泳池恒温除湿热泵在泳池中应用

热泵热水器在泳池中的运用

1.1 游泳池的热损失(别墅泳池设计里尤其注重)

游泳池有室外露天游泳池(场)以及室内温水游泳池(馆)两大类。从游泳池的使用性质分，有比赛池，训练池，跳水池，儿童戏水池等;从经营性质分，有公用游泳池，商业宾馆内游泳池，也有私人别墅住宅内的游泳池等。但无论何种游泳池，都有一个要求维持池水温度恒定的要求，池水的温度因使用性质不同而异。游泳池的热损失有下列几个方面:(尤其是在别墅泳池设备的传导中)

1)游泳池池水因水面蒸发，水面传导，池底和池壁传导而不断损失热量。

2)因人们在游泳池内游泳，会损失一部分池水，必须不断补充，而补充水需加热，需要补充一部分热量;

3)此外，整个游泳池的设备和管道也在不断向周围环境排放热量。

以上这一些损失的热量，都需要不断补充，才能维持池水有一定的温度。这些热损失再加上游泳场馆淋浴等用热的负荷可以称之为经常性用热负荷。

另外，恒温池水也有一次性全部更换新的要求。为了清洗，消毒的要求，在一定时段内，要求将池水全部放空，重新输入温水。如果补充的水是冷水(水温在5-15℃)，那末，加热整池水需要的用热量就是一次性冲击负荷。

1.2 游泳池池水温度(恒温泳池设备)

一般室内游泳池池水温度为24-29℃，室外的为22-30℃。如室内游泳馆有完善的空调采暖设施，可以取为25℃;如果气温低，可以取为27℃。热损失与池水温度高低有关，也与周围环境(例如空气)温度有关。一般室内环境温度比池水温度高1-2℃。国外资料表明:室内游泳池最佳环境参数为:

空气温度 26-30℃

池水温度 25-28℃

地面温度 30-32℃

风 速 0.05-0.1m/s

相对湿度 50-60%

1.3 室内游泳馆相对湿度(恒温泳池设备)

维持室内游泳馆内一定的相对湿度十分必要。当室外温度为-10℃，室内空气相对湿度为50-60%，设双层窗的传热系数为2.9W/m2时，玻璃窗户上仍会潮湿、结露;即使室外气温为-1℃，室内为28℃ 时，也会结露。因而游泳池场馆必须除湿。

1.4 游泳池的用热负荷计算

前者提到，对于游泳池用热的经常性负荷，有:

a.水面蒸发散热;

b.水面传导散热;

c.池底，池壁传导散热;

d.设备及管道散热;

e.补水加热量;

f.游泳场馆淋浴等用热;

由于蒸发散热，传导散热等计算十分复杂，而且必须有游泳池结构的详细尺寸，气象，土壤等资料，为了估算的方便，对于a,b,c,d四项，可以合并为一项，即:按游泳池水面面积m2计的平均热散失量。可以见表1

表1

环境温度℃ 5 10 15 20 25 26 27 28 29 30

露天 KJ/h 4522 4187 3852 3433 2931 2847 2721 2596 2470 2302

游泳池 w 1256 1163 1070 953 814 791 756 721 686 639

室内 KJ/h 2345 2177 2010 1842 1507 1465 1382 1340 1256 1172

游泳池 w 651 605 558 512 419 407 384 372 349 325

表中数值按下列条件计算:水温27℃，空气相对湿度50%，风速:室内 0.5m/s;室外 2 m/s

国外资料介绍，对于露天游泳池的热损失，也可以按下列数据估算;在水温为23℃，平均气温10-12℃时，

对流热损失 70―95W/㎡

辐射热损失 60-80 W/㎡(夜间)

辐射得热量 ≤180 W/㎡〔白天〕

蒸发热损失 350-700 W/㎡

补充水时的补热量 400-600 W/㎡

对于补水热损失，可以按补水量及补水温差进行计算而得。游泳池每天补水量占游泳池容积的百分数可见表2。

表2

游泳池类别 比赛池 训练池 跳水池 室内公共池 露天公共池 儿童池 幼儿池 水球池 游泳跳水合一池

补充水量(%) 3-5 3-5 3-5 5-10 10-15 10-15 15 5 5

方案设计中建议:露天池取10%=B1;室内池取5%=B2。因补水需补热的小时功率可按下式计算

P=[(V×B×1000/24)×(t2-t1)/860] kW， (1-1)

式中:P-补水的补热功率，kW;

V-游泳池容积，m3;

B-补水量的百分数，%;

t1-补水初温，℃;

t2-池水温度，℃。

至于游泳馆所用的淋浴、洗涤等生活热水用量的计算及制热所需负荷，可按常规计算。

对于一次性冲击负荷，则按照换水量以及水温升来计算其总用热功率和小时用热功率(机器所需的制热功率)。总用热功率QZh

QZh=1.15×V×(t2-t1)×1000/860 kW， (1-2)

