河南周口某游泳館空調設計

■衛梁彥 ■煤炭工業鄭州設計研究院股份有限公司，河南 鄭州 450000

隨著生活水平不斷提高，越來越多的高檔小區、會所和星級酒店配備了娛樂性恒溫游泳池。相比其他建筑，游泳館具有濕度大、能耗高等特點，因此空調設計過程中應合理選擇系統形式并降低系統能耗。

1 工程概況

該項目位于河南周口市，游泳池屬于會所一部分。游泳館建筑面積為900m2，建筑高度6m。池廳面積615m2，內設12 ×24m 非標準泳池。

2 空調設計參數

2.1 室外設計參數

夏季空調室外計算干球溫度35℃，濕球溫度28.1℃;冬季空調室外計算溫度-5.7℃，相對濕度:68%。

2.2 室內設計參數

(1)空氣溫度:根據文獻池廳溫度須比池水溫度高1～2℃［1］，設計池水溫度26℃，室內空氣溫度28℃。

(2)相對濕度:據研究表明在池水和池廳溫度不變的情況下，相對濕度70%時，空調系統的節能優于60%時的情況［2］，故取相對濕度70%。

(3)池區空氣流速:泳池空氣流速一般為0.15～0.3m/s。流速越大，冷風感越強;流速越小，氣流組織困難。故空氣流速取0.25m/s。

3 游泳館熱、濕負荷計算

3.1 濕負荷計算

游泳館內濕負荷(W)一般由池水蒸發量(W1)、池邊濕潤面蒸發量(W2)和館內人員散濕量(W3)組成。

(1)泳池水面散濕量［3］:W1=0.0075(0.0152va﹢0.0178)(Pw﹣Pn)Fw式中:va為池水水面風速，m/s;Pw為池水表面溫度下的飽和空氣水蒸氣分壓力，Pa;Pn為館內空氣的水蒸氣分壓力，Pa;Fw為泳池水面面積，m2。

(2)泳池邊濕潤地面散濕量［3］:W2=0.0171(tn﹣ ts)Fsn 式中:tn、ts為館內空氣干、濕球溫度，℃;Fs為泳池邊濕潤地面面積，m2，按池邊面積的30%計算［4］;n 為潤濕系數。

(3)館內人員散濕量:W3=φmq 式中:φ 為群集系數;m 為館內的人數;q 為一名成年男子的小時散濕量，kg/h。

對于娛樂性游泳館，室內人數按3.34 m2/人［5］計算，共180 人。得W1=33.4kg/h，W2=3.1kg/h，W3=20.4kg/h。總散濕量:W=56.9kg/h。

3.2 熱負荷計算

游泳館的熱負荷包括常規負荷和空氣與水的熱交換負荷。

因池水表面的飽和空氣水蒸氣分壓力大于室內狀態點的水蒸氣分壓力，水面上飽和水蒸氣向空氣中擴散，形成潛熱負荷。另外，室溫高于池水溫度，空氣向池水傳遞顯熱。因此，夏季冷負荷需加上潛熱負荷，冬季熱負荷需減去潛熱負荷。

本工程夏季常規冷負荷為56kW，冬季常規熱負荷為75.6kW。

(1)池水向室內空氣中傳遞的潛熱量:Qq=γW1/3.6 式中:γ 為26℃飽和水的汽化潛熱，kJ/kg;

(2)室內空氣向池水傳遞的顯熱量:Qx=α(tn﹣ tw)(Fw+Fs)式中:tw為室外空氣溫度，℃;α 為對流換熱系數，W/(m2·℃)。經計算，Qq=22.7kW，Qx=7.8kW。

在不含新風負荷的情況下，夏季總的冷負荷為70.9kW，冬季總的熱負荷為60.7kW。

4 游泳館的除濕與通風

游泳館除濕一般采用通風除濕和冷卻除濕兩種方式。采用通風除濕的方式，可節約能耗，降低初投資和運行費用。

游泳館通風量應選取以下風量中的最大值:通風除濕所需的風量;使游泳館空氣中氯含量小于1 ×10-6所需的風量;館內人員所需的新風量;夏季空調所需送風量。

4.1 通風除濕的風量

L=W/ρ(dn-dw)式中，ρ 為濕空氣的密度，kg/m3;dn、dw為室內、外空氣的含濕量，kg/kg干。

經計算，過渡季節除濕通風量L1=11028m3/h，冬季除濕通風量L2=3141m3/h。

4.2 降低氯含量所需的通風量和人員新風量

為控制館內空氣中氯含量，換氣次數應取1～4 次/h。取2 次/h，通風量L3=7380m3/h。人均新風量為30m3/h，人員所需新風量為L4=5400m3/h。

綜上所述，過渡季節通風量取L1=11028m3/h，冬季通風量取L3=7380m3/h。

4.3 夏季空調送風量

為避免送風產生霧化現象，送風溫度應高于露點溫度，因此送風溫度設為23℃。可計算出夏季送風量為L5=18238m3/h。

5 新風負荷

(1)冬季新風為等濕冷卻過程，新風負荷為:Qf=1.01L3ρ(tn-tw)/3600。

(2)夏季新風負荷:Qf’=L5ρ(iw-in)/3600

式中，in、iw為室內、外空氣焓值，kJ/kg干。

經計算，Qf=116.8kW，Qf’=116.8kW。

含新風負荷的情況下，夏季總負荷為187.7kW，冬季總負荷為144.5kW。

6 游泳館的采暖、通風與空調系統

(1)由于游泳館內空氣中含有大量的腐蝕性氯氣，不能循環利用，不及時排除，危害健康。而采用直流式空氣系統，對排風中攜帶的冷、熱量和空調機組所消耗的電能都是浪費，因此采用帶顯熱回收的空氣處理機組，熱回收效率達70%。

(2)由于過渡季節和夏季的通風量接近，和冬季通風量相差較大，通過選用風量為8000/20000m3/h 的顯熱回收空氣處理機組，節約能源。而過渡季節新風可通過旁通管直接送入室內。

(3)空調系統采用下送上回式，主送風管敷設在地下一層頂板下，沿一層外窗下距地200mm 處布置球形噴口，與墻面成30°斜送風，回風口集中設置游泳館頂部，可防止側壁和外窗結露。

(4)冬季地面溫度偏低會使腳部產生冷感。為提高舒適性，采用空調機組的回水在泳池邊增加地板輻射采暖，熱負荷為33.3kW。

7 結論

對于娛樂性游泳館的空調設計，應合理確定室內設計參數、熱濕負荷和除濕的方式。有效的氣流組織形式，防止圍護結構結露和腐蝕。選用帶有熱回收裝置的空調機組，從排風中回收熱量，降低能耗，節能效果顯著。

［1］賀綺華，鄒月琴.體育建筑空調設計［M］.北京:中國建筑工業出版社，1991.

［2］楊森.游泳館空調的熱濕負荷計算與節能［J］.制冷空調與電力機械，2010，31(1):5-14.

［3］虞霞，趙磊.娛樂性游泳館的空調設計［J］.制冷空調與電力機械，2005，26(3):46-52.

［4］孫麗婧.帶顯熱回收裝置的娛樂性游泳館空調通風系統設計探討［J］.建筑節能，2013，41(1):10-13.

［5］馬最良，姚楊.民用建筑空調設計［M］.北京:化學工業出版社，2009.