会所泳池暖通空调设计

http://www.whzwpool.com

一、 工程概况：
　　本工程为武汉市某会所，建筑面积约5600m2,分为地下一层和地上三层，泳池位于地上一层，设备用房位于地下一层，地上为办公及商业用房。其中泳池建筑面积370m2，池面为不规则形状，面积为120m2。
　　二、设计参数的确定
　　1、室外设计参数：
　　冬季空调室外计算干球温度：-12℃
　　冬季采暖室外计算干球温度：-9℃
　　冬季通风室外计算干球温度：-5℃
　　夏季空调室外计算干球温度：33.2℃
　　夏季通风室外计算干球温度：30℃
　　夏季空调室外计算湿球温度：26.4℃
　　冬季空调室外计算相对湿度：45
　　冬季平均室外风速：2.8m/s
　　夏季平均室外风速：1.9m/s
　　2.室内设计参数：
　　池水设计温度26℃，室内设计温度28℃，相对湿度<70。
　　3.冷热媒参数：冬季热源供回水参数为：50/40℃，夏季冷源供回水参数为：7/12℃。
　　三、围护结构的热工计算
　　1. 外墙及屋面
　　由于泳池内一直是高温高湿的环境，在北方地区寒冷的冬季围护结构很容易结露，为防止冬季或过渡季节围护结构不结露，必须使内表面温度高于室内露点温度1-2℃。文献[2]认为，在理想的情况下，北京K<0.58W/(m2.℃).
　　在本工程中，外墙为400mm厚的加砌混凝土，70mm厚的聚苯板保温，K=0.44W/(m2.℃),屋面为60mm厚的挤塑保温，K=0.55W/(m2.℃)，经校核计算内表面温度，远大于室内空气露点温度。
　　2. 外窗
　　为追求建筑美观和品质，建筑师都喜欢采用大面积的玻璃，为了减少玻璃的结露，文献[1]提到的措施有：
　　⑴增加玻璃层数；⑵玻璃层之间送热风；⑶窗台下设暖气；
　　⑷由地板面缝隙沿玻璃面向上送干热风；⑸沿玻璃窗不同高度装红外线辐射器等。保证其表面温度高于空气露点温度。
　　在本工程中选用了性能好的玻璃，防结露计算如下：
　　游泳池室内冬季设计参数为：温度为28℃，相对湿度<70
　　根据焓湿图计算得出玻璃内表面的露点温度为19.5℃
　　则玻璃内表面的设计温度为20℃
　　K=a(Tn-T')/Tn-Tw)
　　K=8.7*{(28-20)/(28-(-12))}
　　=1.74W/m2℃
　　所以选用的玻璃传热系数上限小于1.74 W/m2℃。本工程选用LOW-E中空玻璃。
　　四、热湿负荷计算
　　1.热负荷计算
　　泳池部分的热负荷计算同民用建筑冬季热负荷计算方法相同，但除了冬季通风换气和补偿围护结构热损失所需要的热量外，还应加上空气传给池水的显热量。
　　2.湿负荷计算
　　泳池空调湿负荷主要由池水和池边以及人员的散湿量组成。
　　⑴池水散湿量计算
　　根据文献[1]计算式为：
　　W1=0.0075*（0.0152*va+0.0178）*(P2-P1)F
　　式中：va—游泳池水面的风速(m/S) 0.2m/s
　　P2——水表面的饱和水蒸气分压力(Pa)
　　P1——水表面空气水蒸气分压力(Pa)
　　F——水表面积（m2）
　　本工程池面面积120m2，代入公式
　　W1=0.0075*(0.00152*0.2+0.0178)*(3782-2972)*120
　　=13.2 Kg/h.
　　⑵池边散湿量计算
　　W2=0.0171（t干-t湿）Fn
　　式中：W2——散湿量（Kg/h）
　　t干——室内空调计算干球温度（℃）；
　　t湿——室内空调计算湿球温度（℃）；
　　F——池边面积（m2）；
　　n——润湿系数。
　　根据文献[2]n值对应不同的使用条件，取0.2-0.4为易.
