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熱泵熱水機(jī)組在游泳池中的應(yīng)用
目前根據(jù)熱泵原理制成的熱泵熱水機(jī)組，不僅僅可以用于一般生活熱水供應(yīng)，而且也可以巧用熱泵回收低位熱能（包括顯熱和潛熱）的特點(diǎn)，用于室內(nèi)游泳場(chǎng)館中、與室內(nèi)空調(diào)降溫（或供熱）和除濕結(jié)合，做到“一機(jī)三用”－達(dá)到空調(diào)、除濕、池水加熱以及生活熱水供應(yīng)的目的。文章分析了室內(nèi)游泳池場(chǎng)館的熱損失和用熱要求以及計(jì)算方法。介紹了以熱泵回收游泳池濕熱空氣熱量的兩種具體做法：減濕－加熱熱泵機(jī)組和空調(diào)－加熱熱泵機(jī)組，并分析了熱泵熱水機(jī)組用于游泳池的實(shí)際工藝流程、用熱量計(jì)算、設(shè)備選擇及其節(jié)能、經(jīng)濟(jì)效果，為讀者開拓了熱泵應(yīng)用的新領(lǐng)域。
1.游泳池的熱損失及用熱要求
1.1 游泳池的熱損失
游泳池有室外露天游泳池（場(chǎng)）以及室內(nèi)溫水游泳池（館）兩大類。從游泳池的使用性質(zhì)分，有比賽池，訓(xùn)練池，跳水池，兒童戲水池等；從經(jīng)營(yíng)性質(zhì)分，有公用游泳池，商業(yè)賓館內(nèi)游泳池，也有私人別墅住宅內(nèi)的游泳池等。但無論何種游泳池，都有一個(gè)要求維持池水溫度恒定的要求，池水的溫度因使用性質(zhì)不同而異。游泳池的熱損失有下列幾個(gè)方面：
1）游泳池池水因水面蒸發(fā)，水面?zhèn)鲗?dǎo)，池底和池壁傳導(dǎo)而不斷損失熱量。
2）因人們?cè)谟斡境貎?nèi)游泳，會(huì)損失一部分池水，必須不斷補(bǔ)充，而補(bǔ)充水需加熱，需要補(bǔ)充一部分熱量；
3）此外，整個(gè)游泳池的設(shè)備和管道也在不斷向周圍環(huán)境排放熱量。
以上這一些損失的熱量，都需要不斷補(bǔ)充，才能維持池水有一定的溫度。這些熱損失再加上游泳場(chǎng)館淋浴等用熱的負(fù)荷可以稱之為經(jīng)常性用熱負(fù)荷。
另外，恒溫池水也有一次性全部更換新的要求。為了清洗，消毒的要求，在一定時(shí)段內(nèi)，要求將池水全部放空，重新輸入溫水。如果補(bǔ)充的水是冷水（水溫在5-15℃），那末，加熱整池水需要的用熱量就是一次性沖擊負(fù)荷。
1.2 游泳池池水溫度
一般室內(nèi)游泳池池水溫度為２4－２９℃，室外的為２２－３０℃。如室內(nèi)游泳館有完善的空調(diào)采暖設(shè)施，可以取為25℃；如果氣溫低，可以取為27℃。熱損失與池水溫度高低有關(guān)，也與周圍環(huán)境（例如空氣）溫度有關(guān)。一般室內(nèi)環(huán)境溫度比池水溫度高1-2℃。國(guó)外資料表明：室內(nèi)游泳池最佳環(huán)境參數(shù)為：
空氣溫度 26-30℃,池水溫度 25-28℃,地面溫度 30-32℃,風(fēng) 速 0.05-0.1m/s,相對(duì)濕度 50-60%
1.3 室內(nèi)游泳館相對(duì)濕度
維持室內(nèi)游泳館內(nèi)一定的相對(duì)濕度十分必要。當(dāng)室外溫度為-10℃，室內(nèi)空氣相對(duì)濕度為50-60%，設(shè)雙層窗的傳熱系數(shù)為2.9W/m2時(shí)，玻璃窗戶上仍會(huì)潮濕、結(jié)露；即使室外氣溫為-1℃，室內(nèi)為28℃ 時(shí)，也會(huì)結(jié)露。因而游泳池場(chǎng)館必須除濕。
2.以熱泵回收游泳館濕空氣熱量的做法
以熱泵技術(shù)為基礎(chǔ)的一般熱泵熱水機(jī)組完全可以用于各種游泳池的加熱和補(bǔ)熱。利用游泳池室內(nèi)空氣熱量（潛熱＋顯熱）的“空調(diào)－熱水機(jī)組”、“除濕－熱水機(jī)組”更可以達(dá)到“一機(jī)兩用”、“一機(jī)三用”，在制熱保證池水恒溫的同時(shí)，達(dá)到改善游泳館室內(nèi)空間的空氣環(huán)境、去濕降溫的目的。下面介紹兩個(gè)例子。
