泳池加热计算参考

第一部分 设计方案

第一节 工程概况

1、工程概况

本项目是美格瑞平板太阳能集热器水上综合训练中心泳池恒温、过滤设备改造项目，项目位于美格瑞平板太阳能集热器水上综合训练中心泳池。

2、气候参数

2.1 环境气象参数

工程现场所广州属南亚热带海洋性季风气候，风清宜人，降水丰富。常年平均气温22.4℃，极端气温最高36.6℃，最低1.4℃。平均相对湿度79%，平均气压103.4KPA。

广州市太阳辐射量丰富，年太阳辐射量为 5225 兆焦耳 / 平方米。一年中，以 7 月为最多， 2 月最少，太阳辐射的年变化曲线呈单峰型。与广东省其它地区相比，广州市的年太阳辐射量属于较多的地区，而且偏多部分并非分布在总量较多的 7 ～ 8 月份，而是分布在 2 ～ 6 月和 9 ～ 12 月。

2.2 设计参数

设计冷水温度为15℃，设计环境温度10℃，设计热水温度55℃，恒温游泳水温度为27±1℃。 3、热量获取方式

热量获得方式采用：平板型太阳能配空气能热泵热水机组实现制热量。

4、过滤方式

采用砂滤方式，投药消毒。

5、环境除湿

采用吊顶式除湿机，消除室内凝结水。

第二节 设计依据

GB50015-2003《建筑给排水设计规范》

GB50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》

GB/T 18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》

GB50332-2002《给水排水工程管道结构设计规范》

GB/T184302-2001《蒸气压缩循环冷水(热泵)机组户用和类似用途的冷水(热泵)机组》

GBT21362-2008《商业或工业及类似用途的热泵热水机》

JGJ/16-92《民用建筑电气设计规范》

GBJ131-90《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》

GB4272-92《设备及管道保温技术通则》

ISO/TR12596:1995《太阳能游泳池加热设计和安装指南》

美格瑞平板太阳能集热器水上综合训练中心游泳池现场条件。

第三节 方案设计选型

1、设计基本参数

1.室内游泳池面积：1250m2； 水深：1.5m-4.5m； 水体容积：3216m3； 循环周期：5h平均工作流量：504m3/h； 水温：28℃； 循环方式：顺流式；

2.室内深水训练池面积：19.62m²，水深10m，水体容积196 m3

循环周期：5h平均工作流量：50m3/h； 水温：20℃； 循环方式：顺流式；

2、设备选型设计

2.1.室内游泳池设备部分

2.1.1.泳池给排水系统设备

利用原有排水系统新增排水增压设备。设计排水增压泵型号为BP75.

2.1.2电控系统

电控箱、开关、过热过载缺相保护均采用国内知名品牌，符合业主采购国内货物需求。

2.1.3 除湿系统

设计吊顶除湿机，型号为KA20.0B，功率9.9KW，除湿量20KG/H，机组设备采用专用高效能热回收器，可以最大限度提高能效比，降低客户能耗，消除室内凝结水（结露）现象。

2.2.室内深水训练池设备部分

2.2.1循环过滤系统

设计砂缸型号为V900，过滤量为25 m3/h，2台共50 m3/h，水泵流量为25 m3/h，扬程16 m，功率3.5HP，共3台，2用1备。 2.2.2水质净化消毒系统

水质净化消毒装置采用蓝白C-660P投药器。

2.2.3泳池灯光照明系统

泳池池采用12V壁挂照灯。

2.2.4电控系统

电控箱、开关、过热过载缺相保护均采用国际品牌。

系统设计首先应满足卫生和恒温的前提下，达到经济最省、运行可靠，节能环保、使用舒适的要求。

2.3室内泳池恒温加热部分

2.3.1热量计算

在设计中采用四个独立系统，系统Ⅰ为游泳池热泵恒温加热系统；系统Ⅱ太阳能集热系统；系统Ⅲ为泳池恒温加热换热系统；系统Ⅳ淋浴加热系统

2.3.1.1 设计参数

a)游泳池的设计参数：约为50×25×2.57≈3200m3；表面积约为1250m2；游泳池室内面积约为：泳池区：279311 m2，深水训练区：161 m2，楼高分别是泳池区11m,深水训练区7m.

b)室内恒温游泳池环境温度参数：

室

外

环

境

设

计 额定工况 干球温度 15℃ 冷热水设计计额定工况 冷水计算温度 15℃

湿球温度 12℃ 热水计算温度 28℃ 计

算

参

数 最冷工况 干球温度 7℃ 算参数 最冷工况 冷水计算温度 10℃

湿球温度 4.7℃ 热水计算温度 28℃

2.3.1.2室内游泳池热损失的确定：

室内游泳池中每平方米水面积平均热损失略值（kj/h）(已经包括水面蒸发损失；池水表面、池底、管道、池壁、管道和设备的传导热损失；热水池补水加热所需的热量。

水池每平方米水面积平均热损失概略值(kj/h)

室内气温( ℃ ) 5 10 15 20 25 26 27 28 29 30

室内游泳池 2345 2177 2010 1842 1507 1465 1382 1340 1256 1172

热水池耗热量的计算

1）一次性冲击负荷（初次充水或换水）计算

一次性冲击负荷（初次充水或换水），按照换水量以及水温升来计算其总用热负荷和单位（小时）热负荷（机器所需的制热功率）。本项目考虑将初加热换水时间错开最冷工况计算，自来水平均温度按15℃计算；换水周期根据实际情况设计；则 总用热负荷：QZh=[1.15×V×（t2－t1）]/0.86kwhr；

