除濕熱泵在室內(nèi)泳池空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

吳 凱

（中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 蘇州 215131）

0 引言

隨著人們的生活質(zhì)量越來越高，人們的休閑方式也發(fā)生一定變化，室內(nèi)恒溫游泳池已經(jīng)成為諸多健身會(huì)所及高端酒店的必備設(shè)施。通常室內(nèi)恒溫游泳池始終處在一種高溫高濕的環(huán)境下，泳池內(nèi)的水面和池邊大量的水蒸氣會(huì)慢慢擴(kuò)散到周圍環(huán)境中，同時(shí)會(huì)攜帶一定量的余熱和余濕，同時(shí)水蒸氣和水處理工作中會(huì)揮發(fā)一部分氯氣，然后與室內(nèi)金屬構(gòu)件及裝飾面之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成不良的金屬腐蝕及飾面霉變問題。要有效解決這一問題，需使用高效的空調(diào)系統(tǒng)，對(duì)室內(nèi)游泳池環(huán)境中的濕氣進(jìn)行有效處理和平衡，在此過程中，對(duì)環(huán)境中的熱量和濕度的負(fù)荷計(jì)算是保證空調(diào)系統(tǒng)科學(xué)設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。以下針對(duì)江蘇省蘇州市某會(huì)所內(nèi)部的恒溫游泳池的空調(diào)設(shè)計(jì)展開分析和研究，針對(duì)除濕熱泵系統(tǒng)在游泳池中的使用和計(jì)算進(jìn)行分析。

1 室內(nèi)游泳池整體工程特點(diǎn)

該會(huì)所包含1個(gè)25m的游泳訓(xùn)練池和1個(gè)兒童戲水池，游泳池占地面積約300m2，屬于中小型室內(nèi)游泳池。通常會(huì)所和酒店中以娛樂形式為主的室內(nèi)恒溫泳池也屬于中小型游泳池，這種中小型室內(nèi)娛樂性泳池具有以下特點(diǎn)。

1）通常占地面積相對(duì)較小，只有1個(gè)小型的游泳池也沒有觀眾席，因此也不具有觀眾席人員比較密集的不良復(fù)合特點(diǎn)。

2）游泳池內(nèi)部空間玻璃面積相對(duì)較大，同時(shí)可能存在透光屋頂。由于水池和池邊的地面具有大量水蒸氣，水蒸氣會(huì)緩慢擴(kuò)散到空氣環(huán)境中，由于室內(nèi)環(huán)境空氣濕度相對(duì)較高，尤其在冬季環(huán)境下室內(nèi)外溫差較大，周圍玻璃上會(huì)凝結(jié)成水，在排除余濕工作中所需要的實(shí)際通風(fēng)量比普通建筑更多，因此整體的熱濕負(fù)荷量相對(duì)較高。

3）由于游泳池場所內(nèi)部環(huán)境溫度較高，通常需保持在28～30℃，空調(diào)冷負(fù)荷量相對(duì)較小，但由于泳池環(huán)境中余濕量相對(duì)較大，夏季環(huán)境下空氣處理過程熱濕比線趨于平坦，甚至?xí)霈F(xiàn)不與飽和線相交的情況，造成空調(diào)的送風(fēng)不但需進(jìn)行制冷和冷凍除濕工作，同時(shí)需進(jìn)行二次加熱處理再輸送到游泳池環(huán)境內(nèi)部，進(jìn)而造成冷熱抵消，形成大量的能量消耗。因此，游泳池的空調(diào)設(shè)備必須充分考慮系統(tǒng)熱回收的充分使用。

2 除濕熱泵在室內(nèi)中小型泳池空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 除濕熱泵選擇

依照該室內(nèi)游泳池實(shí)際設(shè)計(jì)情況，針對(duì)當(dāng)?shù)叵募经h(huán)境除濕量選擇相應(yīng)的除濕熱泵機(jī)組，對(duì)除濕熱泵機(jī)組的選型參數(shù)為：主機(jī)的實(shí)際除濕量為81.5kg/h，制冷量為115kW，對(duì)空氣環(huán)境的最大輸出熱量為136kW，對(duì)泳池池水環(huán)境的最大輸出熱量為148kW，風(fēng)量范圍在20 000～23 000m3/h，以此滿足一年四季環(huán)境中冷、熱、濕負(fù)荷的工作要求。在游泳池除濕熱泵空調(diào)風(fēng)口設(shè)計(jì)中，送風(fēng)口區(qū)需設(shè)置對(duì)應(yīng)的回風(fēng)口，并需沿外部墻體進(jìn)行設(shè)置，通過科學(xué)系統(tǒng)的氣流回轉(zhuǎn)和組織設(shè)計(jì)，保證該空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)和回風(fēng)不會(huì)出現(xiàn)對(duì)流或短路等問題?？照{(diào)送風(fēng)口和回風(fēng)口之間需形成一定角度，通過這種設(shè)置方式可充分保證空調(diào)在進(jìn)行氣體輸送過程中，氣流相互之間的運(yùn)動(dòng)具有較高的時(shí)效性。為充分滿足泳池區(qū)域冬季環(huán)境下對(duì)熱負(fù)荷的工作要求，室內(nèi)游泳池的大廳環(huán)境區(qū)域設(shè)置地板輻射采暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)內(nèi)部使用了55℃和45℃的循環(huán)供水，通過該系統(tǒng)的有效應(yīng)用，充分發(fā)揮輻射采暖工作的最大優(yōu)勢(shì)，提升室內(nèi)游泳池空間環(huán)境的舒適度，為人們營造溫度更適宜的室內(nèi)環(huán)境。除此之外，該室內(nèi)游泳池的外墻玻璃為雙層玻璃窗結(jié)構(gòu)，通過在窗邊的風(fēng)機(jī)輔助系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置相應(yīng)的加熱環(huán)節(jié)，以此最大限度降低外窗區(qū)域產(chǎn)生水凝結(jié)的可能性。

