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1、1游泳池水加热设备的选型设计一、池水日常热损耗量的计算：游泳池水总热损耗量 Qa包括以下三项：1、 池面水蒸发损失的热量 Qs2、 池壁、池底、管道和水处理设备传导散热量 Qt3、 补充新水加热量 QfQa=Qs+Qt+Qf这三项热损耗的计算公式如下：Qs=r(0.0174vw+0.0229)(Pb-Pq)AsBaQt=0.2QsQf=mCv(Ta-Tf)/th其中 r与池水等温的饱和水蒸汽的蒸发汽化潜热，当 28时 r=582.5kcal/kgVw池面上的风速，对室内泳池可取 Vw=0.5m/sPb与池水等温的饱和空气的水蒸气分压，当 28时 Pb=28.3mmHgrq泳池环境空气的水蒸气分
2、压，当 27时 rq=13.3 mmHgAs泳池池面面积（）Ba标准大气压与当地大气压之比，计算中可取 Ba=1.2,相当于统一考虑了海拔高度 1500米以下的情况。m泳池在一天内补充新水的数量（）Cv水的比热，可取 Cv=1 kcal/kgTa池水设计温度（2628）Tf补充新水水温，一般可取 16th加热设备一天内的运行时间（h）按以上公式和各参数单位计算出来 Qs,Qt,Qf的单位是 kcal/h,现将计算结果列于表 1表 1、泳池热损耗量 Qa计算结果泳池容积 m3 6000 3000 2500 2000 1500 1200 1000 700 500 300 100泳池面积 2个503
3、0 5030 5025 5020 4020 2525 4015 2516 2512 2010 126平均深度 m 2 2 2 2 1.88 2 1.67 1.95 1.67 1.5 1.4Qs 104kcal/h 99.4 49.7 41.4 33.1 26.5 20.7 19.9 13.3 9.9 6.6 2.4Qt 104kcal/h 19.9 9.9 8.3 6.6 5.3 4.2 4.0 2.7 2.0 1.3 0.5Qf 104kcal/h 30 15 12.5 10 7.5 6.0 5.0 3.5 2.5 1.5 0.5104kcal/h 149.3 74.6 62.2 49.7
4、39.3 30.9 28.9 19.5 14.4 9.4 3.4Qa kw 1736 867 723 578 457 359 336 227 167 109 40二、 池水初次加热所需之热功率 Qb:所谓“初次加热”是指泳池建成或大修灌水后的加热，也包括泳池因各种原因停运一般时间后的加热。Qb可按下式计算: Qb=MCv(Ta-Tf)/th (kcal/h)其中 M泳池总水量（kg）式中(T a-Tf)/th表示的是池水加热升温速度T/h,CECS14:2002 规定，升温时间 24小时（快速）可取0.5/h，升温时间 48小时（慢速）的可取 0.25/h,相应的 Qb分别记为 Qb.50，
5、Qb.25,现将计算结果列于表 2。2表 2、池水初次加热所需之热功率泳池容积 m3 6000 3000 2500 2000 1500 1200 1000 700 500 300 100104kcal/h 300 150 125 100 75 60 50 35 25 15 5Qb.50 kw 3488 1744 1453 1163 872 698 581 407 291 174 58104kcal/h 150 75 62.5 50 37.5 30 25 17.5 12.5 7.5 2.5Qb.50 kw 1744 872 727 581 436 349 291 203 145 87 29三、
