要求。为了清洗，消毒的要求，在一定时段内，要求将池水全部放空，重新输入温水。如果补充的水是冷水（水温在5-15℃），那末，加热整池水需要的用热量就是一次性冲击负荷。1.2游泳池池水温度一般室内游泳池池水温度为２4－２９℃，室外的为２２－３０℃。如室内游泳馆有完善的空调采暖设施，可以取为25℃；如果气温低，可以取为27℃。热损失与池水温度高低有关，也与周围环境（例如空气）温度有关。一般室内环境温度比池水温度高1-2℃。国外资料表明：室内游泳池最佳环境参数为：空气温度26-30℃池水温度25-28℃地面温度30-32℃相对湿度50-60%1.3室内游泳馆相对湿度维持室内游泳馆内一定的相对湿度十分必要。当室外温度为-10℃，室内空气相对湿度为50-60%，设双层窗的传热系数为2.9W/m2时，玻璃窗户上仍会潮湿、结露；即使室外气温为-1℃，室内为28℃时，也会结露。因而游泳池场馆必须除湿。1.4游泳池的用热负荷计算前者提到，对于游泳池用热的经常性负荷，有：棕a碎.素水面蒸发散热象；终b烦.丰水面传导散热科；抓c撤.串池底，池壁传猾导散热；平d督.怀设备及管道散犁热；尺e杯.助补水加热量；之f文.破游泳场馆淋浴色等用热；谎由于蒸发散热秤，传导散热等惹计算十分复杂婚，而且必须有唤游泳池结构的唱详细尺寸，气屯象，土壤等资架料，为了估算亲的方便，对所于贼a,b,c,己d纳四项，可以合符并为一项，即仇：按游泳池水搁面面由积列m承2吗计的平均热散睡失量。可以见何表是1表1董环境温麻度咏℃贴5鼻10市15皮20雾25山26啄27咳28咏29进30淡露天租KJ/h曾4522捕4187絮3852窗3433津2931原2847绳2721货2596怕2470隆2302仆游泳池晴w恳1256纯1163鹊1070甚953丘814交791削756困721困686奋639罩室内挂KJ/h复2345丧2177庸2010经1842筛1507兄1465松1382禾1340坝1256胳1172六游泳池怀w迈651膜605罢558右512鸭419畅407凯384够372毁349驱325胃表中数值按下剪列条件计算：社水扭温睬2躬7类℃店，空气相对湿孩度能50揪%童，风速：室桃内示0.5m/距s赶;浓室粒外戚2m/s匪国外资料介绍躲，对于露天游注泳池的热损失负，也可以按下叙列数据估算；蒸在水温否为启2赢3鸦℃五，平均气朝温盘1梢0皂－卵1沫2鬼℃殿时，瞧对流热损为失事7恼0微―柳95W蛇/依㎡啄辐射热损尿失女6鸡0贱－延80W瘦/颤㎡（夜间）灶辐射得热藏量跪角≤殃180W良/岗㎡〔白天〕革蒸发热损王失染35奉0金－森700W咏/绑㎡瘦补充水时的补碎热秩量按40博0购－猜600W析/厚㎡帐对于补水热损先失，可以按补漏水量及补水温冻差进行计算而掩得。游泳池每壁天补水量占游碰泳池容积的百絮分数可见象表累2扶。表2拴游泳池类别骄比赛池回训练池兵跳水池店室内公共池充露天公共池望儿童池保幼儿池凯水球池黄游泳跳水合一骨池妻补充水量（％泻）坡3勤－阶5肃3其－绞5仆3耽－霉5纳5栽－利10烧1净0换－伤15险1刚0澡－触15江15煎5名5浇方案设计中建浩议：露天池莫取屿1副0哪％器＝茧B兽1黎；室内池随取总5滔％弦＝狗B菊2笑。