隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,綠色能源的利用將會越來越廣泛。在文章所述項(xiàng)目的會所游泳池設(shè)計(jì)過程中,對空氣源熱泵熱水機(jī)組在會所游泳池中的應(yīng)用進(jìn)行一些分析。

1工程概況

案例是某綜合項(xiàng)目,該項(xiàng)目包括1幢24萬m ²的大型商場、3幢超高層住宅和1幢3層會所。其中室內(nèi)游泳池設(shè)在會所的地下1層,泳池水容積為435m ³。

2泳池機(jī)組工作原理及系統(tǒng)原理圖

2.1機(jī)組工作原理

泳池機(jī)組采用的是熱泵技術(shù),它是采用電能驅(qū)動把熱量從低溫?zé)嵩崔D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗械囊环N裝置。根據(jù)逆卡諾循環(huán)原理,采用少量的電能驅(qū)動壓縮機(jī)運(yùn)行,高壓的液態(tài)工質(zhì)經(jīng)過膨脹閥后在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)為氣態(tài),并大量吸收空氣中的熱能,氣態(tài)的工質(zhì)被壓縮機(jī)壓縮成為高溫、高壓的液態(tài),然后進(jìn)入冷凝器放熱,把水加熱。如此不斷地循環(huán)加熱,可以把水加熱至50℃~65℃。在運(yùn)行過程中,消耗了1份的能量,同時(shí)從環(huán)境空氣中吸收轉(zhuǎn)移了4份的能量(熱量)到水中,相對于電熱水器而言,節(jié)約了四分之三的電能。

2.2系統(tǒng)原理圖

系統(tǒng)原理圖見圖1。

3設(shè)計(jì)計(jì)算及選型

3.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)條件

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)條件:泳池容量為435m ³,本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于冬季情況下能滿足泳池每小時(shí)所損失的熱量。查相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范可知冬季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算參數(shù)為-4℃,將泳池水加熱設(shè)計(jì)水溫為28℃。

3.2設(shè)計(jì)計(jì)算過程

(1)室外計(jì)算參數(shù),見表1。

(2)冬季情況下泳池表面蒸發(fā)損失的熱量按下式計(jì)算:

Qx=1/β·ρ·γ(0.017 4νf+0.022 9)(Pb-Pq)A(B/B′)

式中:Qx---泳池表面蒸發(fā)損失的熱量(kJ/h);

β---壓力換算系數(shù),β=133.32 Pa;

ρ---水的密度(kg/L)

γ---與泳池水溫相等的飽和蒸汽的蒸發(fā)汽化潛熱/(kJ/h);

νf----泳池水面上的風(fēng)速/(m/s),一般按下列規(guī)定采用:室內(nèi)水池νf=0.2~0.5m/s;

Pb---與泳池水溫相等的飽和空氣的水蒸汽分壓力/Pa;

Pq---泳池的環(huán)境空氣的水蒸汽壓力/Pa;

A---泳池的水表面面積/m2;

B---標(biāo)準(zhǔn)大氣壓/Pa;

B′---當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫?Pa。

而泳池的水表面、池底、池壁、管道和設(shè)備等傳導(dǎo)所損失的熱量,占泳池水表面蒸發(fā)損失熱量的40%。

查相關(guān)參數(shù)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

則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、管道和設(shè)備等傳導(dǎo)所損失的熱量,則泳池每小時(shí)總損失熱量為:

262 055.05×1.2=314 466.16(kJ/h)=75 471.97(kca l/h)

泳池補(bǔ)水加熱所需的熱量:Qb=αqbρ(tr-tb)/t

式中:Qb---游泳池補(bǔ)充水加熱所需的熱量(kJ/h);

α---熱量換算系數(shù),α=4.186 8;

qb---游泳池每日的補(bǔ)充水量/L;按泳池水量的10%確定;

ρ---水的密度/(kg/L);

tr---游泳池水的溫度/℃;

tb---游泳池補(bǔ)充水水溫/℃;

t---加熱時(shí)間/h。

查相關(guān)參數(shù)表可知:

qb=435m3×10%=43.5m3=43 500(L);

tr=28℃tb=8℃

則Qb=αqbρ(tr-tb)/t

=4.186 8×43 500×1×(28-8)/12

=303 543(kJ/h)

經(jīng)計(jì)算得泳池平均每小時(shí)經(jīng)水面蒸發(fā)和傳導(dǎo)損失的熱量、池壁和池底傳導(dǎo)損失的熱量、管道的凈化水設(shè)備損失的熱量、泳池補(bǔ)水所需的加熱量合計(jì)為315 360+303 543=618 093(kJ/h)。由于一臺SRW250S泳池?zé)岜脵C(jī)組每小時(shí)可提供的熱量為360 000 kJ/h,而3臺SRW250S泳池?zé)岜脵C(jī)組可提供的熱量為360 000×3=1 080 000 kJ/h,大于泳池每小時(shí)總的損失量。故泳池每小時(shí)損失的熱量可由3臺SRW250S泳池?zé)岜脵C(jī)組提供即可滿足此泳池的要求。

泳池初次加熱時(shí)間:

T=V×18×4.186 8/Q制=435×18×4.186 8/1080=30(h)

3.3機(jī)組運(yùn)行分析

根據(jù)計(jì)算得泳池平均每小時(shí)經(jīng)水面蒸發(fā)和傳導(dǎo)損失的熱量、池壁和池底傳導(dǎo)損失的熱量、管道的凈化水設(shè)備損失的熱量、泳池補(bǔ)水所需的加熱量合計(jì)為618 093 kJ/h,那么一天24小時(shí)的散熱量為618 903 kJ/h×24=14 853 672(kJ/h),3臺SRW250S泳池?zé)岜脵C(jī)組每天的開機(jī)時(shí)間為14 853 672÷1 080 000=14(h),所以,機(jī)組每天運(yùn)行14 h就能夠達(dá)到所需的要求了。

4結(jié)語

隨著國家節(jié)能要求的加強(qiáng),綠色能源的利用將滲透到各個(gè)領(lǐng)域。空氣源熱水熱泵節(jié)能環(huán)保,設(shè)計(jì)靈活、安裝方便及機(jī)組能效比高、制熱量大,工程安裝簡便、運(yùn)行及維護(hù)成本低廉,使用安全等優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。