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工程案例:泳池热泵在泳池恒温中的应用
1、前言
????【慧聪热泵网】随着我国经济的发展和人们生活水平的提高,人们健身保健意识的增强,游泳已经不仅仅是一项体育比赛,越来越多的人喜欢游泳健身。近年来各种的公众泳池、私家泳池、沐浴、SPA的增多,因此,人们对泳池水温加热恒温设备在节能、环保方面的要求随之越来越高。
????目前很多的室内外标准泳池、娱乐性泳池、按摩池、桑拿池等都考虑要求具有恒温功能的设施,在冬季能投入使用。在室外温度较低时,泳池水对外散发大量热量,使池水温度降低。泳池水恒温所需耗热量的计算,是一项很复杂的工作,因为泳池表面散热、补充水量的耗热、泳池与池壁传热等过程是一种复杂的过程。我司专门从事室内、外泳池、按摩池、桑拿池等热水恒温设备开发生产,在此以某一工程项目作为例子,对泳池散热计算进行分析参考。
????2、泳池热泵工作原理
????所谓泳池热泵,就是采用耐腐蚀强的钛管的水换热器,与普通热泵相同的原理,使泳池水得到加热并保持恒温状态。风冷热泵泳池热水机(简称泳池机)是目前世界上一种新型、先进、能效比高的热水加热设备之一。
????①、高效率节能:热泵不是热能的转换设备,而是热量的搬运设备,利用逆卡诺循环的原理,把热量从低温中传输到高温中去,因此热泵在由低温向高温传热过程中能够产生几倍增的能量。
????②、超节能产品:输入1度电可输出3-4度电的能量。
????③、大功率:单机输出功率大能满足各类大功率加热或制冷的场合,占地面积小。
????④、使用寿命长:主机正常寿命高达15-20年。
????⑤、安全性能高:水电隔离、无明火、无漏电、确保人身安全,因此是最安全的产品。
????⑥、绿色环保:采用热泵技术,与其它常规热水设备(如:燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉等)相比可节省65%~80%的运行费,对环境无污染。
????3、工程实例
????3.1、项目概述
????该项目为室内泳池,泳池面积为330m2,容量为462m3,要求泳池是24小时恒温,首次加热时间为48小时。本设计的重点在于冬季情况下能满足泳池所损失的热量,使泳池水温维持在设计水温,泳池水加热设计水温为28℃。查《暖通空调设计规范》可知冬季空气调节室外计算参数为5℃。
3.2、计算参数
????室外计算参数
夏季
冬季
室外计算干球温度? ℃
33.5? ℃
室外计算干球温度 ℃
5
室外计算湿球温度? ℃
27.7? ℃
室外平均风速?? m/s
2.4
相对湿度? (%)
83%
相对湿度? (%)
70
大气压差???? (Pa)
100450
大气压差???? (Pa)
101950
????夏季冬季
????室外计算干球温度℃33.5℃室外计算干球温度℃5
????室外计算湿球温度℃27.7℃室外平均风速m/s2.4
????相对湿度(%)83%相对湿度(%)70
????大气压差(Pa)100450大气压差(Pa)101950
????泳池计算参数:
????恒温水量计算参数:室外泳池面积为330m2,恒定温度27℃。系统损耗系数:5%。相对温度60%;泳池设计水温:28℃;室内水面风速:0.35m/s;
????3.3、泳池加热量计算:泳池所需的加热量包括以下4个部分;
????A、水面蒸发和传导损失的热量;
????B、池壁和池底传导损失的热量;
????C、管道的净化水设备损失的热量;
????D、补充水加热需要的热量。
????A、冬季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=4.1868kJ/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),
????Pb——与泳池水温相等的饱和空气的水蒸汽分压力(mmHg);
????Pq——泳池的环境空气的水蒸汽压力(mmHg);
????A——泳池的水表面面积(m2);
????B——当地的大气压力(mmHg)。
????B、泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量计算:
传导所损失的热量按泳池水表面蒸发损失热量的20%计算。
查相关参数表可知:
????У=2435kJ/kg=579.76kcal/kg
????Vf=0.35m/s
????Pb=3.782KPa=28.367mmHg
????Pq=2.06KPa=15.45mmHg
????A=330m2
????B=764.625mmHg
????则Qx=α?у(0.0174vf+0.0229)(Pb-Pq)A(760/B)
????=4.1868×579.76×(0.0174×0.35+0.0229)(28.367-15.45)×330×760÷764.625
????=2427×0.029×12.917×328
????=298197(kJ/h)
????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,则泳池每小时总损失热量为:298197×1.2=357836.4(kJ/h)=85880.74(kcal/h)
????C、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=4.2(kJ/kcal);
????qb——游泳池每日的补充水量(L);
????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=462m3×5%=23.1m3=23100L;
????tr=27℃
????tb=10℃
????则Qb=αqbу(tr-tb)/t
????=4.2×23100×1×(27-10)/24
????=68722.5kJ/h
????=16493.4kcal/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:
????85880.74+16493.4=102374.14(kcal/h)。
????一台PASRW200S-U-P泳池机每小时可提供的热量为47300kcal/h,而3台PASRW200S-U-P泳池机可提供的热量为47300×3=141900kCal/h,大于泳池每小时总的损失量。故泳池每小时损失的热量可由3台PASRW200S-U-P泳池机组提供即可满足此泳池加热水温的要求。
????3、几种泳池加热系统对比分析:
????在相同条件下对室内泳池进行恒温加热
????在冬季泳池水温日常恒温在28℃,按每天散热泳池降温2℃计算
????加热热水所需热量:4.2×1000×2/24=350KJ/h
????能源价格电:0.80元/度;轻柴油:4.60元/kg;液化气12.00元/kg;天燃气:3.00元/m3;
费用对比如下:
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泳池热水机组