五星酒店室内泳池空调设计与节能实例分析

工程实例：

本工程为江苏某五星连锁酒店的室内游泳池，平面尺寸为21m×10m，深1.5m，池水温度设定为26℃，故室内空气温度取27.5℃。相对湿度50%～70%。

1. 室内散湿量：

室内散湿量包括水池发湿量、池边发湿量和人员发湿量，分别按下式计算：

W ₁ =C （P ₂ -P ₁ ）·F·（760/B） ⑴

W ₂ = ｛［a（t _干 - t _湿 ）］/γ｝F _湿  ⑵

W ₃ =n ·q/1000⑶

式中：W ₁ 为泳池池水表面散湿量（kg/h）；C 为蒸发系数， 一般取0.032～0.038；P ₁ 、P ₂ 分别为水表面水蒸汽分压力和饱和水蒸汽分压力（mmHg）；F为水表面面积（m ² ）；760、B 分别为标准大气压和大气压力（mmHg）；W ₂ 为池边润湿地面散湿量（kg/h）；a 为空气对水的对流放热系数（kcal/m ² ·℃·h）；t _干 、t _湿 分别为空气干、湿球温度（℃）；g 为湿球温度时的水蒸汽化潜热（kcal/kg）；F _湿 为实际润湿表面面积（m ² ）；W ₃ 为人体散湿量（kg/h）；n为人数，按3.44m ² /人，本工程n=130 人；q 为成年男子每人散湿量194kg/h·人。

本水池散湿量为冬季18.5kg/h，夏季40.7kg/h；由于池旁走道往往只有部分润湿，故在计算F _湿 时通常将全部面积乘以20%~40%，本工程取30%；人体散湿量为130×194/1000=25.22kg/h。

2. 室内冷热负荷

泳池区室内冷热负荷h 可按常规方法计算，即夏季按不稳定传热分别计算各种热源引起的负荷，冬季按稳定传热计算法计算，将稳定传热量作为空调房间的热负荷。对于娱乐性游泳馆的人体散热量可参考以下标准确定：①人数：3.34m ² /人；②30%的人在池边室温下活动，散热量134W/h·人；③65%的人在水中慢游，散热量235W/h·人；④5%的人在水中快游，散热量407W/h·人。

本工程中， 夏季各项逐时冷负荷最大值90kW，冬季各项逐时热负荷最大值82kW，冷源采用酒店的制冷机组，提供7℃的冷冻水；热源采用锅炉房的热水，通过热交换器提供55℃的低温热水。同时为了提高室内人员冬季足部的舒适感，在池厅四周的地面上设置低温地板辐射采暖系统（如图1），在地板内埋设加热管材，冬季时通循环热水以提高地面温度。池厅内空调设计原则是夏季以机械通风为主，辅以对送入室内的新风进行降温、去湿处理。冬季采用热风采暖和池厅四周设低温地板辐射采暖相结合的空调方式。池厅顶上的网架内设置4台离心排风风机箱排风，同时设置2台新风机组对送入室内的新风作处理，新风经过条形送风口送至人员活动区域。在池厅四周设置1台吊装空调机来承担游泳池围护结构负荷及人员负荷。主、次入口处均设置电热风幕，主要用于隔断室外冷空气的侵入。如图2 所示。

3. 新风负荷：

Q _x =L _x r （i _w -i _n ）/3600   ⑷

式中：i _w 、i _n 分别为室外、室内空气焓值（kJ kg）。

4. 除湿方式：

泳池区除湿常用方式有冷却除湿和通风除湿两种，由于室内的热湿比较小，冷却除湿必须通过再热才能达到室内湿度的控制要求，从节能的角度考虑，显然应尽可能地利用通风方式除湿。

⑴ 通风除湿

当室外空气含湿量小于室内空气含湿量时，新风湿负荷L _x 为负值，也就是说在这种条件下可以通过通风对室内进行除湿，通风量大小为：

L _x = （W _c +W _r ）［ρ（d _n -d _w ）］ ⑸

式中：W _c 为泳池池水及池边散湿量（kg/h）；W _r 为人体散湿量（kg/h）。可见（d _n -d _w ）越大，通风量越小，一般约有1g/kg 的含湿量差，通风除湿才可行。对我国大部分地区的冬季和过渡季来说，d _w 要小于d _n ，可利用式⑸计算，但所得L _x 不应小于人员所必需的最小新风量。本工程中，冬季Lx=（18.5×1.3+26）/1.2/（16.4-

2.2 ）×3600=10548m ³ /h。

⑵ 冷却除湿

当夏季室外空气的温度和含湿量均大于室内时，新风会增加室内的热湿负荷，故新风量应取满足人员所必需的最小新风量，已知热湿负荷，送风量根据i-d 图依常规方法确定，不再论述。（图2）

防结露防锈措施：

室内游泳馆结露是普遍存在的问题，主要发生在冬季或梅雨季节，对建筑物的使用功能会造成很大影响，必须采取预防措施。

1. 围护结构必须具有良好的保温性能。由于泳池水蒸汽分压力较大，热工计算时必须保证围护结构内表面温度高于馆内空气露点温度1℃~2℃，而所用的建筑材料应满足围护结构最小允许热阻值，因此其围护结构的传热系数小于一般采暖建筑，保温层设在室外侧，隔汽层布置在室内侧。

