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      酒店工程之恒濕泳池熱泵設計

       benteng1177 2019-02-10


      1.恒濕泳池含濕量負荷大,一般來說恒濕泳池吊頂較高,還有就是水池的泳池水面有很多的水份蒸發(fā),排除泳池余濕和余熱所需的風量很大,因此在熱天熱濕負荷很大。


      2.恒濕泳池一般都采用落地玻璃,因此冬季圍護結構非常容易結露,再者泳池要利用天然自然采光,因為玻璃面積較大,所以冬季由于泳池室內溫度與室外環(huán)境溫度相差較多,露點較高,因此室外冷空氣易在圍護結構冷凝結露。


      3.濕度太高有損人體健康,因為池水要采用液氯消毒,含有氯的水份散發(fā)到室內空氣中,當含量超過1ppm時,將對人體有害,而氯氣是酸性氣體,將對泳池室內裝飾制品有腐蝕作用。


      4.耗損熱量較大,如上述第三點講到由于氯氣對人和物造成損壞,所以泳池熱泵送風時要加入大量的室外新風,而在冬季室外新風溫度較低,需要大量的熱量對其加熱,以達到室內狀態(tài)點。


      5.優(yōu)先確定泳池水溫。眾所周知,人體由于新陳代謝生理作用不斷產生熱量,所產生的熱量,除了要滿足人體自身必要的生理要求以外,還必須通過對流、輻射和蒸發(fā),不斷地向體外散發(fā)出去,以保持人體熱量的均衡,這樣要使人體感動舒適。如果周圍環(huán)境溫度太高,會使人體產生的熱量不易散發(fā),人體就會感動到很熱;如果周圍溫度太低,使人本產生的熱量散發(fā)的太快,人體就會感到太冷。這不僅在空氣中如此,在水中更是如此,因為人體對水的熱轉移系數(shù)比對空氣要大(水的比熱為1kcal/kgC,而干空氣的比熱為0.24kcal/kgC,明顯小于水的比熱)所以泳池熱泵對泳池水的溫度的要求要高過對空氣的要求。所以 要先確定泳池水溫,然后再來確定泳池室內區(qū)域的空氣溫度。


      6.泳池室內區(qū)域相對濕度過高人員舒適度變差。池區(qū)的空氣相對濕度必須考慮這樣的兩個問題,一是相對濕度過高,會使空氣露點提高 ,而在冬季圍護結構表面度較低時,很容易使其結露,特別是窗表面結露;二是對人體影響,相對濕度太低,會加速剛出來水面的人員皮膚表面水份的蒸發(fā),而使用人體產生寒冷感覺。 因此泳池室內空氣的相對濕度一般為RH50-70%,不允許超過RH75%。以避免以上情況的發(fā)生。


      7.控制好相對濕度避免發(fā)生結露,由于泳池區(qū)域室內溫度一般都在28度,相對濕度又大于RH60%以上,根據泳池設計標準,室內含濕量不能大于14g/kg,即相當于露點溫度不超過20度,所以控制好相對濕度就能保證室內濕度


      設計案例

      設計參數(shù)

      夏季

      冬季



      空氣調節(jié)干球溫度℃

      33.2

      空調計算溫度℃

      -12

      通風干球溫度℃

      30

      通風干球溫度℃

      -5

      日平均溫度℃

      28.6

      采暖計算溫度℃

      -9

      空氣調節(jié)濕球溫度℃

      26.4

      相對濕度

      45

      相對濕度

      78

      大氣壓力Pa

      102040

      大氣壓力Pa

      99860

      風速(m/s)

      2.8

      風速(m/s)

      1.9




      恒溫計算

      本游泳館總面積約1380平方米,泳池上空高7米,其中溫水池池水面積約350平方米,水深平均約1.1米,體積370立方,設計水溫為37℃。

      游泳館內計算參數(shù):設計室內溫度:32℃;相對濕度70%;泳池水設計溫度:37℃;室內水面風速:0.3m/s;

      1) 冬季在室外氣溫最低-12℃情況下泳池表面蒸發(fā)損失的熱量計算

      Qx = α· у ( 0.0174vf + 0.0229 ) (Pb - Pq) A(760/B)

      式中 Qx—— 泳池表面蒸發(fā)損失的熱量( kJ/h );

      α—— 熱量換算系數(shù), α = 4.1868 kJ /kcal ;

      у—— 與泳池水溫相等的飽和蒸汽的蒸發(fā)汽化潛熱( kcal/kg );

      vf ——泳池水面上的風速( m/s ),一般按下列規(guī)定采用:室內水池 vf = 0.2~0.5 m/s ;露天水池 vf = 2~3 m/s ;

      Pb—— 與泳池水溫相等(37℃)的飽和空氣的水蒸汽分壓力( mmHg );