2.2 除濕熱泵設(shè)計(jì)使用

泳池除濕熱泵主要由室內(nèi)和室外2個(gè)部分構(gòu)成，室內(nèi)機(jī)設(shè)置在空調(diào)機(jī)房內(nèi)部，室外機(jī)設(shè)置在戶外，室內(nèi)外機(jī)使用冷媒管進(jìn)行連接。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念如圖1所示。

圖1 除濕熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于能源再生和節(jié)能環(huán)保理念，將池水表面蒸發(fā)到空氣中的暖濕氣體，直接使用通風(fēng)管將其輸送到除濕熱泵中進(jìn)行處理，經(jīng)過相應(yīng)處理后將干熱的空氣再次輸送到游泳池空氣中，以此實(shí)現(xiàn)游泳池空氣環(huán)境恒定的溫度和濕度。通過除濕熱泵處理后，可回收和使用游泳池中蒸發(fā)出的水蒸氣熱量，用于加熱游泳池水或空氣溫度。一部分暖濕空氣流通過蒸發(fā)器設(shè)備處理空氣流的溫度下降，內(nèi)部的水蒸氣會(huì)逐漸凝結(jié)，可對(duì)游泳池環(huán)境中的空氣進(jìn)行相應(yīng)的除濕處理。通過冷媒管冷卻空氣中的水蒸氣，并在冷卻過程中釋放一部分熱能，通過熱交換器對(duì)泳池內(nèi)部的水體進(jìn)行升溫，有效達(dá)到水體加熱效果。通過再生加熱器的處理，可對(duì)室內(nèi)的空氣進(jìn)行二次加熱，充分實(shí)現(xiàn)空氣的二次加熱工作效果。在夏季環(huán)境當(dāng)中，由于室外環(huán)境溫度相對(duì)較高，游泳池空氣溫度加溫需求較低，可使用戶外冷凝器設(shè)備，將熱量直接排放至戶外環(huán)境中，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)為室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行制冷。當(dāng)室外空氣含濕量低于室內(nèi)含濕量時(shí)，熱泵壓縮機(jī)系統(tǒng)完全關(guān)閉，通過使用增大送風(fēng)量的方法進(jìn)行除濕。

由于該地區(qū)夏季室外環(huán)境溫度相對(duì)較高，因室內(nèi)空氣含濕量較大，如果單純使用通風(fēng)系統(tǒng)所起到的除濕降溫效果并不明顯，通過傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)會(huì)造成大量能源浪費(fèi)，同時(shí)無法對(duì)夏季的空氣溫度進(jìn)行二次加熱，極易產(chǎn)生實(shí)際送風(fēng)溫度低于室內(nèi)環(huán)境溫度，進(jìn)而造成送風(fēng)口區(qū)域出現(xiàn)水蒸氣凝結(jié)的現(xiàn)象。對(duì)于恒溫游泳池的熱量回收形式，通過除濕熱泵系統(tǒng)的有效應(yīng)用，可直接解決上述相關(guān)問題。熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器常年冷凍除濕，而內(nèi)部冷凝器對(duì)冷凝熱進(jìn)行高效率回收和使用，并將所收集到的熱量輸送至游泳池內(nèi)部進(jìn)行水體加熱，有效實(shí)現(xiàn)熱量的充分運(yùn)用，不但降低能源消耗量，同時(shí)提高能源整體使用效率，環(huán)保效益非常明顯。

除濕熱泵系統(tǒng)與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)相比具有較多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，除在除濕工作中可進(jìn)行熱量回收，同時(shí)配備相對(duì)較完善的內(nèi)部控制系統(tǒng)，依照不同氣候條件和環(huán)境溫度選擇相應(yīng)的工作形式，相較常見的空調(diào)系統(tǒng)，整體節(jié)能效果非常明顯。系統(tǒng)內(nèi)部的熱濕空氣在通過蒸發(fā)器后可直接回收冷凝熱，實(shí)現(xiàn)熱送風(fēng)功能，用于加熱水池水體。除濕空調(diào)系統(tǒng)的工作優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在自身具有較完善的自控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)池水加熱、泳池除濕及空調(diào)制冷等相關(guān)功能。除濕熱泵在運(yùn)行過程中會(huì)對(duì)池水中的蒸發(fā)熱量進(jìn)行回收，并且可對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行加熱，池水加熱設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用有所降低，并可降低不必要的熱量損失。

3 結(jié)語

由于泳池內(nèi)部空調(diào)整體負(fù)荷量相對(duì)較大，同時(shí)在工作過程中還需兼顧熱量濕度及風(fēng)量等相關(guān)參數(shù)的平衡，因此在室內(nèi)游泳池的空調(diào)設(shè)計(jì)工作中，必須通過多專業(yè)和多角度綜合考慮。由于傳統(tǒng)空調(diào)通風(fēng)設(shè)備能耗量較大，系統(tǒng)設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜，通過除濕熱泵機(jī)組的有效應(yīng)用，兼?zhèn)渲评渲茻岢凉窦盁崃炕厥盏裙δ苡谝惑w，不但可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)恒溫平衡的良好功能，而且可對(duì)能源進(jìn)行最大化循環(huán)使用，大大提高能源使用效率，降低不必要的能源消耗，同時(shí)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)控制管理工作非常簡便，可有效提高工作人員工作效率。