因补水需补骡热的小时功率锣可按下式计算假P疤＝振[(V×B×博1000/2金4)×(t侨2头-t市1爬)/860]萍k型W私，全幻（洗1姐－效1伸）每式中点：嘴P讯－补水的补热叫功率诵，奇k蹄W水；舰V市－游泳池容积湿，企m帜3谎；称B意－补水量的百泪分数，％；螺t页1叛－补水初温险，泳℃荡；本t知2塘－池水温度浸，屿℃形。池至于游泳馆所理用的淋浴、洗窃涤等生活热水姓用量的计算及庄制热所需负荷模，可按常规计驰算。品对于一次性冲露击负荷，则按祝照换水量以及阁水温升来计算龙其总用热功率盾和小时用热功撇率（机器所需轿的制热功率）骄。总用热功担率姨Q铲Zh投Q趟Zh绒=1.15×沫V镰×某（退t池2闪－母t故1漆）画×1000/昂860k寒W狠，兆司（对1迁－钞2潮）蛛小时热功丹率桥P放h货＝浸Q唤Zh掏/Tk摘W逢，笑镇（缘1而－队3问）船式中适：挺V碍－倾使游泳池的总容普积窜，屯m伸3扑；阻t情2染－赴贞池水所需温度洒，拿℃影；浸t挤1麦－慈抚冷水温度伶，懒℃印；烛T保－啊睁换水周期添，跌h茎；狐1.1穴5首－考虑在换水吓周期内的热损算失附加值。巾一般初次充水哄或换水的周备期乐T刑为焰2窃4势－六48滨h株计。也就是说鄙，要求追在伐2洪4下－渐48鼓h银内完成整池的浴换水。至于间秋隔多长时间换易一次水，应根艰据用户对于游蔑泳池的使用要躁求和经营情况贿而定。由于池膨水是在不断循相环过滤和消毒动的，间隔时间殖相对比较长，辅可以是一个月功，半年、甚至灶一年，对于桑第拿浴性质的水乳池，有可能是皱一天换一次水夸。对于有几个勿游泳池的场馆锅，在计算负荷储时，可以将换影水时间错开。冷在选择主机时涝，可按一个最窗大容积的水池址的一次性负荷歪来计算，也可先以用换水周期汽的时间长短来绢调整。各种不酱同的游泳池的轻循环次数和周油期可见岔表挡3稀。表3判类别架循环次数役n袋（齿次迁/萝日）匪循环周期馆T鸭（小时）真类别河循环次数劲n冈（最次角/贡日）腐循环周期炒T猛（小时）附比赛、训练池杨4蕉－档2.4缘6或－钱10哄公用池勤4恰－剑3推6际－延8仅跳水、私人池役3效－巾2散8献－哭12基儿童池莫6恭－懂4依4闭－企6趟跳水、游泳合册一池相3候－屡2.4虚8督－种10钻幼儿池零2及4屋－柄12劝1双－掌2坟游泳池循环加搅热以及补水加球热的一般做法距可见戏图伍1令。泼2尿.耍以热泵回收游诵泳馆湿空气热纳量的做法领以热泵技术为呈基础的一般热恒泵热水机组完颈全可以用于各看种游泳池的加判热和补热。利泪用游泳池室内瞎空气热量（潜魂热＋显热）纵的杆“打空调－热水机同组狡”便、放“叔除湿－热水机蝶组阁”滚更可以达钟到团“慕一机两喇用章”蛛、炭“治一机三址用声”闪，在制热保证西池水恒温的同妖时，达到改善霉游泳馆室内空它间的空气环境改、去湿降温的厨目的。下面介证绍三个例子。溜2.1连锅美顿国锄CRISPA股I慧R南公葛司泰允“仰E努－膨TechP凳H缝D悠”淡室内温水游泳锣池用超节能热棵水空调系统（佳见伯图悲2行）驳图好2与伸室内温水游泳侦池用热水空调辉系统新该主机吸取温职水游泳池室内大的水蒸汽和热钉空气中的潜热执和显热，通过来风冷热泵，将掌热量转移到游惕泳池中来加热疮池水，使水温盏保持恒定；同根时又将游泳池位的室内空气去永湿、降温，并拍补入一部分新肃风后，送入室陵内，保证室内体空气品质和不邀结露。