小时热负荷：P2h1＝QZh/T kw

式中：V－ 游泳池的总容积，m3；（V=3200m3）

t2－ 池水所需温度，℃； （t2=28℃）

t1－ 冷水温度，℃； （t2=10℃）

T－ 初次加热周期，h； （取T=48小时）

（1.15－考虑在初次加热周期内的热损失附加值）

2）日经常负荷计算

游泳池池水因水面蒸发，水面传导，池底和池壁传导而不断损失热量，因人们在游泳池内游泳，会损失一部分池水，必须不断补充，而补充水需加热，需要补充一部分热量；此外，整个游泳池的设备和管道也在不断向周围环境排放热量。以上这一些损失的热量，都需要不断补充，才能维持池水有一定的温度。

( 1 )游泳池池水表面蒸发损失的热量按下式计算：

Qs= 1(0.01740.0229)()BVwPbPqAs••/3600

（2）游泳池和水上游乐池水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量的热量

应按游泳池和水上游乐池水表面蒸发损失损失的热量的20%计算，即

Qc=20%•Qs (kw)

（3）补水补热负荷计算

泳池补水需补热功率（以最冷工况计算）按下式计算：

Qh2＝[(V×B)/T×(t2-t1)]/0.86

式中：Qh2－补水的补热功率，kW；

V－游泳池容积，m3； B－补水量的百分数，％；

t1－补水初温，℃；

t2－池水温度，℃。

T—加热时间（h）

3）日用总热负荷计算

由以上计算知，该游泳池日使用总热负荷为： ∑Qh=( Qs + Qc + Qh2) ×24

淋浴热水的耗热量（Kcal）：Q1=1×2000×（55-15）=80000（Kcal）以每天10小时计每小时需要提供的热量为8000（Kcal）即为2220W/h。

淋浴用热水约为10m3/天；

2.3.2设备选型

1)平板型太阳能

该项目的太阳能集热器的采光面积应为泳池面积的100%-120%；（虑该泳池深度是普通标准池的2倍）（同时必须通过该建筑物施工设计单位对楼面荷载的计算），根据实际情况设计安装800㎡太阳能。

2) 空气能热泵选型

按游泳池日使用总热负荷为： ∑Qh=( Qs + Qc + Qh2) ×24

综合经济和实用原则，泳池恒温选择12台空气源热泵机组，输入功率16KW，制热功率80KW；冲凉部分选择1台输入功率9.52KW，制热功率40KW，可以满足正常要求。

2)保温储热水箱设计

泳池恒温选择3个10T循环水箱，冲凉部分选择1个10T的保温水箱。

保温水箱采用常压结构，，内胆采用304/2B不锈钢板，严格按照国家标准制作、检验，并做冲洗消毒处理，消洗液氯离子浸泡浓度为35mg/L。保温层采用50mm厚聚胺脂发泡保温，外包装用201不锈钢板。水箱顶设有检修口、水箱旁侧安装有爬梯，便于水箱日常清洗维护。同时水箱还配有进水口、出水口、排污口等.

3)水泵设计

水泵选型依据

（1）水泵流量

应满足随时将太阳能或热泵所产的热量及时的通过水交换至热水内，

（2）水泵扬程

H=H1+H2+H3

H1=沿程水头损失

H2局部水头损失

H3剩余水头损失

经计算，循环泵选用广一水泵，型号有GD50-17。

（3）设备具有水位控制的功能，

（4）有过载、短路、过压、缺相、欠压、过热等保护功能，有自动和手动两种控制。

4)阀门设计

4.1）阀门型号、规格、耐压强度和严密性试验结果符合设计及有关规范、标准要求；

4.2）外观良好、无锈斑；阀门的铭牌符合现行国家标准；

4.3）启闭灵活、关闭严密性好；

4.4）阀杆与阀体结合处不渗漏，采用优质橡胶密封材料，具有较好的抗老化和耐磨性。

1.2进冷水控制设计

1）太阳能定温进水：当太阳能上部温度TC1达到设定值时（冬季设定50℃，夏季设定45℃，可调）且储热水箱未满水，进水电磁阀开启；当温度TC1低于设定值时或储热水箱满水，进水电磁阀关闭。

2）强制补水：任意时间当水箱水位低于应急水位（一般设定30％）时，开启进水电磁阀，强制补水至30％后关闭；中午12:00，若水箱水位未达到50％时，开启进水电磁阀，强制补水至50％后关闭；下午15:00，若水箱水位未达到75％时，开启进水电磁阀，强制补水至75％后关闭；下午17:00，若水箱水位未达到100％时，开启进水电磁阀，强制补水至100％后关闭，其他时间只执行应急强制补水。

1.3太阳能控制方式

本套太阳能系统采用定温放水（上述）加温差式强制循环方式运行；强制循环系统工作时间由微电脑编程设定，工作温度差在温差器上编程设定。当集热器的水温高出加热水箱水温即TC1－TC2≥5℃，太阳能循环泵启动运行，把水箱底部的低温水输送到集热器加热，同时集热器的高温水被顶回水箱顶部。在运行过程中温差TC1－TC2≤2℃时，太阳能循环泵停止工作。水箱中的水位低于10%，循环泵停止工作。

1.4热泵加热方式

受储热水箱温度控制，低于设定值启动，达到设定值停止（冬季设定55℃，夏季设定45℃，可调）；并与太阳能循环泵互锁，太阳能循环泵优先工作，空气源热泵受其停止后延时20~30分钟启动。水箱中的水位低于10%，热泵停止工作。

1.5泳池恒温换热

当太阳能循环水箱内的水温达到泳池所需换热温度，循环泵启动，将太阳能循环热量