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      室外泳池恒溫解決方案

      時間:2020-05-05

      一、工程概況

       

      1、項目概況:

      廣州市某國際標準比賽池在室外,規格長度:50米,寬度:25米,深度:1.8米,通過計算得出泳池總容量為2250立方米。泳池專用空氣源熱泵安裝在室外,廣州在2020-02-17最低氣溫5度,固選用常溫型泳池熱泵,泳池水恒溫在28~31℃。

      泳池熱泵采用美國谷輪ZW系列壓縮機、超大面積蒸發器、防腐蝕鈦管換熱器、電子膨脹閥、自動除霜裝置、整個智能控制系統:采用全自動控制、恒溫補水,24小時準確進行水溫、水位檢測,保證系統安全穩定運行,實現無人管理。

      2、需增設備:

      熱    泵:27臺25P泳池熱泵機組

      水    泵:熱水循環泵

      熱水管線:PPR管 DN80

      保溫材料:戶外管線為保溫管

      3、設計依據及原則:

      01、《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2009)

      02、《屋面工程質量驗收規范》(GB50207-2002)

      03、《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》(GB50242-2002)

      04、《建筑電氣安裝工程施工質量驗收規范》(GB50303-2002)

      05、《建筑工程施工質量驗收統一標準》(GB50300)

      06、《設備及管道保溫技術通則》(GB 4272)

      07、《建筑荷載規范》(GBJ17-88)

      08、《電氣裝置安裝工程低壓工程施工及驗收規范》(GB50254)

      09、《制冷設備、空氣分離設備安裝工程施工及驗收規范》(GB/50274-98)

      10、《自動化儀表安裝工程質量檢驗評定標準》(GBJ131-90)

       

      二、方案設計

      1、設計參數:

      1.1室外氣象條件:

      冬季室外干球溫度(當地最冷月平均氣溫):15℃;

      冷水計算溫度(當地最冷月平均水溫):15℃

      1.2. 設計參數:

      1)游泳池恒溫設定:30±1℃。

      2)水的比熱C取1kcal/kg·℃。

      2、熱力計算及設備選擇:

      假設泳池設計水溫為30℃,由于池區位于室外,在冬季時室外平均環境溫度約15℃,空氣相對濕度70%。

      (1)初始加溫(未加上加熱過程中的散熱)

      由于泳池水量過大,初始加溫時間設計為48小時,則


       

      式中:——游泳池加熱所需的熱量(kcal/h);

            ——平日均用水量,2250000L;

             c——水的定壓比熱容,c=1kcal/(kg);

            ——水的密度,1kg/L;

            ——貯熱水箱內水的終止溫度,30;

            ——水的初始溫度,15;

            ——加溫設計時間,48h;

      Q1=2250000L×(30℃-15℃)/ 48h=703125kcal/h

       

      (2)恒溫

      池水平時恒溫系統熱負荷包括:池水水面蒸發損失的熱量;池水表面、池底、池壁、管道和設備的傳熱熱損失;補充水所需要的熱量。

      1、游泳池水表面蒸發損失的熱量。按下式計算:

      式中 Qz——游泳池水表面蒸發損失的熱量(kcal/h);

      β——壓力換算系數,取133.32Pa;

      ρ——水的密度,1.0kg/L;
      у——與游泳池水溫相等的飽和蒸汽的蒸發汽化潛熱,580kcal/kg;
      VW ——游泳池或水上游樂池水面上的風速(m/s),室外VW =2~3 m/s;
      Pb——與泳池水溫30℃對應的飽和空氣的水蒸汽分壓力,4238Pa;
      Pq——在70%濕度下,與室外溫度15℃對應的水蒸汽壓力,1704Pa;
      A——游泳池的水表面面積,m2;

      B——標準大氣壓力,101325Pa;
      B’——當地的大氣壓力,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、管道和設備等傳導所損失的熱量,應按游泳池水表面蒸發損失熱量的20%計算確定:

      即:Qs=20%×Qz=1042015kcal/h×20%=208403kcal/h
          3、游泳池補充水加熱所需的熱量,應按下式計算:

      式中 Qb——游泳池補充水加熱所需的熱量(kcal/h);
               qb——游泳池每日的補充水量(L),2250000L×5%;
               у——水的密度,1.0kg/L;
               tr——游泳池水的溫度,30℃;
               tb——游泳池補充水水溫,15℃;
               T——加熱時間,24h。

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

       

      5、熱負荷總歸納:

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

      水池平時恒溫:Qz+Qs+Qb=1042015kcal/h+208403kcal/h+70312kcal/h=1320730kcal/h

      3、設備選型:

      每臺25匹超低溫泳池熱泵在室外環境溫度15℃時的輸出功率為73960kcal/h。

      ①初始加溫裝機容量:1953543kcal/h÷73960kcal/h.臺=26.41臺

      ②水池恒溫裝機容量:1320730kcal/h÷73960kcal/h.臺=17.85臺

      ③選型該項目選擇27臺25匹空氣源熱泵熱水機組可滿足加熱恒溫。


      三、運行成本分析

      1、基本數據:

      1、能源單價:電費1元/kwh(平均電價)

      2、運行費用計算:

      水池平時恒溫時,維持一天的熱量:Q=1320730kcal/h×24h=27735330kcal。

      年均熱量約為50%左右,即13867665kcal

      不同冷水溫度,所需加熱熱量不同,運行費用亦會有所變化。

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


      15℃環境溫度初次加熱費用:21.5KW×27臺×48小時×1元/kwh = 27864元

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