摘要：随着经济的发展与人们休闲方式的转变，室内恒温游泳池已成为越来越多的健身会所及酒店、游泳馆的首选。室内恒温泳池始终处于高温高湿的环境下，大量的水蒸气蒸发到室内，带入大量的余热余湿，造成冬季玻璃起雾，装饰腐蚀。同时水蒸气与水处理过程中挥发的氯气混合后将对室内的金属构件造成严重腐蚀。因此一个高效的空调系统对恒温泳池来说至关重要，而对热、湿负荷的准确计算则是实现该空调系统的重要前提条件。基于此，本文主要对除湿热泵在室内泳池空调设计中的应用进行分析探讨。
关键词：除湿热泵；室内泳池；空调设计；除湿
1、前言
泳池全年处于高温高湿环境，如果建筑热工设计不当，冬季往往会造成围护结构内表面结露，滋生各类霉菌。因此围护结构保温性能、保温层与隔汽层的材质和布置位置、通风除湿等措施至关重要。本文仅从空调通风除湿方面进行探讨分析。
夏季因空气制冷，室内湿度基本可控。其他季节，空调系统没有除湿过程，湿度无法得到控制。采用通风除湿方法，通风量较大，特别是在冬季，室外空气的加热将耗费大量能量。因此本次设计采用除湿热泵机组，除湿过程中可同时承担室内部分冷热负荷。此外，机组的蒸发器常年冷冻除湿，而冷凝器则对冷凝热进行热回收利用，用作送风的再热或泳池水的加热，有效地进行了热回收。
2、游泳馆室内外参数的确定
2.1项目概况
唐庄游泳馆项目位于河南省卫辉市。本项目为地下1层地上2层体育场馆建筑，总建筑面积3000㎡，其中地下1层为附属设备机房。室内游泳馆为全民健身用社区娱乐性游泳馆，不设观众席，建筑面漆1800㎡，其中水池区域面积1100㎡，其他区域为淋浴、更衣室、休息区等，泳池上空吊顶后净高6.5米。
2.2 室内设计计算参数
室内游泳馆的暖通空调设计，应首先满足人体的舒适性。舒适感主要由池水温度和馆内空气的温湿度决定。若相对湿度过高，空气露点提高，使围护结构内表面产生结露现象。若相对湿度低，会使刚出水面的人产生寒冷的感觉。综上考虑，本工程全年池水温度设定为28℃，室内空气温度取30℃，相对湿度65%。
2.3 室外计算参数（参考河南新乡市）
夏季空调室外计算干球温度为34.4℃，相对湿度为65%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆冬季空调室外计算干球温度-5.8℃，相对湿度61%，
3 泳池湿热负荷计算
3.1散湿量计算
1）泳池蒸发量：
W1＝（0.0174Vf＋0.0229）p'f（Pb－Pq）×F池×760÷B
式中：W1—泳池水面蒸发量 kg/h
Vf—游泳水面风速 取0.2m/s
F池—泳池水面面积，取1100㎡
Pb—28℃水面温度饱和空气的水蒸气分压，28.4mmHg
Pq—30℃泳池空间空气的水蒸气分压，20.7mmHg
B—当地大气压力 747mmHg
经计算W1=227.4kg/h
2）池边散湿量：
W2=0.0171×（t干-t湿）×Fn
式中：W2—池边散湿量 kg/h
t干—室内空调计算干球温度（℃）；取30℃
t湿—室内空调计算湿球温度（℃）；取24.6℃
Fn—池边面积；200m2
n—润湿系数；值对应不同的使用条件，取0.2-0.4.敞开水面的散湿量
经计算W2=5.6kg/h
3）人体散湿量：
W3=nn’g
式中：W3—人体散湿量 kg/h
n—综合服务人数 按0.25人/㎡计
n’—群体系数（0.92）
g—单人体散湿量 134g/h
经计算W3=34Kg/h
综上，泳池区总散湿量W＝W1+W2＋W3 =267kg/h
3.2 除湿通风量计算
1）过渡季节通风量
L1=W/（ρ（dn-dw））
式中：L1—过渡季节送风量 m³/h
dn—室内含湿量 按17.5g/kg干空气
dw—过渡季节室外含湿量 按8.3g/kg干空气
W—泳池区总散湿量 kg/h
ρ—室外空气密度 kg/m³
经计算L1=87065m³/h
2）冬季通风量
