会所泳池空调运行管理浅析

徐钢

空调技术

会所泳池空调运行管理浅析

徐钢

（上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司，上海200041）

通过对某会所游泳池的负荷计算，根据泳池全年室内外环境的变化，分析泳池空调（包括末端和主机）的运行管理。

泳池空调； 除湿； 热回收； 运行管理

0 引言

随着人们生活水平日益提高，各类室内泳池逐渐增多；因此，针对泳池特点设计的泳池专用空调（简称三集一体机）也得到越来越多的推广和利用。然而一些设计师并未综合考虑项目的暖通、给排水设计，一味追求三集一体机［3］，以为选择了泳池专用空调这个节能设备，整个系统就节能了。其实不然，还是应该综合考虑空调冷热水、生活热水、泳池热水等系统设计；哪怕即使选择了泳池专用空调，也不能仅仅根据负荷简单地选择某个型号了事，还需根据项目室内外参数情况，考虑整个系统的运行策略。

1 项目情况

该项目位于上海市浦东，由两幢酒店式公寓和一幢旅馆建筑构成，三幢建筑通过地下室相连通，地下一层的主要功能为小区会所。会所内游泳池通过下沉式庭院与地面景观相连。游泳馆面积560m2，层高4.5m；池水面积280m2，水深1.6m。

室内设计参数：池水温度26℃，空气温度28℃，相对湿度65%；人员密度5m2/人，人均新风量25m3/h；夏季送风温度23℃（高于室内露点温度约2℃）；换气次数1.5次/h；最小新风量需同时满足人均新风量要求和泳池换气次数要求，取大值3780m3/h。

2 泳池负荷计算［1，4］

2.1 散湿计算

2.1.1 池面散湿

式中 S—池水面积，m2；

g—水面单位面积蒸发量 kg/（m2·h），取0.136（室温28℃，相对湿度65%，水温26℃）；

B—标准大气压力，101325Pa；

B′—当地大气压力，取 102540Pa（冬季）100540Pa（夏季）。

2.1.2 人体散湿

式中 n—岸上人数（水中人员通过池水散湿），人；

g′—单个成年男子散湿量，g/h，取425（室温28℃下重度活动）；

n′—群集系数，取0.92；

2.1.3 室内散湿

2.2 散热计算

2.2.1 池面蒸发散热

式中 r—冷凝热，kJ/kg，取2521（室温28℃，水温26℃）。

2.2.2 泳池周边传导散热按池面散热20%计算；

2.3 负荷计算

2.3.1 围护负荷

夏季：Q1=560×30W/m2=19.6kW

冬季：Q1=560×120W/m2=78.4kW

2.3.2 人员负荷

式中 n—岸上人数（水中人员通过池水散热），人；

q—单个成年男子散热量，W，取407（室温28℃下重度活动）；

n′—群集系数，取0.92。

Q2=33×407×0.92=12.4 kW

2.3.3 设备负荷

Q3=560×45W/m2=25.2kW

2.3.4 室内总负荷

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 送风量确定以及冷热盘管计算

2.4.1 热湿比线

夏季：ξ=89.2/0.0142=6281.7kJ/kg

冬季：ξ=-8.8/0.0142=-619.7kJ/kg

2.4.2 夏季计算结果（如图1所示）

2.4.2.1 总送风量（O-N）：30656m3/h。

此值亦是过渡季节全新风模式的新风量以及冬季通风除湿用最大新风量。

2.4.2.2 空调制冷量（C-L）：128.273kW

2.4.2.3 空调再热量（L-O）：16.218kW

2.4.3 冬季计算结果（如图2所示）

2.4.3.1 空调预热量（W1-W′）：9.210 kW（预热后出风温度5℃）

2.4.3.2 空调加热量（C-M）：65.157 kW

2.4.4 通风除湿时室外最大含湿量

式中 G—通风除湿用最大新风量，即空调箱总送风

量，取30656m3/h；

D—室内散湿量，取51kg/h；

ρ—空气密度，取1.2kg/m3；

dn—室内含湿量，取16.7g/kg。

根据公式计算得出通风除湿时室外最大含湿量dw=15.3g/kg。

3 泳池空调末端空调箱的运行管理

游泳馆内的室温、湿度以及水温都影响着馆内人员的舒适度，相对于常规空调系统，人们对馆内空调设计参数更加敏感。如果水温过高，人体耗热量增加，水温太低，人们只能短暂地逗留在水中；如果室温过高，人员会感觉闷热，室温过低，刚出水的人员会有寒冷感；如果湿度过高，室内容易结露，湿度过低，加速刚出水的人员体表水分蒸发，亦会导致产生寒冷感。所以，必须对馆内空调参数进行实时监测和控制［4］。