2.1 美國(guó)CRISPAIR公司 “E－Tech PHD”室內(nèi)溫水游泳池用超節(jié)能熱水空調(diào)系統(tǒng)（見圖2）
室內(nèi)溫水游泳池用熱水空調(diào)系統(tǒng) 該主機(jī)吸取溫水游泳池室內(nèi)的水蒸汽和熱空氣中的潛熱和顯熱，通過風(fēng)冷熱泵，將熱量轉(zhuǎn)移到游泳池中來加熱池水，使水溫保持恒定；同時(shí)又將游泳池的室內(nèi)空氣去濕、降溫，并補(bǔ)入一部分新風(fēng)后，送入室內(nèi)，保證室內(nèi)空氣品質(zhì)和不結(jié)露。
該系統(tǒng)可以有效地降低2/3游泳池室內(nèi)空氣的降溫費(fèi)用；3/4池水的加熱費(fèi)用；3/4的室內(nèi)空氣除濕費(fèi)用，整個(gè)系統(tǒng)的能效比COP＝3。該主機(jī)對(duì)空氣進(jìn)行熱管換熱加熱和再加熱（調(diào)整露點(diǎn)）；對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行雙重除濕－熱管的冷端除濕、熱泵蒸發(fā)器中的除濕。排走一部分的回風(fēng)，補(bǔ)入室內(nèi)人員必須的一部分新風(fēng)。新風(fēng)量用露點(diǎn)控制器調(diào)節(jié)。
2.2 法國(guó)私人室內(nèi)游泳池用“熱泵除濕－熱水機(jī)組”
這種機(jī)組主要是為了除濕，同時(shí)將一部分熱量轉(zhuǎn)移到加熱池水中。國(guó)外資料表明，私人游泳池的產(chǎn)濕量為：每平方米水面面積0.10-0.15kg/h.m2,再加上每人0.40-0.50kg/h。每平方米水面每年產(chǎn)生的水蒸氣約為1t，每噸水蒸氣相當(dāng)熱量約為700KW.h。為除濕所需的通風(fēng)量約為25-40m3/m2.h。
減濕－加熱用熱泵機(jī)組有兩個(gè)單獨(dú)的制冷劑循環(huán)－兩臺(tái)熱泵所組成：一個(gè)是空氣－空氣式；一個(gè)是空氣－水式。第一臺(tái)熱泵的壓縮機(jī)部分承擔(dān)游泳池室內(nèi)空氣的減濕，與此同時(shí)用空冷式冷凝器再加熱減濕后的空氣。如果單用一臺(tái)熱泵達(dá)不到預(yù)定的減濕量，則開動(dòng)第二臺(tái)熱泵的壓縮機(jī)完成其余的減濕量。但第二臺(tái)熱泵的冷凝器采用銅管制水冷式，將回收的熱量去加熱池水？刂七M(jìn)入的新風(fēng)量為最小值，以節(jié)約能量，晚間不用新風(fēng)，完全采用室內(nèi)空氣循環(huán)。當(dāng)除濕量減少（意味著吸熱減少、就空氣的冷凝熱減少）時(shí)，采用輔助電加熱空氣，以保證室內(nèi)采暖需要。
3.熱泵熱水機(jī)組用于游泳池的方案及其經(jīng)濟(jì)性
3.1 工藝流程和控制
目前推薦的熱泵熱水機(jī)組用于游泳池供熱系統(tǒng)的工藝流程可下圖。
該流程中，開式蓄熱水箱A中的55℃以上的熱水，用泵增壓打入分水器，從分水器出來的一路去池水的再加熱器，間接循環(huán)加熱池水。設(shè)池水維持的水溫27℃，抽出的池水由24℃加熱到28℃，返回池內(nèi)。而另一路作為補(bǔ)水加熱的熱源，通過混水器與自來水混合后，成為28℃的水補(bǔ)入平衡池中，平衡池的液面與游泳池的水面同一高度，一旦游泳池的液面下降，平衡池的水面也下降，通過浮球閥對(duì)28℃的水補(bǔ)入池中。第三路水即送到淋浴間作淋浴用，采用干管循環(huán)，未用完的熱水循環(huán)回到蓄熱水箱B中，由主機(jī)吸入再加熱。
如果能利用室內(nèi)游泳池的濕熱空氣作為熱泵熱水機(jī)組的熱源
達(dá)到免費(fèi)去濕、降濕的目的。
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