      Pq——與泳池的環(huán)境空氣溫度(32℃)相等的水蒸汽壓力( mmHg );

      A——泳池的水表面面積( m2 );

      B—— 當?shù)氐拇髿鈮毫Γ?mmHg )。

      而泳池的水表面、池底、池壁、管道和設備等傳導所損失的熱量,占泳池水表面蒸發(fā)損失熱量的 20% 。

      查相關參數(shù)表可計算得:

      Qx = α· у ( 0.0174vf + 0.0229 ) (Pb - Pq) A(760/B)

      =4.1868×579.15×(0.0174×0.3+0.0229)(47.13-25)×350×760÷765

      =2424.8×0.02812×22.13×348

      =525112( kJ/h )

      2) 泳池每小時總損失熱量:

      加上泳池的水表面池底、池壁、管道和設備等傳導所損失的熱量,

      泳池每小時總損失熱量為:525112×1.2=630134( kJ/h ) =150505( kcal/h )

      3) 泳池補水加熱所需的熱量:

      Qb=αqbу(tr- tb)/t

      式中 Qb——游泳池補充水加熱所需的熱量(kJ/h);

      α——熱量換算系數(shù),α=4.1868(kJ /kcal);

      qb——游泳池每日的補充水量(L);按泳池水量的7%確定;

      у——水的密度(kg/L);

      tr——游泳池水的溫度(℃)。

      tb——游泳池補充水水溫(℃);

      t——加熱時間(h)。

      查相關參數(shù)表可知:

      qb=370m3×7%=25.9m3=25900L;

      tr=37℃

      tb=15℃

      則 Qb=αqbу(tr- tb)/t

      =4.1868×25900×1×(37-15)/12

      =198803kJ/h

      =47483kcal/h

      4) 經計算得泳池平均每小時經水面蒸發(fā)和傳導損失的熱量、池壁和池底傳導損失的熱量、管道的凈化水設備損失的熱量、泳池補水所需的加熱量合計為150505+47483=197988( kcal/h )=231KW。由于泳池每小時總的熱損失量為231KW。


      除濕計算

      1) 泳池空間面積約1380平方米,以7米層高計算室內換氣量,根據泳池室內的循環(huán)次數(shù)為6次/小時計算,循環(huán)的風量為57960立方米/小時,選60000立方米/小時;

      2) 根據水溫、室溫和計算公式可得:

      室內散濕量計算

      人體散濕量:

      W1=0.001×n×n’×g

      g——成年男子的小時散濕量,100g/( h·人)

      n——室內人總數(shù)

      n’——群體系數(shù)

      池邊散濕量計算

      W2=0.0171(t干-t濕)Fn

      式中:W2——散濕量(Kg/h)

      t干——室內空調計算干球溫度(℃);

      t濕——室內空調計算濕球溫度(℃);

      F——池邊面積(m2);

      n——潤濕系數(shù)。

      值對應不同的使用條件,取0.2-0.4.

      敞開水面的散濕量

      W3=ω×F

      ω——單位水面蒸發(fā)量,kg/(㎡·h)

      F——水面積,㎡

      根據以上公式計算,水面的散濕量為0.452kg/㎡·h,那么散濕量為158KG/h;此時人的散濕量為0.15kg/人·h,最高峰人數(shù)為180人,那么人的散濕量為27KG/h;池邊散濕量為15KG/h,所以室內總散濕量為200KG/h.

      3) 夏季

      新風的含濕量為:

      9000×1.2÷1000×(25.7-21.4)=46.44kg/h

      那么,夏季的總除濕量為:200+46.44=247 kg/h

      根據夏季室外設計參數(shù),整個泳池所需的新風量為送風量的15%計算,按9000m3/h計算,室內按照干球溫度:32℃,相對濕度70%,含濕量21.4g/kg,新風量為9000m3/h,回風取51000 m3/h,混合溫度T=32.2℃,混風空氣含濕量d=22.1(g/kg),混風焓值(kj/kg)=89。室內按照干球溫度:32℃,相對濕度70%,含濕量21.4g/kg:

      處理后空氣含濕量為:

      22.1-247×1000÷1.2÷60000=18.6g/kg

      查得,處理后空氣的溫度為25.4℃,相對濕度為90%,處理后的焓值(kj/kg)=73.3,因此除濕量為(51000+9000)×1.2/1000×(22.1-18.6)=252kg/h>247kg/h,機組的冷量:=60000×1.2/3600×(87.2-73.3)=278KW。

      為了提高舒適度,空氣經過除濕后需要把溫度提升到32℃,

      那么空氣再熱量為:

      60000×1.2×1.06×(32-25.4)÷3600=140KW

      所以空氣的再熱量為140KW。

      依次計算出過度季節(jié)機組冷量為280KW,空氣再熱負荷為138KW;

      冬季通過引進新風可以帶走全部濕量,空氣再熱負荷為140KW。

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