严寒区，寒冷区泳池区使用普通空调箱空调设计讨论

赵岩

中国京冶工程技术有限公司 北京 100088

1 泳池的室内设计参数

1.1 室内温、湿度

1.1.1 根据《体育建筑设计规范》JGJ31-2003

泳池区：

夏季：26℃～29℃的室温，60%～70%相对湿度。

冬季：26℃～29℃的室温，60%～70%相对湿度。

2 空调季节池区空调的设计

由于泳池的使用特点，决定泳池了有严格的温度和湿度要求，不论冬季和夏季，下面那我们来研究一下夏季、冬季的空调使用方式[1]。

2.1 夏季空调

2.1.1 为了方便阐述，引用《游泳馆空调设计》的成熟的数据进行举例。

北京地区泳池，泳池池水面积50m×25m，夏季是室外空调计算温度tw=33.2℃，湿球温度ts=26.4℃，大气压力B=749mmHg，室内设计参数tn=28℃，相对湿度Ø=70%，露点温度tl=22℃。新风量22500m³/h。室内余热313.2kW，室内余湿254.35kg/h。

由此可见：Ɛ=313.2/254.35×3600=4433kJ/kg。

由于室内的湿负荷比较大，所热湿比线比较平坦，室内露点是21.9℃，所以送风点的干球送风温度为23℃比室内露点高1℃，以23℃为基准，做一条水平的线，交到Ɛ线上，从而得出室内的送风点；再从室内送风点做一条垂直的线，交在相对湿度95%的线上，可找出机器露点温度。根据公式：G=Q/（hn-hs）可算出总送风量，

G=313.2/（71.4-59.1）×3600/1.2（m³/h）=76390（m³/h）。新风量为225100m³/h（新风量的取值按18m³/（h.㎡）则可得出混合点。

计算出机组盘管冷量Q冷=G（h h-h l）=76390×1.2×（74.7-55.9）÷3600=478.7kW。

其中：hh－混合点的焓值；hl－机器露点的焓值。

盘管的再热量亦可通过焓湿图上机器露点的焓值与送风点的焓值以及总送风量计算得出。

其中：hs－送风点的焓值；hl－机器露点的焓值。

总结，由上可见，夏季泳池区空调的计算方法，夏季空调的计算方法与普通的空调系统的计算方法基本相似，只是由于室内的湿负荷大，Ɛ线比较平缓，需要经过再热才能找到送风点。

2.2 冬季空调

2.2.1 冬季泳池的空调与常规的冬季空调相比有一些较大的区别，常规的空调冬季为了满足室内的舒适度需要加湿，而泳池的冬季空调为了控制室内的湿度是需要除湿的。

2.2.2 下面看一下冬季泳池空调的计算过程，沿用上面例子的基本参数，泳池池水面积仍为50m×25m，室内设计参数tn=28℃，相对湿度Ø=70%，露点温度tl=22℃。冬季是室外空调计算温度tw=-9.9℃，湿球温度ts=-11.5℃，大气压力B=766mmHg，新风量22500m³/h。室内余热-400kW，室内余湿仍为254.35kg/h。

由此可见：Ɛ=-400/254.35×3600=-5661kJ/kg。

在暖通空调中，结合空调末端的送风风速的要求，我们一般控制制热时送风温度不大于48℃，因为如果高于48℃的话，往下送热风就会比较困难。可以看一下不同温度下的空气密度：标准大气压下，46.85℃时空气的密度为1.1032kg/m³，标准大气压下26.85℃时空气的密度为1.1769kg/m³，空气密度在小数点后两位产生不同。可见送风温度越高，空气密度越小，空气密度差越大，越难往下送热风。如果控制送风温度≤48℃时，要想与Ɛ线相交取得较高温度的送风点，则需要等温加湿来实现。

图1 空气处理过程

根据公式：G=Q/（hn-hs）可算出总送风量， G=400/（85.7-74.1）×3600/1.2（m³/h）=103448（m³/h），由此可见此方法所计算出的送风量比夏季送风量76390（m³/h）要大，那么这台空调机组风机的风量就需按照满足冬季的送风量来选择了，新风量仍为22500（m³/h）。

机组的加热量：Q=Q1+Q2=G新（hw1-hw2）+G总（hh-hj2）=22500×1.2×[11.9-（-8.3）]÷3600+103448×1.2×（82.6-57.7）÷3600=151.5+858.6=1010.1kW。

其中：Q－机组加热量；Q1－预热盘管加热量；Q2－二次加热盘管加热量；hw1－室外点1的焓值；hw2－室外点2的焓值；hh－混合点的焓值；hj2－相交点2的焓值。