6、池水加热锅炉功率的确定和锅炉的选型：1、由以上计算结果可知，2Q b.25=Qb.50Qa因此，对于要求升温速度快的游泳池，锅炉的功率应根据 1.15Qb.50的数值来确定；对升温速度没有严格要求而只着重保持池水温度的游泳池，锅炉功率可按 1.15Qa的数值来确定。2、锅炉选型首先要考虑泳池当地的热源条件。燃煤锅炉经济性好，但对环境污染大，只有环保允许的大型游泳馆才可选用燃煤锅炉。电加热炉机动性最好，经济性最差，只有小游泳池才能选用。燃油燃气锅炉是大多数游泳池的必然选择。太阳能加热泳池是未来的发展方向。热泵技术最近日趋成熟与发展，它从环境中吸取热量，可以提供 3倍以上所消耗电能的热量，尤其是我
7、国南方地区用热泵给游泳池水加热，是明智而实惠的选择。表 3列举了大小不同的泳池加热锅炉的型号选择表 3泳池水加热锅炉型号选择泳池容积 m3 6000 3000 2500 2000 1500 1200 1000 700 500 300 100燃煤锅炉（10 4 kcal/h）1752台902台752台602台452台快速 CW2.12台CW1.052台CW1.052台CL0.72台CL0.52台CL0.52台CL0.71台CL0.71台CL0.351台CL0.21台油气（MW）锅炉慢速 CW2.11台CW1.051台CW1.051台CL0.71台CL0.51台CL0.51台CL0.351台CL0
8、.351台CL0.21台CL0.11台CL0.0351台型号 HAM300 HAM300 HAM100热功率 1012 101 40电功率 302 30 11热（kw）泵台数 2台 1台 1台说明：1、CW2.1 表示北京特高公司生产的常压卧式燃油（气）锅炉，功率 2.1MW2、CL0.7 表示北京特高公司生产的常压立式燃油（气）锅炉，功率 0.7MW3、HAM300，HAM100 表示南京华电热泉供热技术有限公司生产的热泵热水机组型号。四、 换热器的选型：容积较小的游泳池，尤其是家庭游泳池，可不用换热器，而采用热泵、电热水器或小型燃油燃气低温热水炉（TQC，则热泵的制热量除了加热空气外，还可
9、以有多余的热量；来加热池水。8图 4 除湿过程在 h-d 图上的表示国外统计数据表明，一些完全靠电力使用热泵加热的私人室内游泳池每年大致的耗电量可见表 4。表 4 单层玻璃窗 双层玻璃窗 小玻璃窗游泳池用电情况1 2 3 1 2 3 1 2 3快速式水加热器、。加热座椅 *、壁板式供暖*、地板式供暖 *，及洗澡间用热等的耗电量（kW.hr/a.m 2池面积）1000 1500 2200 600 900 1800 200 400 1200小型热泵机组、池水循环泵、照明等耗电量（kW.hr/a.m 2池面积）800 900 900 800 900 900 800 900 900室内游泳池总耗电量（
10、kW.hr/a.m 2池面积）1800 2400 3100 1400 1800 2700 1000 1300 2100注：1单元住宅用室内游泳池；2公寓用室内游泳池；3饭店宾馆用室内游泳池。*这些数字对没有加热座椅、壁板式供暖、地板式供暖设备时同样有效。减湿加热用热泵机组的制冷剂循环及组成可见图 5。该机组有两个单独的制冷剂循环两台热泵所组成：一个是空气空气式；一个是空气水式。第一台热泵的压缩机部分承担游泳池室内空气的减湿，与此同时用空冷式冷凝器再加热减湿后的空气。如果单用一台热泵达不到预定的减湿量，则开动第二台热泵的压缩机完成其余的减湿量。但第二台热泵的冷凝器采用铜管制水冷式，将回收的热量去
11、加热池水。控制进入的新风量为最小值，以节约能量，晚间不用新风，完全采用室内空气循环。当除湿量减少（意味着吸热减少、就空气的冷凝热减少）时，采用辅助电加热空气，以保证室内采暖需要。图 5 减湿加热热泵机组92.3 加拿大“DECTRON”公司的“DRY OTRON” 牌的室内游泳池、按摩池、小型商用恒温恒湿和能源再生系统为改善室内空气品质、保证没有凝结水的减湿热水机组通过把游泳池蒸发到空气中的水蒸气回收利用，一方面回收热量将池水加热，同时也可以给空气回热；另一方面，通过降低空气温度到露点，使水蒸气凝结成水，既干燥了空气，达到除湿的效果，又可以回收蒸发掉的水分，再回水池，减少游泳池的补充水，从而达