誉其主机内部的结流程及部件可箱见完图医3必。该系统可以伤有效地降迎低械2/仰3钓游泳池室内空控气的降温费用确；兼3/矛4盏池水的加热费幅用户；输3/迫4雾的室内空气除饼湿费用，整个南系统的能效粒比清CO浆P偷＝糊3紧。该主机对空迹气进行热管换断热加热和再加倦热（调整露点泻）；对室内空莲气进行双重除呼湿－热管的冷眉端除湿、热泵鸣蒸发器中的除再湿。排走一部帮分的回风，补岁入室内人员必傅须的一部分新冈风。新风量用盆露点控制器调谢节。饮图亿3满休热水空调热泵山系统内部流程项2.2全翻法国私人室内胁游泳池先用撑“委热泵除湿－热济水机传组竞”金这种机组主要秋是为了除湿，侧同时将一部分重热量转移到加嘴热池水中。国舞外资料表明，齿私人游泳池的担产湿量为：每茧平方米水面面细积旁0.10-0经.15kg/攻h.m字2地,会再加上每篇人勤0.40-0童.50kg/衔h礼。每平方米水虚面每年产生的揉水蒸气约拒为粒1衬t辽，每吨水蒸气稼相当热量约算为前700KW.分h颠。为除湿所需抛的通风量约献为秤2煎5朝－茶40m郊3乘/m锄2拘.猾h耽。热泵除湿加我热过程可以盒从紫h-甜d贯图上作图说明晴（见抬图径4辛）。蛋传统除湿，室糖内空气状态够点帐P饥（假蓄定共2恩8巷℃娘、诚φ跳＝接5掘0姜％）与新风汁点剂A移（假定摔＋多5厨℃毛、终φ锐＝浑9去0邪％）混合，混咏合绑点北M盯，再丸由今M矿点加热很到渗E糠点猜（林4赌6温℃扛、驴φ若＝己1返3真％），加热过宝程所需热量黑为差Q纤C旋；热泵除湿，疑由于热泵吸怜取酬P佣状态下空气的脱热量，使空气做降温降湿激至贯K容点（假稻定船1绵0丈℃驻、此φ希＝兰8择0爱％），再用冷晌凝热将空气加茧热裤至配E涝点（送风状态层），空气的得延热量为姜（度h俊E喘－拐h序K慨）呀×指V汤γ牺＝钻Q轧hp债。设热泵的能抬效惠比瓶CO录P搜＝租3.8看,宣则热泵实际耗棍电量仅只为贡0.263Q巩hp铺。币如戴Q侧hp蚊>Q冒C零，则热泵的制帽热量除了加热直空气外，还可驳以有多余的热抛量；来加热池忍水。言图挺4摩芝除湿过程便在酿h-物d施图上的表示英国外统计数据俯表明，一些完腹全靠电力使用悔热泵加热的私茎人室内游泳池岛每年大致的耗漠电量可见进表猫4饶。表4录游泳池用电情歇况汇单层玻璃窗测双层玻璃窗芦小玻璃窗硬1府2仆3茂1督2爱3值1透2季3剩快速式水加热晨器、。加热座励椅梢*骄、壁板式供暖佩*哑、地板式供暖休*毒，及洗澡间用流热等的耗电量敏（闯kW.hr/闹a.m卖2筛池面积）础1000翻1500缴2200爹600叠900野1800休200打400烟1200赔小型热泵机组屋、池水循环泵纵、照明等耗电同量四（财kW.hr/碎a.m速2沉池面积）医800幅900奶900摆800店900衬900侵800牧900准900启室内游泳池总偶耗电量垃（批kW.hr/胀a.m傻2售池面积）粗1800遣2400羞3100翼1400跃1800袜2700贷1000侍1300胖2100闷注潮：冷1杨－单元住宅用踏室内游泳池爹；匪2顿－公寓用室内肌游泳池涌；集3壳－饭店宾馆用舅室内游泳池。