中、小型室內娛樂性泳池的空調設計

張曉麗

摘 要：中、小型室內娛樂性泳池的空調設計選擇除濕熱泵空調的優(yōu)越性。該機組多個冷凝器的配置和利用，突出了除濕熱泵機組的熱回收功能，適合泳池設計的使用。

關鍵詞：中、小型 室內娛樂性泳池 除濕熱泵 機組選型

中圖分類號：TU831.8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（c）-0001-03

室內游泳池按使用功能不同可分為娛樂性、訓練性、比賽性和治療性。隨著人們生活水平的提高，一些星級賓館、會所、體育健身中心、高端別墅，往往會配建娛樂性室內游泳池。由于游泳廳的空調相對其他建筑有特殊性，例如：高能耗、高濕度、潛熱負荷大等，不同地區(qū)、不同季節(jié)氣候差異較大，所以在設計中除了要做好冷熱負荷、濕度、通風量三者的平衡計算，更要選擇合理的空調系統(tǒng)，在滿足使用和功能要求的前提下，最大限度的降低能耗。

1 中、小型室內娛樂性泳池的特點

（1）一般規(guī)模不大只有一個小型游泳池，不設觀眾席，空調系統(tǒng)及氣流組織可簡化不少。

（2）不具有觀眾席人員密集以及熱負荷特性。所以其供暖時新風負荷可能達到70%。

（3）池廳內空間大、玻璃面積比較大，有時還有透光屋頂，由于水池和池邊地面有大量水蒸汽散發(fā)到空氣中，因此為排除余濕所需的通風量比一般建筑多，因此熱濕負荷較大。

（4）由于池廳溫度較高（28℃～30℃），空調負荷相對較?。ㄓ绕涑貜d設于地下，半地下時），但池廳余濕卻很大，夏季空氣處理過程熱濕比線ε趨于平坦甚至不與飽和線相交，致使空調送風既要制冷、冷卻除濕又要二次加熱再送入廳內，造成冷熱抵消而耗能。因此，泳池空調設備必須充分考慮系統(tǒng)的熱回收和利用。

（5）游泳池的水采用加液氯滅菌處理，氯氣散發(fā)到空氣中，含量超過1ppm時將危害人體健康，而與空氣中的水蒸汽結合形成的酸性氣體將嚴重腐蝕館內的金屬制品。

（6）解決館內屋頂和外墻表面結露以防腐蝕問題是中、小型室內娛樂性泳池空調設計中要解決的重要問題。

2 室內外空氣設計參數及設備能力計算

2.1 設計計算參數的選取

2.1.1室外計算參數

夏季空調室外計算干球溫度，

冬季空調室外干球溫度，

夏季空調室外計算濕球溫度，

夏季空調室外計算日平均溫度，

夏季室外大氣壓力，

冬季室外大氣壓力。

2.1.2室內設計計算參數

池水溫度：26℃～28℃，

相對濕度：≤65%，

空氣速度：0.15～0.3m/s，

池廳內空氣溫度：室內空氣溫度控制比池水溫度高1℃～2℃。

2.2 參數選取的原則

（1）池水溫度及室內空氣濕度要求如下。

池水溫度：一般控制在26℃～28℃。

室內空氣溫度控制比池水溫度高1℃～2℃，一般控制在28℃～30℃。

原因：人體經過運動后毛孔處于張開狀態(tài)，當停止運動時毛孔會慢慢收縮，如果空氣溫度較池水溫度低時人體毛孔收縮會加快，這時人體內汗液就不能夠充分散發(fā)容易引起感冒，體質較差的還會引起局部痙攣。

（2）泳池空間的相對濕度要求如下。

泳池室內相對濕度一般控制在50%～65%范圍內。

原因一：室內空氣相對濕度超過70%時，室內空氣相對比較潮濕，墻體會產生結露（冬季表現得比較明顯），由于濕空氣含氯離子成分對室內裝飾具有一定腐蝕性。

原因二：人體最佳舒適度是50%～65%，當室內空氣相對濕度超過70%時，室內空氣表現得比較悶熱，人體感覺不舒適，尤其是高血壓、心臟不好的人感覺比較明顯。

（3）池區(qū)空氣流速控制如下。

控制在0.15～0.3m/s左右，因池面空氣流速直接影響到池水的蒸發(fā)量。當水溫和空氣參數一定的情況下，池水蒸發(fā)量與空氣流速成正比。風速過高，會使游泳者上岸時有吹風感；風速過低，氣流組織較困難。因此池面和池邊的風速不大于0.3m/s，設計時一般選擇0.2m/s。

2.3 游泳池廳的通風量、除濕量、負荷計算及選型數據依據

選用泳池除濕熱泵機組為冬、夏一體機組，所以在空調設計時可以大大簡化計算量，只需計算出夏季的除濕量，冬季的負荷量，新風量，過渡季節(jié)的通風量這些主要參數對照相應產品樣本參數即可選出合適的機組。計算的公式總結見表1～表3。

