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室外泳池恒温解决方案

时间:2020-02-20

一、工程概况

 

1、项目概况:

广州市某国际标准比赛池在室外,规格长度:50米,宽度:25米,深度:1.8米,通过计算得出泳池总容量为2250立方米。泳池专用空气源热泵安装在室外,广州在2020-02-17最低气温5度,固选用常温型泳池热泵,泳池水恒温在28~31℃。

泳池热泵采用美国谷轮ZW系列压缩机、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:27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):15℃;

冷水计算温度(当地最冷月平均水温):15℃

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℃,由于池区位于室外,在冬季时室外平均环境温度约15℃,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,2250000L;

       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,15;

      ——加温设计时间,48h;

Q1=2250000L×(30℃-15℃)/ 48h=703125kcal/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),室外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,4238Pa;
Pq——在70%湿度下,与室外温度15℃对应的水蒸汽压力,1704Pa;
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×(0.0174×3m/s+0.0229)×(4238Pa-1704Pa)×1250m2×(101325Pa/101325Pa)=1042015kcal/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=1042015kcal/h×20%=208403kcal/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),2250000L×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,15℃;
         T——加热时间,24h。

    Qb=2250000L×5%×1.0kg/L×(30℃-15℃)/24=70312kcal/h

 

5、热负荷总归纳:

水池初次加温:Q1+Qz+Qs=703125kcal/h+1042015kcal/h+208403kcal/h=1953543kcal/h

水池平时恒温:Qz+Qs+Qb=1042015kcal/h+208403kcal/h+70312kcal/h=1320730kcal/h

3、设备选型:

每台25匹超低温泳池热泵在室外环境温度15℃时的输出功率为73960kcal/h。

①初始加温装机容量:1953543kcal/h÷73960kcal/h.台=26.41台

②水池恒温装机容量:1320730kcal/h÷73960kcal/h.台=17.85台

③选型该项目选择27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=1320730kcal/h×24h=27735330kcal。

年均热量约为50%左右,即13867665kcal

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:13867665kcal÷(860kcal×400%)×1元/kwh = 4031元/天


15℃环境温度初次加热费用:21.5KW×27台×48小时×1元/kwh = 27864元