小时热功率Ph=QZh/T kW， (1-3)

式中:V- 游泳池的总容积，m3;

t2- 池水所需温度，℃;

t1- 冷水温度，℃;

T- 换水周期，h;

1.15-考虑在换水周期内的热损失附加值。

一般初次充水或换水的周期T为24-48h计。也就是说，要求在24-48h内完成整池的换水。至于间隔多长时间换一次水，应根据用户对于游泳池的使用要求和经营情况而定。由于池水是在不断循环过滤和消毒的，间隔时间相对比较长，可以是一个月，半年、甚至一年，对于桑拿浴性质的水池，有可能是一天换一次水。对于有几个游泳池的场馆，在计算负荷时，可以将换水时间错开。在选择主机时，可按一个最大容积的水池的一次性负荷来计算，也可以用换水周期的时间长短来调整。各种不同的游泳池的循环次数和周期可见表3。

表3

类别 循环次数

n(次/日) 循环周期

T(小时) 类别 循环次数

n(次/日) 循环周期

T(小时)

比赛、训练池 4-2.4 6-10 公用池 4-3 6-8

跳水、私人池 3-2 8-12 儿童池 6-4 4-6

跳水、游泳合一池 3-2.4 8-10 幼儿池 24-12 1-2。

芬尼克兹(PHNIX)泳池恒温除湿热泵的安装规范

恒温除湿主机安装位置的选择及注意事项

⊙安装前仔细阅读随机产品说明书;

⊙机组必须安装在通风条件良好的位置;

⊙安装位置应便于调试和维修，预留检修间隙;

⊙安装位置应远离强电、强磁场直接作用的地方;

⊙机组必须要安装减震装置，以防止振动传至建筑物;

⊙主机供、回水管采用柔性连接，可防止振动从机组传播至水管;

⊙水管保温必须做好，防止能量损失;

⊙室外管路保温后必须用铝皮或镀锌铁皮包裹好。

除湿风柜安装位置的选择及注意事项

⊙安装前仔细阅读随机产品说明书;

⊙机组必须安装在干燥的室内机房;

⊙安装位置应便于调试和维修，预留检修间隙;

⊙安装位置应远离强电、强磁场直接作用的地方;

⊙机组必须要安装减震装置，以防止振动传至建筑物;

⊙主机供、回水管采用柔性连接，可防止振动从机组传播至水管;

⊙水管保温必须做好，防止能量损失;

国内现行泳池恒温设备产品效率对比说明表

本游泳馆总面积约1380平方米，泳池上空高7米，其中温水池池水面积约350平方米，水深平均约1.1米，体积370立方，设计水温为37℃。

游泳馆内计算参数:设计室内温度:32℃;相对湿度70%;泳池水设计温度:37℃;室内水面风速:0.3m/s;

1) 冬季在室外气温最低-12℃情况下泳池表面蒸发损失的热量计算:

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(37℃)的饱和空气的水蒸汽分压力( mmHg );

Pq--与泳池的环境空气温度(32℃)相等的水蒸汽压力( mmHg );

A--泳池的水表面面积( m2 );

B-- 当地的大气压力( mmHg )。

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% 。

查相关参数表可计算得:

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) 泳池每小时总损失热量:

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，

泳池每小时总损失热量为:525112×1.2=630134( kJ/h ) =150505( 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7%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=370m3×7%=25.9m3=25900L;

tr=37℃

tb=15℃

则 Qb=αqbу(tr- tb)/t

=4.1868×25900×1×(37-15)/12

=198803kJ/h

=47483kcal/h

4) 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150505+47483=197988( kcal/h )=231KW。由于泳池每小时总的热损失量为231KW。

1) 泳池空间面积约1380平方米，以7米层高计算室内换气量，根据泳池室内的循环次数为6次/小时计算，循环的风量为57960立方米/小时,选60000立方米/小时;

2) 根据水温、室温和计算公式可得:

室内散湿量计算

人体散湿量:

W1=0.001×n×n'×g

g--成年男子的小时散湿量，100g/( h·人)

n--室内人总数

n'--群体系数

池边散湿量计算

W2=0.0171(t干-t湿)Fn

式中:W2--散湿量(Kg/h)

t干--室内空调计算干球温度(℃);

t湿--室内空调计算湿球温度(℃);

F--池边面积(m2);

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

W3=ω×F

ω--单位水面蒸发量，kg/(㎡·h)

F--水面积，㎡

根据以上公式计算，水面的散湿量为0.452kg/㎡·h,那么散湿量为158KG/h;此时人的散湿量为0.15kg/人·h,最高峰人数为180人，那么人的散湿量为27KG/h;池边散湿量为15KG/h，所以室内总散湿量为200KG/h.