3 空調系統(tǒng)采用恒溫除濕熱泵機組

為保證建筑物的品質結合游泳池的特殊性，傳統(tǒng)設計中采取增加通風次數，補充大量新鮮空氣的做法來改善館內空氣質量。但是大量的通風，不僅帶走大量的水蒸汽，也帶走了水蒸汽中所蘊含的大量熱能，同時排出到游泳館外面的大量含氯水蒸汽不僅造成周邊環(huán)境的污染，也給周邊建筑物帶來一定程度的腐蝕。

基于降低能源消耗的考慮，越來越多的中、小型室內泳池開始使用泳池恒溫除濕熱泵機組。除濕熱泵機組在對室內空氣除濕的同時充分保持室內空氣出于恒溫狀態(tài)。為了節(jié)省能源，設備運行過程中對池水蒸發(fā)產生的熱量進行充分回收利用，回收的熱量通過再生系統(tǒng)對泳池空氣或池水進行加熱，降低池水加熱系統(tǒng)（鍋爐或空氣熱泵）的運行成本，同時確保室內空氣處于恒溫狀態(tài)。

4 泳池除濕熱泵機組工作原理概述

氣流循環(huán)流程：回風管道（泳池室內污濁潮濕空氣）→除濕熱泵回風口（內置溫濕度傳感器）→排風系統(tǒng)（排去部分污濁濕空氣）→新風口（引入新風）→與回風混合后的溫濕空氣→蒸發(fā)器（通過壓縮機制冷劑循環(huán)進行制冷除濕，除濕的過程同時降溫）→再熱冷凝器（風冷冷凝器：將除濕后的冷空氣進行再熱，以保證室內溫度滿足要求，當回風檢測的溫度高于控制溫度要求時，此換熱器將停止工作。這時水冷冷凝器通過池水型號將回收的冷凝熱給池水加熱，當空氣溫度和池水溫度同時到達控制要求時，回收的多余熱量通過室外機冷凝器排到室外）→冷熱水換熱器（夏季走冷凍水冬季走熱水——夏季冷凍水可充分節(jié)約壓縮機運行費用，冬季熱水是必須提供的因為冬季新風溫度較低，為保證空氣溫度滿足要求，除濕熱泵需外界提供熱源對空氣進行加熱）→送風機（將處理過的滿足溫濕度要求空氣送入泳池室內）→送風管道→送入池廳。工作原理圖詳見圖1。

冷熱水換熱器一般作為備選，依工程實際條件而定，為了充分節(jié)約能源，機組內可選配冷熱水換熱器：夏季如果用戶能夠提供7℃～12℃冷凍水時，可不啟動壓縮機而通過除濕熱泵冷水盤管采用冷凍水循環(huán)方式對室內空氣的溫濕度進行調節(jié)，當冷凍水循環(huán)不能滿足溫濕度要求時除濕熱泵壓縮機將自動啟動，以保證泳池空氣滿足溫濕度控制要求。冬季由于剛開始使用時室內空氣溫度較低，如采用壓縮機加熱不但加熱時間較長而且能耗較大，這時采用熱水盤管利用鍋爐熱水循環(huán)經送風系統(tǒng)對室內空氣進行預熱，當室內溫度達到要求時再啟動壓縮機使除濕熱泵空調機組進入全自動運行狀態(tài)，這時室內空氣溫濕度通過除濕熱泵空調機組運行即可滿足要求。

綜上所述，中、小型室內娛樂性泳池的空調設計選擇恒溫除濕熱泵機組是比較合理的設備，該機組很好的解決了冬季回收排氣的熱量，在冬季回收了排氣的冷量，完全符合節(jié)能要求。具備集制冷、制熱、除濕、新風處理、熱回收及池水輔助加熱及恒溫等功能為一體的特點。使用方便，投入成本較低，對室內景觀設計沒有任何影響，簡化了設計選型的工作量，而且節(jié)省了機房空間，方便維護，全自動控制，對操作人員要求較低。

5 恒溫除濕熱泵主機對機房的要求及室外機要求

（1）室內機室外機連接銅管要求：高度落差+15m～-5m，水平距離<20m。

（2）設備空間要求：室內機四周圍預留>600mm安裝、維護空間，長度方向一側面留有池水循環(huán)泵、熱水循環(huán)泵安裝空間。機房高度要求4m以上，方便風管安裝。