抢*颤－这些数字对锋没有加热座椅近、壁板式供暖辛、地板式供暖荡设备时同样有目效。钥减湿－加热用纵热泵机组的制塔冷剂循环及组探成可见茧图悲5肿。该机组有两木个单独的制冷峡剂循环－两台法热泵所组成：至一个是空气－渗空气式；一个幻是空气－水式单。第一台热泵煎的压缩机部分摄承担游泳池室去内空气的减湿鹰，与此同时用垫空冷式冷凝器朴再加热减湿后挤的空气。如果祖单用一台热泵躁达不到预定的远减湿量，则开个动第二台热泵泉的压缩机完成膊其余的减湿量抵。但第二台热阵泵的冷凝器采感用铜管制水冷察式，将回收的蛋热量去加热池裙水。控制进入嗽的新风量为最咽小值，以节约劈能量，晚间不点用新风，完全岔采用室内空气色循环。当除湿葬量减少（意味远着吸热减少、虫就空气的冷凝旬热减少）时，泼采用辅助电加电热空气，以保夹证室内采暖需邻要。闹图刺5梯辰减湿－加热热罗泵机组控2.3括拘加拿欠大成“漂DECTRO朵N舍”染公司值的甩“墓DR归Y龙－倚O她－问TRO英N甲”盛牌的室内游泳翁池、按摩池、宝小型商用恒温盟恒湿和能源再朴生系统－为改堤善室内空气品快质、保证没有弱凝结水的减湿造－热水机组项通过把游泳池乡蒸发到空气中锅的水蒸气回收旦利用，一方面尘回收热量将池须水加热，同时泻也可以给空气丽回热；另一方吸面，通过降低贴空气温度到露含点，使水蒸气栏凝结成水，既妖干燥了空气，拌达到除湿的效蒜果，又可以回骤收蒸发掉的水坐分，再回水池俱，减少游泳池补的补充水，从奶而达到了恒温扭、恒湿、节能旱、节水、环保冤的效果。该系消统的流程图可悼见腿图史6尺。练图锁6偿肉游泳池能量再鹿生系统洪3档.宅热泵热水机组借用于游泳池的盐方案及其经济猎性糊3.1魂的工艺流程和控测制球目前推荐的热狼泵热水机组用疏于游泳池供热养系统的工艺流扁程可见到图胃7耗。悼图恭7烦巷热泵热水机组评用于游泳池的愧制热工艺流程植图败该流程中，开壁式蓄热水虚箱疏A唐中骨的肺5戒5肉℃桃以上的热水，赛用泵增压打入由分水器，从分病水器出来的一约路去池水的再示加热器，间接阀循环加热池水简。设池水维持斤的水幅温将2灰7辰℃闷，抽出的池水怨由请2穗4小℃岩加热逝到签2掠8摔℃城，返回池内。手而另一路作为蝇补水加热的热应源，通过混水夺器与自来水混潮合后，成漂为冒2汁8顾℃俩的水补入平衡低池中，平衡池猛的液面与游泳被池的水面同一嫩高度，一旦游括泳池的液面下肢降，平衡池的搁水面也下降，霉通过浮球阀望对遣2台8患℃汽的水补入池中佣。第三路水即惰送到淋浴间作筒淋浴用，采用恐干管循环，未稿用完的热水循缸环回到蓄热水幅箱烧B隔中，由主机吸剥入再加热。六3.2膝预设计计算及步屑骤云收去已知条件：但1凝）游泳池容积扮：才瞎300m玻3痒2饥）淋浴等日用嘴热水量和温易度闹:袋675贡0称升由（廉5弱5栗℃查）拉3堡）池水温度及鞭游泳池的室内愉气温：池水温寒度耐2盟7改℃税焦，室温轰2亲8邀℃制。啄4交）当地气温平笔均值：春秋季窜（复3呜－况5悠、蔬9壮－沈1余1慎月湾）惧翻2肢3绢℃沾；污铃夏季榨（仓6港－柜8震月覆）坦龟2兼8趁℃生；冬季绸（梁1筋2景－寇2廉月钱）盘目15.3推7博℃长。现5韵）极端最高气轧温填覆38.科7骂℃毛隙；姿寻极端最低气芽温济鸽0.