经计算L2=48325m³/h
3）新风量
人员密度按0.2人/㎡，则人员数量为275人
经计算L3=275×30=8250m³/h
4）除氯通风量
为控制含氯量，通风量按换气次数2次/h计算。
L4=1800×6.5×2=23400m³/h
综上，热泵除湿系统新风量为L=23400m³/h。
夏季室外空气含湿量为21.1g/kg干空气，高于室内设计含湿量。
经计算，夏季新风增湿量：W4=101kg/h
除湿热泵机组的最大除湿量W'=W+W4=368kg/h。
3.3 泳池冷热负荷计算
1）泳池水蒸发散失潜热量：
Q1＝aV×W1
式中：a—热量换算系数，4.187KJ/kcal
经计算Q1=153.7kW
2）室内空气向水面释放显热量：
经计算Q2=β（tn-ts）（F池+Fn）/1000=78kW
式中：β—对流换热系数，本文取30J/（㎡•s•℃）。
3）夏季新风冷负荷
室外空气焓值h1=88.9KJ/kg，室内空气焓值h2=75KJ/kg
经计算Q3=Lρ（h2-h1）/3600=108kW
4）冬季新风热负荷
室外空气焓值h3=-2.3KJ/kg
经计算Q4=660kW
夏季室内总冷负荷为Q5=280kW，冬季室内总热负荷为Q6=150kW。
夏季总冷负荷QL=Q1+Q3+Q5=541.7kW；
冬季总热负荷QR=Q1+Q2+Q4+Q62=1042kW；
4、暖通空调系统设计
根据计算结果，选择2台带能量热回收性能的除湿热泵机组，设置在空调机房中，室外机放置在室外屋面。设备选型参数如下：除湿量200kg/h，制冷量280kW，制热量335kW，能量回收加热量120kW，风量38000m³/h，其中新风量为12000m³/h。设置2台排风量9600m³/h的排风机，使池厅内保持微负压状态，避免含氯空气向其他房间扩散。
机组提供总制冷量560kW，大于QL，满足夏季制冷需求。机组提供总制热量为670kW，小于QR，需设散热器和地暖相结合的采暖系统来保证室内温度。系统热源由设置在B1层换热机房提供。地暖供回水温度为55℃/45℃，提供的热量为80kW。散热器系统供回水温度为75℃/50℃，提供的热量为292kW，采用耐防腐类型散热器。
5、结束语
泳池空调负荷大，需要兼顾热、湿、风量的平衡，因此良好的室内游泳池空调设计，综合考虑多方面因素。传统的空调通风设备能耗大，而除湿热泵机组具备集制冷、制热、除湿、新风处理、热回收等功能为一体的特点。泳池除湿热泵空调系统的使用，能够充分回收冷凝热，实现了系统节能，运行维护方便。空调通风运行方案的合理设计，可以有效地降低系统运行能耗。同时，为保证泳池空调系统的舒适性，地暖也是辅助手段。在冬季采用地暖，室内地表面温度均匀，室温由下而上逐渐递减可以给人以脚暖头凉的良好感觉。虽然与常规空调系统相比，采用除湿热泵系统会增加相当设备初投资，但后者日常运营成本低，后期维护简便，总体而言经济效益仍旧比较显著，因此是中、小型室内游泳池这种特殊环境中较为理想的空调设备选择。本文结合实际工程案例，分析室内泳池设计中的技术要点，以期能为泳池空调设计提供一定的参考。
参考文献：
［1］陆耀庆.实用供热空调设计手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，2010.
［2］中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调［M］.北京：中国计划出版社，2009.
［3］魏文宇，丁高，张力.游泳馆空调设计［M］.北京：机械工业出版社，2004.
论文作者:王全宝
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签：泳池论文; 室内论文; 空调论文; 空气论文; 负荷论文; 室外论文; 风量论文; 《基层建设》2019年第10期论文;