設計前幾方面問題分析考慮
1、恒溫泳池含濕量負荷大,一般來說恒溫泳池吊頂較高,還有水池的泳池水面有很多的水份蒸發,排出泳池余濕和余熱所需的風量很大,特別是在冬天熱濕負荷更大。
2、恒溫泳池一般都采用落地玻璃,因此冬季圍護結構非常容易結露,再者泳池要利用天然自然采光,因為玻璃面積較大,所以冬季由于泳池室內溫度與室外環境溫度相差較多,露點較高,因此室內的熱空氣容易在圍護結構冷凝結露形成水珠。
3、濕度太高有損人體健康和裝修建筑,因為池水要采用液氯消毒,含有氯的水份散發到室內空氣中,當含量超過1ppm時,將對人體有害,也會對泳池室內裝飾制品有腐蝕作用。
4、新風熱負荷損耗大,如上述第三點講到由于氯氣對人和物造成損壞,所以泳池熱泵送風時要加入大量的室外新風,而在冬季室外新風溫度較低,需要大量的熱量對其加熱,以達到室內狀態點。
5、優先確定泳池水溫。眾所周知,人體由于新陳代謝生理作用不斷產生熱量,所產生的熱量,除了要滿足人體自身必要的生理要求以外,還必須通過對流、輻射和蒸發,不斷地向體外散發出去,以保持人體熱量的均衡,這樣要使人體感動舒適。如果周圍環境溫度太高,會使人體產生的熱量不易散發,人體就會感動到很熱;如果周圍溫度太低,使人本產生的熱量散發的太快,人體就會感到太冷。這不僅在空氣中如此,在水中更是如此,因為人體對水的熱轉移系數比對空氣要大(水的比熱為1kcal/kgC,而干空氣的比熱為0.24kcal/kgC,明顯小于水的比熱)所以泳池熱泵對泳池水的溫度的要求要高過對空氣的要求。所以 要先確定泳池水溫,然后再來確定泳池室內區域的空氣溫度。
6、泳池室內區域相對濕度過高人員舒適度變差。池區的空氣相對濕度必須考慮這樣的兩個問題,一是相對濕度過高,會使空氣露點提高 ,而在冬季圍護結構表面度較低時,很容易使其結露,特別是窗表面結露;二是對人體影響,相對濕度太低,會加速剛出來水面的人員皮膚表面水份的蒸發,而使用人體產生寒冷感覺。因此泳池室內空氣的相對濕度一般為RH50-70%,不允許超過RH75%。以避免以上情況的發生。
7、控制好相對濕度避免發生結露,由于泳池區域室內溫度一般都在28度,相對濕度又大于RH60%以上,根據泳池設計標準,室內含濕量不能大于14g/kg,即相當于露點溫度不超過20度,所以控制好相對濕度就能保證室內濕度。
案例分析
設計參數
夏季 |
冬季 |
|
|
空氣調節干球溫度℃ |
33.2 |
空調計算溫度℃ |
-12 |
通風干球溫度℃ |
30 |
通風干球溫度℃ |
-5 |
日平均溫度℃ |
28.6 |
采暖計算溫度℃ |
-9 |
空氣調節濕球溫度℃ |
26.4 |
相對濕度 |
45 |
相對濕度 |
78 |
大氣壓力Pa |
102040 |
大氣壓力Pa |
99860 |
風速(m/s) |
2.8 |
風速(m/s) |
1.9 |
|
|
以某游泳館為例,總面積約1380平方米,泳池上空高7米,其中溫水池池水面積約350平方米,水深平均約1.1米,體積370立方,設計水溫為37℃。
游泳館內計算參數:設計室內溫度:32℃;相對濕度70%;泳池水設計溫度:37℃;室內水面風速:0.3m/s;
1) 冬季在室外氣溫最低-12℃情況下泳池表面蒸發損失的熱量計算:
Qx = α· у ( 0.0174vf + 0.0229 ) (Pb - Pq) A(760/B)
式中 Qx—— 泳池表面蒸發損失的熱量( kJ/h );
α—— 熱量換算系數, α = 4.1868 kJ /kcal ;
у—— 與泳池水溫相等的飽和蒸汽的蒸發汽化潛熱( kcal/kg );
vf ——泳池水面上的風速( m/s ),一般按下列規定采用:室內水池 vf = 0.2~0.5 m/s ;露天水池 vf = 2~3 m/s ;
Pb—— 與泳池水溫相等(37℃)的飽和空氣的水蒸汽分壓力( mmHg );
Pq——與泳池的環境空氣溫度(32℃)相等的水蒸汽壓力( mmHg );
A——泳池的水表面面積( m2 );
B—— 當地的大氣壓力( mmHg )。
而泳池的水表面、池底、池壁、管道和設備等傳導所損失的熱量,占泳池水表面蒸發損失熱量的 20% 。
查相關參數表可計算得:
Qx = α· у ( 0.0174vf + 0.0229 ) (Pb - Pq) A(760/B)
=4.1868×579.15×(0.0174×0.3+0.0229)(47.13-25)×350×760÷765
=2424.8×0.02812×22.13×348
=525112( kJ/h )
2) 泳池每小時總損失熱量:
加上泳池的水表面池底、池壁、管道和設備等傳導所損失的熱量,
泳池每小時總損失熱量為:525112×1.2=630134( kJ/h ) =150505( kcal/h )
3) 泳池補水加熱所需的熱量:
Qb=αqbу(tr- tb)/t
式中 Qb——游泳池補充水加熱所需的熱量(kJ/h);
α——熱量換算系數,α=4.1868(kJ /kcal);
qb——游泳池每日的補充水量(L);按泳池水量的7%確定;
у——水的密度(kg/L);
tr——游泳池水的溫度(℃)。
tb——游泳池補充水水溫(℃);
t——加熱時間(h)。
查相關參數表可知:
qb=370m3×7%=25.9m3=25900L;
tr=37℃
tb=15℃
則 Qb=αqbу(tr- tb)/t
=4.1868×25900×1×(37-15)/12
=198803kJ/h
=47483kcal/h
4) 經計算得到泳池平均每小時經水面蒸發和傳導損失的熱量、池壁和池底傳導損失的熱量、管道的凈化水設備損失的熱量、泳池補水所需的加熱量合計為150505+47483=197988( kcal/h )=231KW。
1) 泳池空間面積約1380平方米,以7米層高計算室內換氣量,根據泳池室內的循環次數為6次/小時計算,循環的風量為57960立方米/小時,選60000立方米/小時;
2) 根據水溫、室溫和計算公式可得:
人體散濕量:
W1=0.001×n×n’×g
g——成年男子的小時散濕量,100g/( h·人)
n——室內人總數
n’——群體系數
池邊散濕量計算
W2=0.0171(t干-t濕)Fn
式中:W2——散濕量(Kg/h)
t干——室內空調計算干球溫度(℃);
t濕——室內空調計算濕球溫度(℃);
F——池邊面積(m2);
n——潤濕系數。
值對應不同的使用條件,取0.2-0.4.
敞開水面的散濕量
W3=ω×F
ω——單位水面蒸發量,kg/(㎡·h)
F——水面積,㎡
根據以上公式計算,水面的散濕量為0.452kg/㎡·h,那么散濕量為158KG/h;此時人的散濕量為0.15kg/人·h,最高峰人數為180人,那么人的散濕量為27KG/h;池邊散濕量為15KG/h,所以室內總散濕量為200KG/h.
3) 夏季
新風的含濕量為:
9000×1.2÷1000×(25.7-21.4)=46.44kg/h
那么,夏季的總除濕量為:200+46.44=247 kg/h
根據夏季室外設計參數,整個泳池所需的新風量為送風量的15%計算,按9000m3/h計算,室內按照干球溫度:32℃,相對濕度70%,含濕量21.4g/kg,新風量為9000m3/h,回風取51000 m3/h,混合溫度T=32.2℃,混風空氣含濕量d=22.1(g/kg),混風焓值(kj/kg)=89。室內按照干球溫度:32℃,相對濕度70%,含濕量21.4g/kg:
處理后空氣含濕量為:
22.1-247×1000÷1.2÷60000=18.6g/kg
查得,處理后空氣的溫度為25.4℃,相對濕度為90%,處理后的焓值(kj/kg)=73.3,因此除濕量為(51000+9000)×1.2/1000×(22.1-18.6)=252kg/h>247kg/h,機組的冷量:=60000×1.2/3600×(87.2-73.3)=278KW。
為了提高舒適度,空氣經過除濕后需要把溫度提升到32℃,
那么空氣加熱量為:
60000×1.2×1.06×(32-25.4)÷3600=140KW
所以空氣的加熱量為140KW。
依次計算出過度季節機組冷量為280KW,空氣加熱負荷為138KW;
冬季通過引進新風可以帶走全部濕量,空氣加熱負荷為140KW。
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