斗2晃℃西6山)扶当地自来水温雹（平均值）：赤冬季便1柳5断℃片、春秋季姥17.戚5夏℃蛙、夏季俩2屡0糕℃公、最低水温婶1胆0鲜℃伐师推热负荷计算酬1辫）一次性冲击劳负荷（初次充蛙水或换水）燃应以冬季的工镰况计算，自来奥水温度取最低稿值转：硬1皱0绿℃功；换水周部期执24-4状8霞小时，本案晋取讨4蚂8资小时。则炸：撒P稳2h绒=1.15×屠V×(t脖2压-t摊1直)×1000班/(860×歉48)=1.念15×300旁×(28-1匆0)×100米0/860×喷48=15惑0.44kw河2下）日经常负荷崭：职（局1禽）弥补散热损猫失负荷：当池膜水水温恼为颗2缓7联℃庸，室温玩为慈2霞8葡℃际时，查臭表捡1药，得每平方米双的池水散热量庭为喂372W/m闷2键；小时散热负惊荷伏P狸h1收=200×3隐72/100捆0=74.4别k哪W旋；日散热负荷咏为仿Q痰h1锁=74.4×涌24=178截5.60kW晕h蚊（辨2柴）补水补热负晋荷：以每日补膜水量参为晨5害%愧的池容积计，悉冬季工况冷水胃温度惧为弦1耐5亦℃发时，小时补水俊补热负贝荷板P曲h2奔=[V×B×骨1000/2嘉4×(t救2尼-t扔1喉)/860×做0.95]唇=300×0照.05×10安00×(28牌-15)/(伏24×160肺×0.95)歌=9.95k禽W徐日补水补热负围荷用Q妥h2兴=P姓h2细×24=9.婶95×24=诉238.68桑kwhr狐（摩3诞）淋浴等用水像量及日用热负笼荷屿Q枝h3天：日用热水椒量贞675贝0嗽升面/炊日逼（郊5耳5齐℃和）；设小时最撇大流量鼻为灭1/峰3挨的日用热水量骗（每场次用水谁量）签，膏W主h剃=W/3=6毕750/3=例225义0豪升午/殃小时画。注篇日用热负茫荷阅Q损h3跑=W×(55厨-15)/(变860×0.森05)=67迅50×40/奏817=33演0.48kw且hr鸦该游泳池日使衰用热负荷描为凳间∑椒Q田h康=Q兼h1盒+Q闭h2牌+Q腐h3逆=1785费.6+238口.68+33凝0.48=丛2354.7宁6k盘W告。每灌松斥主机选型计算互1布）满足冬季一烤次换水要求，浪初选主机及台谊数，然后校核教工作时数是否离在伍24-4僵8震小时之间。并章且以冬季平均虑日气温及最低帅冷水水温来计渗算筋（泳1溪）初选某公妻司讨30肢0份型热泵热水机辈组。该主机在弹气温弟为贵15.3峰7遮℃正时，其输出热晌功率依为孔80.59k稻W投，输入功率糟为漂25.07塌k落W诞。森（滚2养）主机台吧数患N=P春2h归/80.59膨=150.4长4/80.5窃9=1.86悄4薪7捡台常（基3升）初纠取汉2剃台秩（姻4虫）主机工作小怕时阶数悔H扒=含（尺P伯2h默×4念8霉）尚/志（狼80.59×施2放）叉=房（绝150.44女×4帖8毛）和/疯（接80.59×潜2低）科＝罩44.貌8果小时（符排合易4丰8谈小时内的要求躁）校2外）经常日用热辽负荷下，主机宇日工作小时核邀算痰（踩1拍）以冬季工况太计算溜：鹰H玻1俱=瞒薯∑猪Q大h跌/手（星80.59×阿2谈）息=2354.架76叹/会（渐80.59×浇2丈）素=14.6清1各小时。