3) 夏季

新风的含湿量为:

9000×1.2÷1000×(25.7-21.4)=46.44kg/h

那么，夏季的总除湿量为:200+46.44=247 kg/h

根据夏季室外设计参数，整个泳池所需的新风量为送风量的15%计算，按9000m3/h计算，室内按照干球温度:32℃，相对湿度70%，含湿量21.4g/kg，新风量为9000m3/h，回风取51000 m3/h，混合温度T=32.2℃，混风空气含湿量d=22.1(g/kg)，混风焓值(kj/kg)=89。室内按照干球温度:32℃，相对湿度70%，含湿量21.4g/kg:

处理后空气含湿量为:

22.1-247×1000÷1.2÷60000=18.6g/kg

查得，处理后空气的温度为25.4℃，相对湿度为90%，处理后的焓值(kj/kg)=73.3，因此除湿量为(51000+9000)×1.2/1000×(22.1-18.6)=252kg/h>247kg/h，机组的冷量:=60000×1.2/3600×(87.2-73.3)=278KW。

为了提高舒适度，空气经过除湿后需要把温度提升到32℃，

那么空气再热量为:

60000×1.2×1.06×(32-25.4)÷3600=140KW

所以空气的再热量为140KW。

依次计算出过度季节机组冷量为280KW，空气再热负荷为138KW;

冬季通过引进新风可以带走全部湿量，空气再热负荷为140KW。

由上述内容可知，主机选型如下:

⑴温水池选用8台芬尼克兹PASRW250S-V-QX空气源三联供

空气源三联供单台制热量:70KW，制冷能力(除湿)为60KW，制冷+制热水:60/80KW。

⑵选除湿风柜的PGDH-600一台，风量为60000CMH,余压为500Pa。

⑶新风再热负荷可以用PHNIX,4台模块机，型号为PASRW250S-V提供,单台制冷量为65KW,制热量为70KW。

PHNIX泳池恒温除湿热泵是专门针对酒店、会所、训练等的泳池而设计的，一方面给泳池水创建一个恒定的温度，满足人们日常的训练、娱乐等温度要求;另一方面给室内泳池创造一个高规格的舒适环境，为室内泳池的空气湿度，空气温度，通风、排风等保证一个舒适的系统。

不仅如此，像实验室、文件储藏室、精密生产车间、设备房、图书馆等等要求控制室内湿度的场所都可以用到PHNIX恒温除湿热泵。

综上所述:PHNIX泳池恒温除湿机组是一种集恒温、加热、除湿于一体的新型高效节能设备，广泛应用于室内泳池的恒温、加热、除湿等。在恒温+除湿模式下运行。综合能效比10以上，节能效果显著。

一台主机配合除湿风柜可同时提供泳池恒温、加热、除湿三种功能，配合全新设计的微电脑控制系统，可实现自动模式切换，操控简单，保护功能齐全，功能强大

系统采用国际知名品牌制冷配件，配合全新设计的氟路系统，运行效率高，尤其在加热+除湿模式下，综合能效比10以上，节能效果非常显著。

采用高效套管换热器，泳池水回路和冷媒回路逆流布置，可保证出口冷媒过冷度，提高系统效率;通过5.0MPa压力测试，确保换热器安全稳定运行。螺旋盘管，使水路通畅，便于实施冷冻清洗;冷冻清洗可缩短停机时间，并避免化学药剂的使用;制冷剂回路与壳体间隙小，不会造成润滑油滞留，回油顺畅;水路盘管无内部接头，降低了泄露概率。

采用热泵技术加热泳池用水并维持其温度恒定，实现了水电隔离，相比燃气加热系统，整个加热过程无燃烧，无废气排放，相比电锅炉加热系统，真正实现了安全环保。

采用新一代触屏按键和点阵液晶多功能控制器，能够自主控温、无级水位调节、智能化霜，各种模式全自动切换，机组发生故障时控制器故障指示灯会闪烁，线控器显示相应的故障代码，使用省心，操作起来随心所欲。如右图所示。

PHNIX泳池恒温除湿热泵的工作原理就是将池水表面蒸发的热损失 回收利用，转移到池水和空气中，以满足池水和空气保温所需的热量。首先暖湿空气流经蒸发器，温度下降，暖水汽凝结成冷水从空气中分离出来，使空气干爽，实现空气的除湿功能;空气冷却、水汽凝结及冷却过程中释放出的热能被冷媒吸收。第二步高温冷媒吸收热能，经热交换器加热池水，实现池水加热功能;另外一部分热量经过再热器，加热冷却的室内空气，实现空气的加热功能。

自2002年PHNIX集团第一台泳池热泵开始使用以来，走过了8年的历史，PHNIX集团逐渐成为全球泳池热泵的领先者，60%的产品销往欧盟、北美、中东、澳洲、南非等海外发达地区。因此PHNIX集团成为中国生产量最大的专业泳池热泵出口商，在欧洲市场占有率超过30%。伴随着公司实力的强大，PHNIX国内市场日益红火，PHNIX泳池恒温除湿热泵作为泳池热泵的拳头产品，为国内市场的进一步壮大输入了新鲜血液。