2. 窗玻璃的防结露措施包括增加玻璃层数，采用中空夹层镀膜玻璃等。

3. 采用保温性能好、吸水率低、水蒸汽渗透阻小的保温材料， 如聚苯乙烯等。

4. 注意防止围护结构拐角的“冷桥”：墙角、过梁、圈梁和窗框等处必须加强保温和防腐措施。

5. 泳池附近气压应比其他地区低1Pa（0.1mmH ₂ O）以上，可防止池区的湿空气向其他地区扩散，减少水蒸汽的凝结和侵蚀。

6. 采用耐腐蚀材料或高防锈漆。虽然泳池已采用通风除湿，但池中的水分仍在不断蒸发，湿空气的侵蚀持续，又由于泳池采用氯气消毒灭菌，与空气中水蒸汽结合形成酸性气体，加剧了腐蚀作用，故系统风道除了正常的保温外应尽量隐蔽，风管采用耐腐蚀性不燃无机玻璃钢风管制作或铁皮风管外包铝箔。

运行策略：

1. 夏季运行由空调机组的出风温度（露点送风）（或室内相对湿度）控制冷水盘管的电动比例积分调节阀，保证机组的除湿能力。利用室内温度控制加热盘管的电动比例积分阀对最后送风温度进行控制。

2. 过渡季、冬季，通过空调机组后的温度、相对湿度控制新、回风比例，使混合后的绝对含湿量满足除湿要求；利用室内温度控制加热盘管的电动比例积分阀对最后送风温度进行控制。以送自然风为主并采取全新风。根据不同时期的使用要求，开启空调机组，调节供应空调机组中换热器的热水阀门的开度。

3. 由于游泳池池厅的室内外温差较大（尤其是冬季），且需要排出余氯余湿，排风量较大，排风中的可回收热量是很可观的，因此对部分排风在冬季采取回风方式进行热回收。

4. 采用变频技术，节约电能。屋顶防结露空调系统采用带温度传感器的室内湿度变送器，变频调速控制风机。

空气处理机组控制原理如图3 所示。

节能分析：

从恒温泳池的热湿计算可以看出，其主要能耗有：

①除湿能耗；②维持池水恒温和室内恒温的能耗；③建筑围护结构能耗；④灯光设备发热能耗；⑤排除室内湿空气带走的能耗。针对以上几点，在恒温泳池空调设计中可采用以下节能措施：

⑴ 尽可能利用通风的方式除湿，在使用要求不高或娱乐性质的场馆，可适当调整室内温湿度要求，增大含湿量差，降低通风量。在利用空调冷却除湿的场馆，条件许可时，宜对室外温湿度进行监测，根据其变化，调整新风量，节省冷量和再热量。

⑵ 制冷主机应尽可能采用游泳池专用的除湿热泵热回收机组， 回收热量用于加热池水或卫生热水，以减少锅炉或换热站的热负荷，条件允许的地区冷热负荷可全部由热泵热回收机组负担，减少加热设备的初投资。

⑶ 设置热回收装置，回收部分排风带走的负荷，降低能耗；冷却除湿时采用调温除湿空调设备，利用部分回风的冷凝热再热或加热冷媒，提高空调或制冷设备的效率。

本工程采用2 台全热回收器，安装在相邻的进风和排风管之间，利用吸热转轮慢慢转动，使排风的热量传递给新风，从而回收了排风中的热量，减少了对室外新风的加热量。转轮介质可采用含吸湿材料（如氯化锂）的纤维纸或石棉纸制成。这种热回收器不仅能回收显热，还可回收潜热，回收率高达65%。

在冬季室外设计温度为-5℃条件下，每年可大约回收热量35.76万kWh，相当于1年4个月就能回收该装置的全部费用。

⑷ 优化系统布置，除选用高效设备和合理水系统等常规节能手段外，泳池空调系统设计还须注意以下几点：①泳池区排风口、回风口尽量靠近水面或在池水上部布置，如受建筑限制，气流组织也应保证泳池区潮湿空气不通过池厅，必要时在池边设置风幕；②送风直接送入人员活动区域；③池厅和泳池区尽可能分设空调系统，根据不同温湿度要求选择设备；④对采暖系统，目前最佳方式是热风结合地板辐射采暖，以减少大空间不必要的空气加热量。

⑸ 为防止结露，要求围护结构内表面温度不低于室内空气露点温度（一般高1℃~2℃），故在设计中要与建筑设计人员密切配合， 选定合适的建筑围护结构材料，通过选材和风口、加热设备的合理搭配，以减少不必要的消耗。

结论：

水分子是游泳池最基本的组成元素， 也是通风空调设计成败最为关键的控制因素。如果可以从设计数据中归纳出水分子在通风空调设计的规律特性，则水分子就可以被反利用，帮助日后的设计，在资料不足时提高工作效率，将不利条件转化为有利元素。

1. 五星酒店的恒温游泳馆设计首先要正确选择和确定池水温度和游泳馆内的空气参数，最核心的就是做好热、湿、风的平衡，确定室内、外参数，详细地计算池水的散热、散湿量，对最终的系统选择和节能运行有重大的影响。

2. 游泳馆的节能主要是废热的回收和利用，包括通风排气和水的废热回收及热量的综合利用。