一、工程概况

1、项目概况：

    北京市某室内标准游泳池规格为长度：50米，宽度：21米，深度：1.8米，通过计算得出泳池总容量为1890立方米。泳池专用空气源热泵安装在室外，北京在2019-12-30最低气温零下12度，固选用喷气增焓压缩机系统的超低温泳池热泵，泳池水恒温在28~31℃。

    超低温泳池热泵采用美国谷轮喷气增焓压缩机、超大面积蒸发器、防腐蚀钛管换热器、电子膨胀阀、自动除霜装置、整个智能控制系统：采用全自动控制、恒温补水，24小时准确进行水温、水位检测，保证系统安全稳定运行，实现无人管理。

2、需增设备：

热    泵：24台25P泳池热泵机组

水    泵：热水循环泵

热水管线：PPR管 DN80

保温材料：户外管线为保温管

3、设计依据及原则：

01、《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2009）

02、《屋面工程质量验收规范》（GB50207-2002）

03、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）

04、《建筑电气安装工程施工质量验收规范》（GB50303-2002）

05、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300）

06、《设备及管道保温技术通则》（GB 4272）

07、《建筑荷载规范》（GBJ17-88）

08、《电气装置安装工程低压工程施工及验收规范》（GB50254）

09、《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》（GB/50274-98）

10、《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》（GBJ131-90）

二、方案设计

1、设计参数：

1.1室外气象条件:

冬季室外干球温度（当地最冷月平均气温）：零下1℃；

冷水计算温度（当地最冷月平均水温）：8℃

1.2. 设计参数:

1）游泳池恒温设定：30±1℃。

2）水的比热C取1kcal/kg·℃。

2、热力计算及设备选择：

假设泳池设计水温为30℃，由于池区位于室内，在冬季时室内平均环境温度约17℃，空气相对湿度70%。

（1）初始加温(未加上加热过程中的散热)

由于泳池水量过大，初始加温时间设计为48小时，则

式中：——游泳池加热所需的热量（kcal/h）；

      ——平日均用水量，1890000L；

       c——水的定压比热容，c=1kcal/（kg）；

      ——水的密度，1kg/L；

      ——贮热水箱内水的终止温度，30；

      ——水的初始温度，8；

      ——加温设计时间，48h；

Q1＝1890000L×（30℃－8℃）/ 48h＝866250kcal/h

（2）恒温

池水平时恒温系统热负荷包括：池水水面蒸发损失的热量；池水表面、池底、池壁、管道和设备的传热热损失；补充水所需要的热量。

1、游泳池水表面蒸发损失的热量。按下式计算：

式中 Qz——游泳池水表面蒸发损失的热量（kcal/h）；

β——压力换算系数，取133.32Pa；

ρ——水的密度，1.0kg/L；
　　у——与游泳池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热，580kcal/kg；
　　VW ——游泳池或水上游乐池水面上的风速（m/s），一般按下列规定采用：室内         

游泳池或水上游乐池VW ＝0.2～0.5 m/s；露天VW ＝2～3 m/s；
　　Pb——与泳池水温30℃对应的饱和空气的水蒸汽分压力，4241Pa；
　　Pq——在70%湿度下，与室内温度17℃对应的水蒸汽压力，1900Pa；
　　A——游泳池的水表面面积，m²；

     B——标准大气压力，101325Pa；
　     　B’——当地的大气压力，101325Pa。
     Qz ＝（1/133.32Pa）×1.0kg/L×584kcal/kg×(0.0174×0.5m/s+0.0229)

      ×(4241Pa-1900Pa)×1050m²×(101325Pa/101325Pa)＝340247kcal/h

2、游泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量，应按游泳池水表面蒸发损失热量的20%计算确定：

即：Qs=20%×Qz=340247kcal/h×20%=68049kcal/h

    3、游泳池补充水加热所需的热量，应按下式计算：

式中 Qb——游泳池补充水加热所需的热量(kcal/h)；
         qb——游泳池每日的补充水量(L),1890000L×5%；
         у——水的密度，1.0kg/L；
         tr——游泳池水的温度，30℃；
         tb——游泳池补充水水温，8℃；
         T——加热时间，24h。

    Qb＝1890000L×5%×1.0kg/L×(30℃-8℃)/24＝86625kcal/h

5、热负荷总归纳：

水池初次加温：Q1+(Qz+Qs)/2=866250kcal/h+(340247kcal/h+68049kcal/h)/2=1070398kcal/h

水池平时恒温：Qz+Qs+Qb=340247kcal/h+68049kcal/h+86625kcal/h =494921kcal/h

3、设备选型：

每台25匹超低温泳池热泵在室外环境温度-1℃时的输出功率为45580kcal/h。

①初始加温装机容量：1070398kcal/h÷45580kcal/h.台=23.48台

②水池恒温装机容量：494921kcal/h÷45580kcal/h.台=10.85台

③选型该项目选择24台25匹空气源热泵热水机组可满足加热恒温。

三、运行成本分析

1、基本数据：

1、能源单价：电费1元/kwh(平均电价)

2、运行费用计算：

水池平时恒温时，维持一天的热量：Q＝494921kcal/h×24h=11878104kcal。

年均热量约为50%左右，即5939052kcal

不同冷水温度，所需加热热量不同，运行费用亦会有所变化。

泳池恒温：5939052kcal÷(860kcal×350%)×1元/kwh = 1973元/天

-1℃环境温度初次加热费用:21.5KW×24台×48小时×1元/kwh = 24768元