无极4荣耀注册游泳池的耗热量及选型设计
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室内成人泳池,池表面积约为220m2(长*宽=25.8*8.6m),平均池深约1.6m(1.2-2m),池水总量约为350m3。泳池所在室内空间,长*宽*高=43*13*4.5m。本案以泳池室内恒温22℃,池水恒温设定在28℃,并控制在27℃至29℃之间(正负1度)。
二、本案室内泳池恒温热水系统设计
根据《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)中关于用水定额的规定。
本热水工程采用高效热泵机组的运行效率随水温的升高而下降,超过55℃机组的功耗就会增大,耗电量也随着增大,机组的能效比就会下降。因此为了机组的能效能达到最佳的运行状态,本案中泳池最高热水温度控制在30℃。根据客户要求,在室内温度22℃,相对湿度65%的个工况下,使泳池恒温温度保持在28℃。
1 各工况下日耗热量计算
根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003和《游泳池和水上游乐池给排水设计规程》CECS14:2002设计规范,结合客户提供的热水参数资料和泳池的实际需要,各工况下游泳池水表面蒸发损失的热量。按下式计算:
QX=α×у(0.0174Vf+0.0229) (Pb-Pq)A(760/B)
式中:
QX——泳池表面蒸发损失的热量(kJ/h);
α——热量换算系数,α=4.1868kJ/kcal;
у——与泳池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热(kcal/kg),28℃下y=581.4kcal/kg;
Vf——泳池水面上的风速(m/s),一般按下列规定采用:室内池Vf=0.2~0.5 m/s;露天池Vf=2~3 m/s;
Pb——与泳池水温相等的饱和无极4荣耀注册的水蒸汽压力(mmHg),28℃下Pb=28.3mmHg;
Pq——泳池的环境无极4荣耀注册的水蒸汽压力(mmHg),22℃相对湿度65%环境下Pq=12.9mmHg;
A——泳池总的水表面面积(m2),此泳池计算表面积A=220m2;
B——当地的大气压力(mmHg),冬季工况下B=760.4mmHg,年平均工况下B=755.4mmHg,夏季工况下B=749.4mmHg。
泳池补充水加热所需的热量,应按下式计算:
Qb=αFу(Tr-Tb)/t
式中:
Qb——泳池补充水加热所需的热量(kJ/h);
α——热量换算系数,α=4.1868(kJ/kcal);
F——泳池每日总的补充水量(L),补水量按总水量的5%计算,为350*5%≈18m3;
у——水的密度(kg/m3),y=1000kg/m3;
Tr——泳池水的温度(℃)。
Tb——泳池补充水水温(℃);
t——加热时间(h)。
2 最冷工况下日耗热量计算
1)最冷工况下泳池表面池水蒸发损失的热量
QX=α×у(0.0174Vf+0.0229) (Pb-Pq)A(760/B)
=4.2×581.4×(0.0174×0.4+0.0229)×(28.3-12.9)×220×(760/760.4)
≈2.40491×105 kJ/h≈66.8kW
2) 最冷工况下补水耗热量:
Qb=αFу(Tr-Tb)/t=4.2×18×1000×(28-10)/18=0.756×105 kJ/h≈21kW
3)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
QZ=QX×20%=66.8kW×20%≈13.4kW
冬季工况下泳池恒温单位小时负荷为:QX+Qb+QZ=66.8kWh+21kWh+13.4kWh=101.2kWh,即需要的制热量为101.2kW。
3 年平均工况下日耗热量计算
(1) 年平均工况下泳池表面池水蒸发损失的热量
QX=α×у(0.0174Vf+0.0229) (Pb-Pq)A(760/B)
=4.2×581.4×(0.0174×0.4+0.0229)×(28.3-12.9)×220×(760/755.4)
≈2.42083×105 kJ/h≈67.2kW
(2)年平均工况下补水耗热量:
Qb=αFу(Tr-Tb)/t=4.2×18×1000×(28-15)/18≈0.546×105kJ/h≈15.2kW
(3)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
QZ=QX×20%=67.2kW×20%≈13.4kW
平均工况下泳池恒温单位小时负荷为:QX+Qb+QZ=67.2kWh+15.2kWh+13.4kWh=95.8kWh,即需要的制热量为95.8kW。
4 夏季工况下日耗热量计算
(1)夏季工况下泳池表面池水蒸发损失的热量
QX=α×у(0.0174 Vf+0.0229) (Pb-Pq)A(760/B)
=4.2×581.4×(0.0174×0.4+0.0229)×(28.3-12.9)×220×(760/749.4)
≈2.44021×105 kJ/h≈67.8kW
(2) 夏季工况下补水耗热量:
Qb=αFу(Tr-Tb)/t=4.2×18×1000×(28-20)/18≈0.42×105 kJ/h≈11.7kW
(3)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
QZ=QX×20%=67.8kW×20%≈13.6kW
夏季工况下泳池恒温单位小时负荷为:QX+Qb+QZ=67.8kWh+11.7kWh+13.6kWh=93.1kWh,即需要的制热量为93.1kW。
表一 日耗热量计算
工况
C(kJ/kg·℃)
初水温(℃)
终水温(℃)
水量(kg)
日耗热量(kWh),以18小时计
最冷工况
4.2
10
28
350000
101.2*18≈1822
平均工况
4.2
15
28
350000
95.8*18≈1724
夏季工况
4.2
20
28
350000
93.1*18≈1676
三 设备选型及机组工作时间的确定
根据热泵产热原理及特性,它的小时产热量是随外界工况变化而变化的,室外温度越低,产热量越低,而地域不同,室外温度不同,故热泵机组选型时要对产热量进行修正。同时机组的能效比也是随着热水温度的升高而下降的,故机组设定的热水最高温度值不要太高,根据国家标准《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》GB/T21362—2008的规定,无极4荣耀注册源热泵热水机的额定热水温度为55℃。
1 本案泳池恒温及初加热设备选型
维持系统热量需求(恒温机组选型),所需的机组制热最大能力为:101.2kW/小时(冬季工况下)。
根据XX品牌热泵机组的产品技术参数,决定选用ZKFXRS-80Ⅱ-20P型产品,其额定制热量为q=80kW,在当地最冷工况下运行时其制热量的修正系数0.65则每天机组在最冷工况下运行的制热量为:q′=q×0.65=80×0.65=52kW
N=QS÷q′=101.2kW÷52kW≈2.0
根据上述计算,理论上确定该工程中的热水供应设备应选用2台ZKFXRS-80Ⅱ-20P泳池机组。
2 泳池恒温设备实际运行时间
在最冷工况下运行的时候,机组的平均修正系数为0.75,则机组运行的时间为:
H1=QS1/(q′·n)=1822kWh/(80kW×0.65×2)≈17.5小时
年平均工况运行的时候,机组的平均修正系数为1.0,则机组运行的时间为:
H2=QS2/(q′·n)=1724kWh/(80kW×1.0×2)≈10.8小时
夏季工况下运行的时候,,机组的平均修正系数为1.1,则机组运行的时间为:
H3=QS3/(q′·n)=1676kWh/(80kW×1.1×2)≈9.5小时
在设计热水系统的时候,最主要的是机组在当地最冷工况下也能满足泳池恒温的热水供水需求,因此在进行热量计算和机组选型的时候,都是按照最冷工况下的要求进行的,所以,当机组不在最冷工况下运行的时候,机组运行的时间显然要低于在最冷工况下运行的时间。