12、到了恒温、恒湿、节能、节水、环保的效果。该系统的流程图可见图 6。图 6 游泳池能量再生系统3.热泵热水机组用于游泳池的方案及其经济性3.1 工艺流程和控制目前推荐的热泵热水机组用于游泳池供热系统的工艺流程可见图 7。图 7 热泵热水机组用于游泳池的制热工艺流程图该流程中，开式蓄热水箱 A 中的 55以上的热水，用泵增压打入分水器，从分水器出来的一路去池水的再加热器，间接循环加热池水。设池水维持的水温 27，抽出的池水由 24加热到 28，返回池内。而另一路作为补水加热的热源，通过混水器与自来水混合后，成为 28的水补入平衡池中，平衡池的液面与游泳池的水面同一高度，一旦游泳池的液面下降，平衡池
13、的水面也下降，通过浮球阀对 28的水补入池中。第三路水即送到淋浴间作淋浴用，采用干管循环，未用完的热水循环回到蓄热水箱 B 中，由主机吸入再加热。3.2 设计计算及步骤3.2.1 已知条件：1）游泳池容积： 300m32）淋浴等日用热水量和温度:6750 升（55）3）池水温度及游泳池的室内气温：池水温度 27 ，室温 28。4）当地气温平均值：春秋季（35、911 月） 23； 夏季（68 月） 28；冬季（122 月） 15.37。105）极端最高气温 38.7 ； 极端最低气温 0.26)当地自来水温（平均值）：冬季 15、春秋季 17.5、夏季 20、最低水温 103.2.2 热负荷计
14、算1）一次性冲击负荷（初次充水或换水）应以冬季的工况计算，自来水温度取最低值：10；换水周期 24-48 小时，本案取 48 小时。则：P 2h=1.15V(t2-t1)1000/(86048)=1.15300(28-10)1000/86048 =150.44kw2）日经常负荷：（1）弥补散热损失负荷：当池水水温为 27，室温为 28时，查表 1，得每平方米的池水散热量为 372W/m2；小时散热负荷 Ph1=200372/1000=74.4kW；日散热负荷为 Qh1=74.424=1785.60kWh（2）补水补热负荷：以每日补水量为 5%的池容积计，冬季工况冷水温度为 15时，小时补水补热
15、负荷Ph2=VB1000/24(t2-t1)/8600.95 =3000.051000(28-15)/(241600.95)=9.95kW日补水补热负荷 Qh2=Ph224=9.9524=238.68kwhr（3）淋浴等用水量及日用热负荷 Qh3：日用热水量 6750 升/日（55）；设小时最大流量为 1/3 的日用热水量（每场次用水量）， Wh=W/3=6750/3=2250 升/小时。 日用热负荷 Qh3=W(55-15)/(8600.05)=675040/817=330.48kwhr该游泳池日使用热负荷为 Qh=Qh1+ Qh2+ Qh3 =1785.6+238.68+330.48 =2
16、354.76kW。3.2.3 主机选型计算1）满足冬季一次换水要求，初选主机及台数，然后校核工作时数是否在 24-48 小时之间。并且以冬季平均日气温及最低冷水水温来计算（1）初选某公司 300 型热泵热水机组。该主机在气温为 15.37时，其输出热功率为 80.59kW，输入功率为 25.07 kW。（2）主机台数 N=P2h/80.59=150.44/80.59=1.8647 台（3）初取 2 台（4）主机工作小时数 H=（ P2h 48）/（80.592 ）=（150.4448）/（80.592）44.8 小时（符合 48 小时内的要求）2）经常日用热负荷下，主机日工作小时核算（1）以冬季工况计算： H1= Qh/（80.592 ）=2354.76/（80.592）=1
