會所泳池空調運行管理淺析

徐鋼

空調技術

會所泳池空調運行管理淺析

徐鋼

（上海現代建筑設計集團工程建設咨詢有限公司，上海200041）

通過對某會所游泳池的負荷計算，根據泳池全年室內外環境的變化，分析泳池空調（包括末端和主機）的運行管理。

泳池空調； 除濕； 熱回收； 運行管理

0 引言

隨著人們生活水平日益提高，各類室內泳池逐漸增多；因此，針對泳池特點設計的泳池專用空調（簡稱三集一體機）也得到越來越多的推廣和利用。然而一些設計師并未綜合考慮項目的暖通、給排水設計，一味追求三集一體機［3］，以為選擇了泳池專用空調這個節能設備，整個系統就節能了。其實不然，還是應該綜合考慮空調冷熱水、生活熱水、泳池熱水等系統設計；哪怕即使選擇了泳池專用空調，也不能僅僅根據負荷簡單地選擇某個型號了事，還需根據項目室內外參數情況，考慮整個系統的運行策略。

1 項目情況

該項目位于上海市浦東，由兩幢酒店式公寓和一幢旅館建筑構成，三幢建筑通過地下室相連通，地下一層的主要功能為小區會所。會所內游泳池通過下沉式庭院與地面景觀相連。游泳館面積560m2，層高4.5m；池水面積280m2，水深1.6m。

室內設計參數：池水溫度26℃，空氣溫度28℃，相對濕度65%；人員密度5m2/人，人均新風量25m3/h；夏季送風溫度23℃（高于室內露點溫度約2℃）；換氣次數1.5次/h；最小新風量需同時滿足人均新風量要求和泳池換氣次數要求，取大值3780m3/h。

2 泳池負荷計算［1，4］

2.1 散濕計算

2.1.1 池面散濕

式中 S—池水面積，m2；

g—水面單位面積蒸發量 kg/（m2·h），取0.136（室溫28℃，相對濕度65%，水溫26℃）；

B—標準大氣壓力，101325Pa；

B′—當地大氣壓力，取 102540Pa（冬季）100540Pa（夏季）。

2.1.2 人體散濕

式中 n—岸上人數（水中人員通過池水散濕），人；

g′—單個成年男子散濕量，g/h，取425（室溫28℃下重度活動）；

n′—群集系數，取0.92；

2.1.3 室內散濕

2.2 散熱計算

2.2.1 池面蒸發散熱

式中 r—冷凝熱，kJ/kg，取2521（室溫28℃，水溫26℃）。

2.2.2 泳池周邊傳導散熱按池面散熱20%計算；

2.3 負荷計算

2.3.1 圍護負荷

夏季：Q1=560×30W/m2=19.6kW

冬季：Q1=560×120W/m2=78.4kW

2.3.2 人員負荷

式中 n—岸上人數（水中人員通過池水散熱），人；

q—單個成年男子散熱量，W，取407（室溫28℃下重度活動）；

n′—群集系數，取0.92。

Q2=33×407×0.92=12.4 kW

2.3.3 設備負荷

Q3=560×45W/m2=25.2kW

2.3.4 室內總負荷

夏季：Q=26.67+5.33+19.6+12.4+25.2=89.2kW

冬季：Q=26.67+5.33-78.4+12.4+25.2=-8.8kW

2.4 送風量確定以及冷熱盤管計算

2.4.1 熱濕比線

夏季：ξ=89.2/0.0142=6281.7kJ/kg

冬季：ξ=-8.8/0.0142=-619.7kJ/kg

2.4.2 夏季計算結果（如圖1所示）

2.4.2.1 總送風量（O-N）：30656m3/h。

此值亦是過渡季節全新風模式的新風量以及冬季通風除濕用最大新風量。

2.4.2.2 空調制冷量（C-L）：128.273kW

2.4.2.3 空調再熱量（L-O）：16.218kW

2.4.3 冬季計算結果（如圖2所示）

2.4.3.1 空調預熱量（W1-W′）：9.210 kW（預熱后出風溫度5℃）

2.4.3.2 空調加熱量（C-M）：65.157 kW

2.4.4 通風除濕時室外最大含濕量

式中 G—通風除濕用最大新風量，即空調箱總送風

量，取30656m3/h；

D—室內散濕量，取51kg/h；

ρ—空氣密度，取1.2kg/m3；

dn—室內含濕量，取16.7g/kg。

根據公式計算得出通風除濕時室外最大含濕量dw=15.3g/kg。

3 泳池空調末端空調箱的運行管理

游泳館內的室溫、濕度以及水溫都影響著館內人員的舒適度，相對于常規空調系統，人們對館內空調設計參數更加敏感。如果水溫過高，人體耗熱量增加，水溫太低，人們只能短暫地逗留在水中；如果室溫過高，人員會感覺悶熱，室溫過低，剛出水的人員會有寒冷感；如果濕度過高，室內容易結露，濕度過低，加速剛出水的人員體表水分蒸發，亦會導致產生寒冷感。所以，必須對館內空調參數進行實時監測和控制［4］。

3.1 室外新風狀態變化時的監控［2］

室外空氣狀態一年四季都在不斷變化中，如圖3所示W1-W12，一年12個月狀態點。游泳館的新風不僅是為了滿足衛生、換氣次數等要求，在過渡季節和冬季，對室內空氣有除濕作用，所以，對室外新風狀態監控有重要意義。對室外空氣狀態的監控需要設置新風、回風和混合后空氣的溫度、濕度傳感器：