哗3查）极端最低气漂温下，主局机缠2芳4核小时全开时，浅所需辅助电加短热量计算：蚂当地最低气温伏为抢0.男2氧℃随，热泵主机的训输出功率慢为意47.4k燥W指，梨薪输入功率瓜为杆19.58搏k聪W雁。享主燕机排2咐4肆小时的总制热挽总量教：恢47.4×2裕×24=22决75.20吸kW残极端最低气温类下，日经常用船热负荷也会因母上水温度（自棒来水温）下降攻而增大规，晋Q恒h1土=1785.绳6kW述Q喇h2乌=300×0惠.05×10也00×(28妹-10)/8毛60×0.9柄5=330.冷48kW状Q皂h3吹=W×(55离-10)/8冻60×0.9殖5=6750禽×45/81悼7=371.勺78kW首总日经常负荷券为解：苍1785.6风+330.4渐8+371.沉78=248廊7.86k所W滨欠缺电量堆为瞒2487.8珍6-2275主.20=21轻2.6饲6挠度惧所需辅助电加决热的功率么为念212.66逢/24=8.鼠86k纯W巧，设计绑取每10k俘W肺。窝亭颜蓄热水箱的台绢数及容积计算陈：偷根据本流程要巾求，应采惨用钉2货个水箱它，雹1纽个水箱具有循墙环（中间）水睬箱的作用，且炊作为加热池水乘循环热水系统估的缓冲罐。另借一个具有蓄热染水箱作用，满程足淋浴等高峰泄用水的需要。洲另外，其容积冰应从满足两方赏面要求来考虑矿。斯1垂）循环热水流历量：池水小时考散热量狭：坝74.4k刷W×860=膊63980k畜cal/h驴r雪，星绪设加热水由咳5票5短℃熊降低至盘5萌0糕℃购，则要求循环逃加热水量为伤：乎63980伯/樱（姑55-5斑0扭）消×0.05=崇13470l贡/hr=被13.47m奶3炊/h孤r环。允2岛）缓冲罐容积凡取晃为略3均0烟分钟流量，蜻则篮V=13.4嫂7*30/6中0=膝6.735猾m较3粗弦。哀3许）淋浴用热的虏高峰用水量：需以每批计，最象大用水量为食2250l葬灿。暑4击）所需水箱的邪有效容积挠：坏6.735+事2.250=补8.985川m放3峰设计取骂用装6m割3胜水瑞箱握2磨个，源共甩12m步3谱毫。吗根据上述的计酿算，本案的设仅备如下：丙HAM30搬0离型热泉热水机阀组奋报2竹台盆辅助电加热粗器踏10kw孤1归台（放在水箱垦内）古水雾箱慕6m丢3独2骂台替肿3.3颜少方案的经济性累如果能利用室丹内游泳池的湿乔热空气作为热谅泵热水机组的派热源。由主机盛蒸发器吸热去葬湿后，再将主聚机出来的干冷蔬空气直接打入雨游泳池空间或好作为室内游泳覆池空调的补充绩新风，则可以敌大大减少机组第用电量，并达近到免费去湿、跃降湿的目的。责主机选型时，罗可按气温翼为狸2仅8问℃绑计算。此时挺，绵30暂0祝型主机的输出割功率守为发108.2k缓w多，输入功率菌为坡27.98k现w典,渠日用经常性热厕负荷止为夫2446.5哑2k子W萍。输2蛾台主机的工作舌小时窃为最H贡1心=2446.论52/108质.2×2=1颜1.3量1冈小时。以室外钓空气为热源和蚀以室内湿空气治为热源节能比蜂较见下痒表蛙5表5久项击招目蔬室外空气为热腿源缩室内湿空气为对热源绘环境乱温度伪℃旋夏季罢命℃党28班28古春秋季举扫℃垮23裁28锹冬季作疑℃板15.37蚁28位日经常性用热抖负崭荷既kW径夏季剪∑妙Q捉h扔