（3）水管路預埋：泳池水循環(huán)熱泵輔助加熱水管，冷、熱水循環(huán)水管必須預埋，待設備就位后與恒溫除濕熱泵連接。

（4）機房預留排水地漏。

（5）總電源：三相五線制電源，預先放置到機房內并預留5m。

（6）機房降噪：當機房與泳池較近，或機房周圍對噪音有要求時，必須對機房進行降噪處理。機房采用雙層門。

6 泳池除濕熱泵空調系統(tǒng)設計注意事項

6.1 合理的風道布置

（1）合理的氣流組織才能使室內空氣整體溫室均勻，避免結露現象的產生，所以風管系統(tǒng)的設計至關重要。對于室內送風和回風管道設計原則如下：一般送風的分配可使用一條或多條管道，氣流導向向下或導向易于出現冷凝的墻壁、窗戶等，或從中心部位向兩側送風?；仫L的分配可使用一條管道或分支，回風口向下。風管設計時必須保證送風、回風之間不能出現短路，否則會超出高濕度層和氣囊。

（2）泳池除濕熱泵機組連接室外的新風口和排風口，距離不能太近，否則造成部分排風直接進入新風系統(tǒng)內。

（3）有關資料指出，送風口與回風口相互斜對角安裝可視設備在室內泳池內最有效的工作。風管安裝時設備送風口、回風口、新風口必須安裝風量調節(jié)閥，在使用過程中可根據室內人員的多少、季節(jié)的氣候變化合理選擇風量配比。送風口應安裝電動防火風閥，并與消防控制并網控制。送風管道、回風管道、排風管道上應安裝消聲器，以降低噪聲。

6.2 泳池內各種風量的配比要求

（1）新風量的選擇：新風風量應按照人員新風量要求風量（）、換氣次數要求風量（）中較大值確定。

（2）為了避免泳池空氣中的氯離子對鄰近房間的影響，系統(tǒng)設計采用負壓設計，將排風量控制在超過新風量的10%左右，確保新鮮空氣通過新風管道、門窗和其他細微的縫隙進入泳池空間，而泳池空間的空氣不會擴散至其他房間。

6.3 設備及風道的防腐

（1）室內相對濕度設計定在50%～65%，泳池除濕熱泵機組設備通過全自動控制，會精確控制室內相對濕度，確保室內不會因為相對濕度過高而導致裝飾結構腐蝕和人體不適。

（2）蒸發(fā)器、冷凝器、輔助熱水加熱盤管采用銅管套鋁翅片，并噴涂特殊的防腐材料，確保不被腐蝕。池水輔助熱泵加熱水冷凝器采用高防腐的銅鈦合金材料。

（3）機組外殼內壁采用特殊的防腐噴涂處理措施。

（4）風管材料建議選用防腐性能好的玻璃鋼材料或酚醛復合材料，盡量不采用防腐性能差的鍍鋅板加保溫，如已采用鍍鋅板材質則必須對鍍鋅板風管內側進行環(huán)氧樹脂防腐噴漆處理。

6.4 初、中效過濾器材質選擇

選用尼龍網狀過濾器，其優(yōu)點：無需頻繁更換，可以直接使用自來水沖洗。即使有極少量灰塵沒有過濾掉也會被換熱器所過濾，而且換熱器可以直接使用自來水沖洗。不要選擇無紡布纖維材料過濾器，因為該材料使用在對環(huán)境空氣濕度要求不大、空氣凈化沒有嚴格要求的場所。該材料遇到高濕度空氣時吸水性較強，如果空氣有灰塵就容易引起臟堵，造成通風阻力過大，對空調系統(tǒng)會產生壓縮機冷凝熱、冷凝壓力高，對制冷壓縮機使用壽命有較大影響，而且過濾器更換頻率較高。

6.5 局部（泳池空間死角）凝結水解決措施

在設計時，要求恒溫除濕熱泵機組上配備防凝結水裝置，在泳池空間死角預先安裝防結露溫濕度傳感器，確保在任何不利的低溫氣候情況下，能夠預防凝結水的形成，避免含氯離子的凝結水對墻體結構的腐蝕和對內裝飾的破壞。其原理是當室內最不利點的溫度因室外氣溫下降而過低時，該處的防結露溫濕度傳感器將此冷表溫濕度數據傳輸到除濕熱泵控制系統(tǒng)，通過除濕熱泵運行，以防止冷凝結露。

7 結語

對中、小型室內泳池空調設計中，傳統(tǒng)的機械制冷空調設備不僅能耗大，設計繁復，同時也造成了不同程度的環(huán)境污染。為了既能解決這些問題，又能提供人們新鮮健康的空氣，營造較高舒適度游泳休閑環(huán)境的泳池空調除濕系統(tǒng)，具有很好的發(fā)展前景。泳池恒溫恒濕熱泵機組具備集制冷、制熱、除濕、新風處理、熱回收池水輔助加熱及恒溫等功能為一體的特點，在環(huán)保節(jié)能的同時還能簡化設計，減少初投資，后期維護簡便，是中、小型室內泳池這種特殊環(huán)境中理想空調設備選擇。

參考文獻

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