3.1.1 第一階段

新風溫度低于5℃。如果室外空氣溫度過低，直接與室內回風混合，會產生水霧或凝結水，所以，應將室外空氣用預熱器加熱后再與回風混合，加熱后的溫度不應低于5℃。此時，新風應采用最小新風量。

3.1.2 第二階段

新風溫度不低于5℃且含濕量小于15.3 kg/s（如上章計算所得，含濕量等于15.3kg/s是該項目空氣具有通風除濕功能的最大含濕量）。在此階段中，隨著室外空氣溫、濕度逐漸增加，可不斷增加新風量，使得混合點含濕量正好等于15.3kg/s。當新風含濕量等于15.3kg/s，關閉回風閥，采用全新風狀態模式。

3.1.3 第三階段

新風含濕量大于15.3kg/s且焓值小于回風焓值。此時新風不具備通風除濕作用，只有通過冷卻除濕。若與回風混合，只會增加冷卻負荷，所以，在這個階段應保持全新風狀態模式。

3.1.4 第四階段

新風焓值的大于回風焓值。此階段是最常見的夏季設計工況，從節能角度考慮，新風采用最小新風量。

另外，當新風含濕量小于15.3kg/s但焓值大于回風焓值，雖然此類情況幾乎不會出現，但為了保證論述的完整性，在此補充說明，如果出現此類狀態點，按第四階段處理。

3.2 室內狀態變化時的監控［5］

游泳池空調設計一個重要特點就是室內需要常年保持同一個設計工況，然而，空調負荷是時刻不斷變化的，比如上節提到的新風工況，影響著新風溫、濕度、圍護結構的傳熱量；又比如館內人員的變化，影響著室內散熱、散濕。為了保證館內人員的舒適度，對室內工況監控也是必不可少的。對室內空氣狀態的監控需要設置回風溫度、濕度傳感

器、送風溫度傳感器、池水溫度傳感器：

3.2.1 空氣加熱狀態

當回風溫度低于設定值時，若回風濕度低于設定值時，則啟動熱源給空氣加熱；若回風濕度高于設定值時，且不能通風除濕時，將啟動壓縮機進行冷卻除濕，回收熱量給空氣再熱。

3.2.2 除濕狀態

當回風濕度高于設定值時，且不能通風除濕時，將啟動壓縮機進行冷卻除濕，回收熱量給空氣再熱或則池水加熱。同時，依靠送風溫度傳感器，確保送風溫度高于23℃，以免送風口結露。

3.2.3 空氣制冷狀態

當回風溫度高于設定值時，將啟動壓縮機進行冷卻除濕，回收熱量給空氣再熱和池水加熱。

3.2.4 池水加熱狀態

當池水溫度低于設定值時，利用回收熱量給池水加熱，或則熱源直接給池水加熱。

4 泳池空調主機的運行管理

近年來，為了響應國家節能減排的號召，三集一體泳池專用熱泵得到越來越多的廣泛利用，利用制冷、除濕時，冷凝器熱回收給予空調再熱、池水保溫，多余的熱量通過室外散熱器排出，但是，當熱回收量不足時，還是需要輔助熱源，所以，系統是否節能不應單獨考慮泳池的空調，應該綜合考慮整個項目的空調系統，甚至包括生活熱水系統。如果一個項目泳池區域采用一套泳池專用熱泵，非泳池區域采用一套風冷熱泵系統，生活熱水系統亦是一套風冷熱泵系統，不能因為泳池空調系統選活熱水系統亦是一套風冷熱泵系統，不能因為泳池空調系統選用了有節能效果的泳池專用熱泵，就因此判定整個項目的系統設計是節能的；三個相互有關聯的系統各自對立分開設計本身就與節能設計理念相悖，應盡可能整合在一起，統籌考慮。

4.1 會所（不包括泳池區域）空調負荷

根據常規計算方法得：冷負荷533.2kW，熱負荷-293.3kW。

4.2 池水保溫（補充水加熱）所需熱量

表1 夏、冬季的空調負荷和熱水負荷 kW

式中 c—水的比熱容，取4.18kJ/（kg·℃）；

ρ′—水的密度，取1000kg/m3；

v—泳池補水量，取池水容積5%，該項目泳池補水量22.4m3；

Δt—補充水與池水水溫差，夏季取6℃，冬季取21℃；

T—泳池營運時間，即加熱時間，取12h。

4.3 泳池及會所客房淋浴等生活熱水所需熱量

根據給排水專業資料得：夏季29.3kW，冬季41.8kW。

4.4 設計計算數據匯總

見表1。

4.5 主機選型

見表2。

表2 風冷熱泵基本參數

4.6 主機運行管理

見表3。

5 結語

（1）泳池熱濕環境復雜，設備選型之前，需根據室內、外參數詳細計算。

Operation Management of Air-conditioner for Chamber Swimming Pool

XU Gang

（Shanghai Xiandai Architecture，Engineering&Consulting Co.，Ltd，Shanghai 200041，China）

Accordingtotheannual changeofindoorandoutdoordesigncondition,theauthoranalyzeoperationmanagementofair-conditioner(includingterminal andheatpump)forChamberSwimmingPool byloadcalculation

air-conditionerforswimmingpool； dehumidification； heatrecovery； operationmanagement

TU831

B

2095-3429（2016）03-0063-04

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.03.015

徐 鋼（1981-），男，上海人，學士，暖通工程師，主要從事暖通設計工