一、项目概述
本项目位于广东省佛山市,泳池面积为250m2,池水深度1.5m,为室内泳池。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。现选用泳池热水机组来加热与平衡泳池在各个季节每天的热量损失并将泳池水维持在28℃。
夏季 | 冬季 | ||
空气调节干球温度 | 33.5℃ | 空气调节干球温度 | 7℃ |
通风干球温度 | 31℃ | 通风干球温度 | 13℃ |
空气调节日平均干球温度 | 28℃ | 采暖干球温度 | 7℃ |
空气调节湿球温度 | 27.7℃ | 相对湿度 | 70% |
相对湿度 | 83% | 大气压力 | 100.2KPa |
大气压力 | 100.1KPa | 室外风速 | 2.4m/s |
风速 | 1.8m/s |
室内设计工况:回风干球温度27℃,相对湿度65%
二、泳池损耗热量计算:泳池所需的加热量包括以下4个部分;
(1)、水面蒸发和传导损失的热量; (2)、池壁和池底传导损失的热量; (3)、管道的净化水设备损失的热量; (4)、补充水加热需要的热量。
三、 设计选型过程
冬季情况下泳池表面蒸发损失的热量按下式计算 :
(1)水面蒸发和传导损失的热量:
Qx = α· у ( 0.0174vf + 0.0229 ) (Pb - Pq) A(760/B)
式中 Qx-- 泳池表面蒸发损失的热量( kJ/h );
α-- 热量换算系数, α = 4.1868 kJ /kcal ;
у-- 与泳池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热( kcal/kg );
vf --泳池水面上的风速( m/s ),一般按下列规定采用:室内水池 vf = 0.2~0.5 m/s ;露天水池 vf = 2~3 m/s ;
Pb-- 与泳池水温相等的饱和空气的水蒸汽分压力( mmHg ); 3.782 KPa
Pq--泳池的环境(23℃)空气的水蒸汽压力( mmHg );
A--泳池的水表面面积( m2 );
B--当地的大气压力( mmHg )。
查相关参数表可知:
У=2552.7 kJ/kg=609.84 kcal/kg
Vf=3 m/s
Pb=3.782 KPa=28.365 mmHg
Pq=1.023 KPa=7.6725mmHg
A =250 m2
B=750 mmHg
则 Qx = α· у ( 0.0174vf + 0.0229 ) (Pb - Pq) A(760/B)
=4.1868×609.84×(0.0174×0.3+0.0229)(28.365-7.6725)×250×760÷750
=2553.278×(0.0281)×20.66×253.3
=375465( kJ/h )
=89678( kCal/h )
(2)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:
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 20% 。则泳池这部分损失热量为:89678×0.2=17936( kCal/h )
(3)泳池补水加热所需的热量:
Qb=αqbу(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=4.1868(kJ /kcal);
qb--游泳池每日的补充水量(L);按泳池水量的5~10%确定;
у--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=380m3×5%=19m3=19000L;
tr=28℃
tb=15℃
则 Qb=αqbу(tr- tb)/t
=4.1868×19000×1×(28-15)/24
=43089kJ/h
=10292 kcal/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:89678 + 17936+10292 = 117906(kcal/h),即137.1KW
四、游泳池除湿
1、主机性能的确定:已知室内空间长:36.7米;宽:16米;高5.5米
室内空间所需冷量为(每平方米的冷负荷为250W/㎡):Q=36.7*16*250=146800W=146.8KW
室内空间所需循环风量为(每小时循环6次):V=36.7*16*5.5*6=19377CMH
根据以上计算数据,对我司产品选型,最终选择的机型为PASRW500S-V-QX-P,制冷量为150KW;制热量为185KW;风量为21600CMH;额定除湿量60kg/h;额定排风量6000CMH。
2、室内的散湿量为:
2.1室内游泳池的散湿量=250㎡*0.15kg/㎡*h=37.5kg/h
室内人员的散湿量(以100人计算)=100人*0.4kg/人*h=40kg/h
室内的总散湿量为37.5kg/h+40kg/h=77.5 kg/h
2.2新风的含湿量为:
新风量在总风量的15%--25%的范围内选择,为保证室内空气的清新,我们选择总风量的25%,即21600CMH*25%=5400CMH,机组额定排风量为6000CMH,为保证风压平衡,故新风量取6000CMH。
根据含湿量的计算公式:含湿量Q=1.2*(d1-d2)*l
d1:表示状态1点的含湿量g/kg d2:表示状态2点的含湿量g/kg l:代表风量
夏季新风的含湿量Q1=1.2*(27.8-14.7)*6000=94.32kg/h
冬季新风的除湿量Q2=1.2*(14.7-4.4)*6000=74.16kg/h
2.3室内的除湿量为
冬季:77.5 kg/h-74.16kg/h=3.34kg/h,故冬季基本上可完全依靠新风来除湿。
夏季:77.5 kg/h+94.32kg/h=171.82 kg/h
3、所选择机型的除湿性能
通过公式:冷量Q=风量V*焓差*1.2/3600
计算得出焓差=20.83kj/kg,通过计算夏季新风与室内空气混合后的焓值为76.08 kj/kg,经过机组降温处理后的焓值为76.08 kj/kg-20.83kj/kg=55.25kj/kg,继而可以得知处理后的空气的含湿量为13.7g/kg(查焓湿图),通过除湿量公式的计算:除湿量Q=1.2*(18.23g/kg-13.7g/kg)*21600/1000=117.4kg/h
所选机组除湿段的额定除湿量为60kg/h,所以机组总的除湿量为 Q总=117.4kg/h+60kg/h=177.4 kg/h>夏季室内空气含湿量171.82 kg/h
结论:通过计算得知所选机组性能完全满足室内泳池供热和除湿的要求。
五、总结
实际应用中,泳池恒温除湿机首先将游泳馆内的湿热空气抽出,进行除湿和加热处理后再送回游泳馆内。在此过程中,泳池恒温除湿机持续抽入一定量的新鲜空气补充到游泳馆内,以保证游泳馆内的空气质量。而用于对新风进行加热的能源,很大一部分来自于对游泳馆内湿热空气中的热能的回收利用,因此降低了游泳场馆及池水加热所需要的能耗。此外,经过精心设计的泳池恒温除湿机系统所具有自动转换功能,可以很轻松地变成一台功率强劲的空调,以解决游泳馆内夏季的高温,带给游客一个清爽的水上世界。游客的增加,和经济效益的明显改善,都证明了采用完善的的除湿系统的决策是正确的。