系统的加湿量：W=G总（d1-d2）=103448×1.2×（14.4-13.2）/1000=99kg/h。

其中：d1—相交点1的含湿量；d2—相交点2的含湿量。

可见，用等温加湿的方法，系统的送风量相比夏季制冷时要大，且多了一套等温加湿装置[2]。

2.2.3 泳池区域本就需要除去多余的湿量，现在为取得温度合适的送风点则需要加湿，不是很经济。那么有没有更好的办好呢？既不用加湿，又能在温度合理的范围内取得送风点？

见如下截图：

图2 空气处理过程

当使Ɛ线向变得更平坦一些，则有机会和混合点的直热线相交，经与热湿比线刻度图表比较，Ɛ=-1400kj/kg时可以与48℃等温线以及混合点的直热线相交。当Ɛ=-1400kj/kg时（Ɛ=Q/W）由于室内的湿负荷并没有减少，那么变化的只能是由空调处理的热负荷：Q=G（hn-hs）= 76390×1.2×（79.3-71.4）÷3600=201kW，那么剩下的199kW（400kW-201kW=199kW）的室内热负荷将由散热器系统提供。

机组的加热量：Q=Q1+Q2= G新（hw1-hw2）+G总（hh-hj2）= 22500×1.2×[11.9-（-8.3）] ÷3600+76390×1.2×（79.3-53）÷3600=151.5+670=821.5kW。

其中：Q－机组加热量；Q1－预热盘管加热量；Q2－二次加热盘管加热量；hw1－室外点1的焓值；hw2－室外点2的焓值；hh－混合点的焓值；hj2－相交点2的焓值。

关于散热器的选择：

项目的供回水温度为：75℃/50℃，室内设计温度28℃。散热器△T=（75+50）/2-28=34.5℃

选择钢铝复合散热器，当△T=34.5℃，中心距为80mm时，散热量为64.8W/片，按照一组20片计算，则需要的组数 n=199000/（64.8×20）=153.5组 ，根据散热器样本，每一片散热器片的宽度为70mm，那么153.5组散热器的长度为：153.5×20×0.07=214.9m，几乎与泳池区的周长[2×(7237)=218]相等。

总结，由上可见，为了不给机组加湿，从而分出大量的室内负荷交由散热器系统承当，虽然有利于解决外窗防结露的问题，但是散热器布置太多，影响了整个泳池区的美观。

2.2.4 上述两种方法均不能完美的解决冬季泳池区的供热，一种是使风量变大，增大初投资以及供热量，另一种虽然减少了风量，但散热器的大量布置又影响了池区的美观。那么能否把这两种方法有效的结合一下呢？

在风机选用与夏季制冷同样风量时，空调机组所提供的热量为：

Q = G (hs-hn)= 76390×1.2×(85.7-71.4)÷3600=364kW，

其中：hs－相交点1的焓值；hn－室内点焓值。

其余36kW（400kW-364kW=36kW）的热量由散热器来承担，散热器的组数为：n=36000/(64.8×20)=27.7组

机组的加热量：Q=Q 1+Q 2=G新(h w 1-hw2)+G总(hh-hj2)= 22500×1.2×[11.9-(-8.3)]

÷3600+76390×1.2×(79.3-53)÷3600=151.5+670=821.5kW。

其中：Q－机组加热量；Q1－预热盘管加热量；Q2－二次加热盘管加热量；hw1－室外点1的焓值；hw2－室外点2的焓值；hh－混合点的焓值；hj2－相交点2的焓值。

系统的加湿量：W=G总(d1-d2)=76390×1.2×(14.4-11.9)/1000=229kg/h。

其中：d1－相交点1的含湿量；d2－相交点2的含湿量。

此方法也可以根据平面先确定可布置的散热器组数，带散热器组数布置完毕后，室内剩余的热量由空调提供，从而反推出机组的送风量和耗热量[3]。

由上可见，选择了给机组加湿以及增设散热器系统反而是系统看起来更合理了一些。

3 结束语

下面我们比较一下上面两种冬季制热系统配置的优缺点。

采用等温加湿方法。优点：获得合理的制热送风温度。缺点：风量较夏季变大，增加了风道管路面积；增加了一套加湿设施；没有帮助外维护结构进行防结露。

采用等温加湿方法+散热器系统。优点：获得合理的制热送风温度；散热器系统有助于外窗防结露；散热器系统可在夜间值班可采用；风机送风量可与夏季相同没有增加管路系统用量。缺点：增加了一套加湿设施，增加一套散热器系统，增加了初投资。