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            泳池加热采用热泵技术,是建筑节能的一种可行方式。通过实例介绍了泳池机组工作原理、系统原理图、选型计算、机组运行分析及其使用效果。合理地使用热泵技术不仅节能环保,而且经济安全,使用户投资与运行的性价比达到最佳。随着我国经济的进一步发展,绿色能源的利用将会越来越广泛。在文章所述项目的会所游泳池设计过程中,对空气源热泵热水机组在会所游泳池中的应用进行一些分析。
         
        1 【工程概况】
         
        案例是位于陕西的某综合项目内1 幢3 层会所。其中室内游泳池设在会所的地下1层,泳池水容积为435m3。
         
        2 【泳池机组工作原理及系统原理图】
         
        2.1 机组工作原理
        泳池机组采用的是热泵技术,它是采用电能驱动把热量从低温热源转移到高温热源中的一种装置。根据逆卡诺循环原理,采用少量的电能驱动压缩机运行,高压的液态工质经过膨胀阀后在蒸发器内蒸发为气态,并大量吸收空气中的热能,气态的工质被压缩机压缩成为高温、高压的液态,然后进入冷凝器放热,把水加热。如此不断地循环加热,可以把水加热至50℃ ~ 65℃ 。在运行过程中,消耗了1份的能量,同时从环境空气中吸收转移了4份的能量(热量)到水中,相对于电热水器而言,节约了四分之三的电能。
         
        2.2 系统原理图
        系统原理图见图1。
        游泳池机组工艺原理图
         
         
        3 【设计计算及选型】
         
        3.1 项目设计条件
        本项目设计条件:泳池容量为435m3,本设计的重点在于冬季情况下能满足泳池每小时所损失的热量。查相应设计规范可知冬季空气调节室外计算参数为-4℃,将泳池水加热设计水温为28℃。
         
        3.2 设计计算过程
         (1)室外计算参数,见表1。
        泳池温度室外计算表
         
         (2)冬季情况下泳池表面蒸发损失的热量按下式计算:
        Qx = 1 /β·ρ·γ( 0. 017 4νf + 0. 022 9) (Pb - Pq )A (B /B′)
        式中: Qx---泳池表面蒸发损失的热量( kJ /h) 
        β---压力换算系数,β= 133. 32 Pa
        ρ---水的密度( kg /L)
        γ---与泳池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热 /( kJ/h)
        νf----泳池水面上的风速/ (m/s) ,一般按下列规定采用: 室内水池νf =0.2~0.5m/s
        Pb---与泳池水温相等的饱和空气的水蒸汽分压力/Pa
        Pq---泳池的环境空气的水蒸汽压力/Pa
        A---泳池的水表面面积/m2
        B---标准大气压/Pa
        B′---当地的大气压力/Pa
        而泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量,占泳池水表面蒸发损失热量的40%。
        查相关参数表可知:
        y = 2 435 kJ /kg
        νf = 0. 35m / s
        Pb = 3. 782 kPa
        Pq = 2. 06 kPa
        A = 290m2
        B = 101 323 Pa
        B′= 101 941 Pa
        则Qx = 1 /β·ρ·γ( 0. 017 4νf + 0. 022 9) (Pb - Pq )A (B /B′)
        = 1 /133. 32 × 1 × 2 435 ( 0. 0174 × 0. 35 +0. 0229) ( 3 782- 2 060) × 290 × 101 323 ÷101941= 262 800. 00( kJ/h)
        加上泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量,则泳池每小时总损失热量为:
        262 055. 05 × 1. 2 = 314 466. 16(kJ/h) = 75 471. 97(kca l/h)
        泳池补水加热所需的热量:Qb = αqb ρ( tr - tb ) /t
        式中:Qb---游泳池补充水加热所需的热量( kJ/h);
        α---热量换算系数,α= 4. 186 8;
        qb---游泳池每日的补充水量/L; 按泳池水量的10%确定;
        ρ---水的密度/ (kg/L) ;
        tr ---游泳池水的温度/℃ ;
        tb ---游泳池补充水水温/℃ ;
        t---加热时间/h。
        查相关参数表可知:
        qb = 435m3 × 10% = 43. 5m3 = 43 500(L) 
        tr = 28℃   tb = 8℃
        则Qb =αqb ρ( tr - tb ) /t
        = 4. 186 8 × 43 500 × 1 × ( 28- 8) /12
        = 303 543( kJ/h)
        经计算得泳池平均每小时经水面蒸发和传导损失的热量、池壁和池底传导损失的热量、管道的净化水设备损失的热量、泳池补水所需的加热量合计为315 360 + 303 543 = 618 093 ( kJ /h )。由于一台SRW250S泳池热泵机组每小时可提供的热量为360 000 kJ/h,而3台SRW250S泳池热泵机组可提供的热量为360 000 ×3= 1 080 000 kJ/h,大于泳池每小时总的损失量。故泳池每小时损失的热量可由3 台SRW250S泳池热泵机组提供即可满足此泳池的要求。
        泳池初次加热时间:
        T = V ×18 ×4. 186 8/Q制 = 435×18 ×4. 186 8/1080= 30( h)
         
        3.3 机组运行分析
         
        根据计算得泳池平均每小时经水面蒸发和传导损失的热量、池壁和池底传导损失的热量、管道的净化水设备损失的热量、泳池补水所需的加热量合计为618 093 kJ/h,那么一天24小时的散热量为618 903 kJ/h × 24= 14 853 672( kJ/h),3台SRW250S泳池热泵机组每天的开机时间为14 853 672 ÷1 080 000= 14( h),所以,机组每天运行14 h就能够达到所需的要求了。
        4 【结 语】
        随着国家节能要求的加强,绿色能源的利用将渗透到各个领域。空气源热水热泵节能环保,设计灵活、安装方便及机组能效比高、制热量大,工程安装简便、运行及维护成本低廉,使用安全等优点将更加明显。
         

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