　　W2=0.0171*(28-23.8)*250*0.2
　=1.72 Kg/h.
　　⑶人员的散湿量计算
W3=wnn1
　　式中：W3——人员散湿量(Kg/h);
　　w——单位人员散湿量Kg/（h.人）
　　n——人数；
　　n1——群集系数。
　　本工程按照50人计算
　　W3=50*100/1000=5kg/h
　　⑷总的散湿量：
　　W=W1+W2+W3=13.2+1.72+5=19.92 Kg/h　　
　　W’=W1*1.1=19.92*1.1=22.0 Kg/h
　　3. 通风量计算：
　　(1) 过渡季节排除室内湿气所需的通风量
　　L=W/ρ*(dn-dw）
　　式中： dn ——室内空气含湿量(Kg/Kg)
　　dw——送风点含湿量(Kg/Kg) 文献[2]过渡季节北京地区取12.1g/Kg比较合适.
　　L=22/1.2*(16.65-12.1)
　　=4029m3/h
　　L’=L*1.2=4835 m3/h
　　(2) 冬季排除室内湿气所需的通风量
　　L=W/ρ*(dn-dw）
　　=22/1.2*(16.65-0.5)
　　=1135m3/h
　　L’=L*1.2=1362 m3/h
　　由于考虑机组热回收，新风预热后的温度为10℃,相对湿度40%，则dw’=3.0(g/Kg)
　　L= W/ρ*(dn-dw）
　　=22/1.2*(16.65-3.0)
　　=1343 m3/h
　　L’=L*1.2=1611 m3/h
　　(3) 人员所需的新风：50*30=1500 m3/h
　　(4) 为了控制游泳池空气中的氯气含量，应达到1-4h-1的换气量
1.5*120*8=1440m3/h
　　故机组的通风量按照过渡季节的通风量确定，新风量（冬夏）按照1500 m3/h确定。
　　a: 假如夏季直流通风则室内的冷负荷等于通风带走的热量加池水的汽化潜热。
　　室内的冷负荷为55KW,池水的汽化潜热约为120W/m2
　　7200/3600*(t排-30)*1.2*1.02*1000=55000-120X120
　　t排=46.6℃
　　16.6/8m=2℃/m
　　人员活动区域的温度为34-36℃，偏高，反算人员活动区域的温度为30-32℃时，通风量需要多少？
　　L*(40-30)*1.2*1.02*1000=40600
　　L=7200 m3/h,则一方面通过直流通风，一方面通过开窗自然通风，如果按照0.5m/s的风速计算，开窗面积约为3平方米。
　　4. 气流组织
　　冬季池厅采用热风采暖和地板辐射采暖相结合的方式，在池厅上部设主送风管，通过圆柱型旋流送风口，将热风送至池厅区域，以保证池厅温度。同时，在泳池四周走道地面敷设交联聚乙烯（PEX）管，每25 m2~40 m2为一个盘管区域，供水温度采用50~40℃，温差控制在5~10℃，地板表面温度控制在30~35℃，这种辐射采暖方式能使室内温度梯度分布合理，使靠近地面的有效温度高于室内上部空气温度，形成独特的微气候条件，使提供的热量在人的脚部较强，头部较温和，从而给人以脚暖头凉的舒适感觉。
　　5. 设备选型，显热交换器
　　由于池厅过渡季节采用不循环的全空气系统，加上室内空气焓值很高，若直接将室内空气排出室外，将造成能源的极大浪费。根据国外的资料综合分析，在冬季总耗热量中，用于池区采暖和送排风的热量约占总耗热的1/2。游泳馆采用空气——空气热回收系统，即利用进风和排风两股不同空气的温差，通过新风处理机，对新风进行预热，以达到热回收的目的。为此，设显热回收型新风换气机（焓回收率达70%以上），池厅排出的热风经新风换气机后排出，而进入池厅的新风则经新风换气机预热后送至空气处理机，从而使供暖负荷减低，达到节能的目的。