热泵热水机组在游泳池恒温中的应用

2013年02月26 00:00:00 来源:中国制冷空调技术网

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

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℃),那么,加热整池水需要的用热量就是一次性冲击负荷。

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℃

风速:0.05~0.1m/s

相对湿度:50~60%

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。

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:

a.水面蒸发散热;

b.水面传导散热;

c.池底、池壁传导散热;

d.设备及管道散热;

e.补水加热量;

f.游泳场馆淋浴等用热;

由于蒸发散热,传导散热等计算十分复杂,而且必须有游泳池结构的详细尺寸、气象、土壤等资料,为了估算的方便,对于a,b,c,d四项,可以合并为一项,即:按游泳池水面面积㎡计的平均热散失量。可以见表1

1

环境温度

5

10

15

20

25

26

27

28

29

30

露天 游泳池

KJ/h

4522

4187

3852

3433

2931

2847

2721

2596

2470

2302

w

1256

1163

1070

953

814

791

756

721

686

639

室内 游泳池

KJ/h

2345

2177

2010

1842

1507

1465

1382

1340

1256

1172

w

651

605

558

512

419

407

384

372

349

325

表中数值按下列条件计算:水温27℃,空气相对湿度50%,风速:室内0.5m/s;室外2m/s

国外资料介绍,对于露天游泳池的热损失,也可以按下列数据估算;在水温为23℃,平均气温10~12℃时,

对流热损失:70~95W/

辐射热损失:60~80W/㎡(夜间)

辐射得热量:≤180W/㎡〔白天〕

蒸发热损失:350~700W/

补充水时的补热量:400~600W/

对于补水热损失,可以按补水量及补水温差进行计算而得。游泳池每天补水量占游泳池容积的百分数可见表2

2

游泳池类别

比赛池

训练池

跳水池

室内公共池

露天公共池

儿童池

幼儿池

水球池

游泳跳水合一池

补充水量(%)

35

35

35

510

1015

1015

15

5

5

方案设计中建议:露天池取10%=B1;室内池取5%=B2。因补水需补热的小时功率可按下式计算: P=[(V×B×1000/24)×(t2-t1)/860]kW,(1-1) 式中:P—补水的补热功率,kW; V—游泳池容积,m³; B-补水量的百分数,%; t1-补水初温,℃; t2-池水温度,℃。 至于游泳馆所用的淋浴、洗涤等生活热水用量的计算及制热所需负荷,可按常规计算。 对于一次性冲击负荷,则按照换水量以及水温升来计算其总用热功率和小时用热功率(机器所需的制热功率)。总用热功率QZh: QZh=1.15×V×(t2-t1)×1000/860kW,(1-2) 小时热功率Ph=QZh/TkW,(1-3) 式中:V-游泳池的总容积,m³; t2-池水所需温度,℃; t1-冷水温度,℃; T-换水周期,h; 1.15-考虑在换水周期内的热损失附加值。 一般初次充水或换水的周期T为24~48h计。也就是说,要求在24~48h内完成整池的换水。至于间隔多长时间换一次水,应根据用户对于游泳池的使用要求和经营情况而定。由于池水是在不断循环过滤和消毒的,间隔时间相对比较长,可以是一个月,半年、甚至一年,对于桑拿浴性质的水池,有可能是一天换一次水。对于有几个游泳池的场馆,在计算负荷时,可以将换水时间错开。在选择主机时,可按一个最大容积的水池的一次性负荷来计算,也可以用换水周期的时间长短来调整。各种不同的游泳池的循环次数和周期可见表3。 表3

类别

循环次数

n(次/日)

循环周期

T(小时)

类别

循环次数

n(次/日)

循环周期

T(小时)

比赛、训练池

42.4

610

公用池

43

68

跳水、私人池

32

812

儿童池

64

46

跳水、游泳合一池

32.4

810

幼儿池

2412

12


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