3.1 室外新风状态变化时的监控［2］

室外空气状态一年四季都在不断变化中，如图3所示W1-W12，一年12个月状态点。游泳馆的新风不仅是为了满足卫生、换气次数等要求，在过渡季节和冬季，对室内空气有除湿作用，所以，对室外新风状态监控有重要意义。对室外空气状态的监控需要设置新风、回风和混合后空气的温度、湿度传感器：

3.1.1 第一阶段

新风温度低于5℃。如果室外空气温度过低，直接与室内回风混合，会产生水雾或凝结水，所以，应将室外空气用预热器加热后再与回风混合，加热后的温度不应低于5℃。此时，新风应采用最小新风量。

3.1.2 第二阶段

新风温度不低于5℃且含湿量小于15.3 kg/s（如上章计算所得，含湿量等于15.3kg/s是该项目空气具有通风除湿功能的最大含湿量）。在此阶段中，随着室外空气温、湿度逐渐增加，可不断增加新风量，使得混合点含湿量正好等于15.3kg/s。当新风含湿量等于15.3kg/s，关闭回风阀，采用全新风状态模式。

3.1.3 第三阶段

新风含湿量大于15.3kg/s且焓值小于回风焓值。此时新风不具备通风除湿作用，只有通过冷却除湿。若与回风混合，只会增加冷却负荷，所以，在这个阶段应保持全新风状态模式。

3.1.4 第四阶段

新风焓值的大于回风焓值。此阶段是最常见的夏季设计工况，从节能角度考虑，新风采用最小新风量。

另外，当新风含湿量小于15.3kg/s但焓值大于回风焓值，虽然此类情况几乎不会出现，但为了保证论述的完整性，在此补充说明，如果出现此类状态点，按第四阶段处理。

3.2 室内状态变化时的监控［5］

游泳池空调设计一个重要特点就是室内需要常年保持同一个设计工况，然而，空调负荷是时刻不断变化的，比如上节提到的新风工况，影响着新风温、湿度、围护结构的传热量；又比如馆内人员的变化，影响着室内散热、散湿。为了保证馆内人员的舒适度，对室内工况监控也是必不可少的。对室内空气状态的监控需要设置回风温度、湿度传感

器、送风温度传感器、池水温度传感器：

3.2.1 空气加热状态

当回风温度低于设定值时，若回风湿度低于设定值时，则启动热源给空气加热；若回风湿度高于设定值时，且不能通风除湿时，将启动压缩机进行冷却除湿，回收热量给空气再热。

3.2.2 除湿状态

当回风湿度高于设定值时，且不能通风除湿时，将启动压缩机进行冷却除湿，回收热量给空气再热或则池水加热。同时，依靠送风温度传感器，确保送风温度高于23℃，以免送风口结露。

3.2.3 空气制冷状态

当回风温度高于设定值时，将启动压缩机进行冷却除湿，回收热量给空气再热和池水加热。

3.2.4 池水加热状态

当池水温度低于设定值时，利用回收热量给池水加热，或则热源直接给池水加热。

4 泳池空调主机的运行管理

近年来，为了响应国家节能减排的号召，三集一体泳池专用热泵得到越来越多的广泛利用，利用制冷、除湿时，冷凝器热回收给予空调再热、池水保温，多余的热量通过室外散热器排出，但是，当热回收量不足时，还是需要辅助热源，所以，系统是否节能不应单独考虑泳池的空调，应该综合考虑整个项目的空调系统，甚至包括生活热水系统。如果一个项目泳池区域采用一套泳池专用热泵，非泳池区域采用一套风冷热泵系统，生活热水系统亦是一套风冷热泵系统，不能因为泳池空调系统选活热水系统亦是一套风冷热泵系统，不能因为泳池空调系统选用了有节能效果的泳池专用热泵，就因此判定整个项目的系统设计是节能的；三个相互有关联的系统各自对立分开设计本身就与节能设计理念相悖，应尽可能整合在一起，统筹考虑。

4.1 会所（不包括泳池区域）空调负荷

根据常规计算方法得：冷负荷533.2kW，热负荷-293.3kW。

4.2 池水保温（补充水加热）所需热量

表1 夏、冬季的空调负荷和热水负荷 kW

式中 c—水的比热容，取4.18kJ/（kg·℃）；

ρ′—水的密度，取1000kg/m3；

v—泳池补水量，取池水容积5%，该项目泳池补水量22.4m3；

Δt—补充水与池水水温差，夏季取6℃，冬季取21℃；

T—泳池营运时间，即加热时间，取12h。

4.3 泳池及会所客房淋浴等生活热水所需热量

根据给排水专业资料得：夏季29.3kW，冬季41.8kW。

4.4 设计计算数据汇总

见表1。

4.5 主机选型

见表2。

表2 风冷热泵基本参数

4.6 主机运行管理

见表3。

5 结语

（1）泳池热湿环境复杂，设备选型之前，需根据室内、外参数详细计算。

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 钢（1981-），男，上海人，学士，暖通工程师，主要从事暖通设计工