泳池多功能除湿机组运行原理及应用设计

游泳馆室内国家建筑设计

（1）游泳馆室内始终处于高温高湿的环境下，所以要注意结露现象的产生。

根据体育建筑和游泳池相关标准和规范，泳池室内空气湿度的恒定在（60~70）%，空气温度比水温高2℃，最高不超过30℃。

（2）泳池池水处理无论采用何种方式，都含氯的成分。所以要通过通风来控制其浓度，并做好防腐处理。

①新风量不低于机组回风量的10%；

②除湿热泵机组设计的回风量应在换风次数的4到6次间选取；

③每人所需的新风量（m3/h）按20~30 m3/h；

④竞赛类和专用类游泳池初次加热时间宜采用24h-48h；

⑤竞赛类和专用类游泳池初次向池内充满水时间不宜超过48h；休闲类游泳池和水上游乐池初次向池内充满水时间不宜超过72h。

泳池多功能除湿机组的基本结构

有两部分组成：除湿系统和恒温系统。

一：双风机机组：只要送回风机启动，除湿系统和恒温系统也同时启动，除湿系统检测回风的湿度，恒温系统检测回风的温度。

二：单风机机组：只要送风机启动，除湿系统和恒温系统也同时启动，除湿系统检测回风的湿度，恒温系统检测回风的温度。

多功能除湿热泵的工作模式

多功能除湿热泵的工作模式分为自动与手动控制工作模式，手动又分为4种，分别为除湿A、除湿B、除湿C、通风模式。

下图为除湿A、除湿B、除湿C时制冷剂的流向图以及两用表冷器冷热水进出图。

除湿系统

1、 除湿A又称为升温除湿模式，组采用热泵技术原理, 低温低压气态的制冷剂经过压缩机成为高压高温气态的制冷剂, 该高温高压气体经过除湿机组内的再热冷凝器段冷却凝结成高压液体制冷剂,经节流元件膨胀阀等节流成低温低压液态制冷剂,低温低压的液态制冷剂再经过蒸发器(制冷除湿段)气化成低温低压蒸气回到压缩机, 如此就完成一个制冷循环。

2、除湿B模式又叫热回收模式，采用热泵技术原理，低温低压气态的制冷剂经过压缩机成为高压高温气态的制冷剂，该高温高压气体经过除湿机组内的PVC钛管换热器却凝结成高压液体制冷剂，经节流元件膨胀阀等节流成低温低压液态制冷剂,低温低压的液态制冷剂再经过蒸发器(制冷除湿段)气化成低温低压蒸气回到压缩机，如此就完成一个制冷循环。



3、除湿C模式又叫制冷模式，采用热泵技术原理，低温低压气态的制冷剂经过压缩机成为高压高温气态的制冷剂, 该高温高压气体经过除湿机组的室外冷凝器却凝结成高压液体制冷剂，经节流元件膨胀阀等节流成低温低压液态制冷剂，低温低压的液态制冷剂再经过蒸发器(制冷除湿段)气化成低温低压蒸气回到压缩机，如此就完成一个制冷循环。

4、通风模式：当在过渡季节（春、秋季）室外空气的状态参数满足室内空气要求时，就可以直接运行全新风模式，此时只需要运行除湿机组的回风风机与送风风机就可以达到要求，由此可见，其节能是显而易见。

全新风运行时,新风阀开启、排风阀开启、旁通阀开启。这时室外新风被送风风机通过送风管送到室内，而室内的（暖）湿空气则被回风风机通过排风管排至室外，由此形成一个全新风运行模式。

5、A/B/C自动除湿模式：A模式：只检测回风湿度，B模式：只检测泳池回水温度，C模式：只检测回风温度。

除湿机组的恒温系统

除湿机组里面的恒温系统（两用表冷器）与除湿系统（蒸发器与再热冷凝器）是分开的两个系统，所以有可能是除湿系统单独运行，也有可能是与恒温系统一起运行。只要除湿机组的风机启动，除湿机组控制系统就会不断检测回风温度。在极热的夏季，当检测的回风温度长时间高于设定温度时，这时冷水水管的冷水阀打开，热水水管的热水阀关闭，冷水进入除湿机组使混合后的空气温度下降；在极冷的冬季，否相反。

除湿机组对空气处理过程图

除湿机组对空气处理的过程可以用焓湿图清晰地表现。如下图，室内热湿空气N与室外新风W混合后得到一个混合状态点C，混合后的暖湿空气经过蒸发器，使空气温度降低到露点温度L点，水汽凝结成冷水滴从空气中分离出来，达到除湿的目的，同时空气温度下降，达到送风状态点O，然后经过送风风机把空气送回到室内。

池水加热

对泳池池水加热时，会有两种情况：一种是对池水的初次加热，另一种是对池水的恒温加热。我们对泳池水加热的泳池机选型就是根据初次加热负荷与泳池恒温加热负荷比较取最大负荷进行机组选型。

1、泳池水恒温加热计算。

池水加热所需的热量应为下列各项耗热量的总和：

1）池水表面蒸发损失的热量；

2）池壁和池底传导损失的热量；

3）管道和设备损失的热量；

4）补充新鲜水加热所需的热量。

1）池水表面蒸发损失的热量应按下式计算：

式中 Qs——游泳池池水表面蒸发损失的热量（KW)；

β——压力换算系数，取133.32Pa；

ρ——水的密度（kg/L），为1kg/L；

γ——与游泳池池水温度相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热（kJ/kg）；

υw——游泳池池水表面上的风速（m/s)，按下列规定采用：室内游泳池0.2 m/s ~0.5m/s，室外游泳池：2m/s ~3m/s；

pb ——与游泳池池水温度相等时的饱和空气的水蒸汽分压力（Pa）；

pq——游泳池的环境空气的水蒸汽分压力（Pa）；

As——游泳池的水表面面积（m2）；

B——标准大气压力（Pa），取101.325×103 Pa；

B’——当地的大气压力（Pa)。

2）游泳池、水上游乐池、文艺演出水池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量、应按池水表面蒸发损失热量的20%计算确定。

3）游泳池、水上游乐池和文艺演出水池补充新鲜水加热所需的热量应按下式计算：

式中

Ｑb——游泳池补充新鲜水加热所需的热量（KW）；

b--游泳池每日的补充水量百分比；

ρ——水的密度（kg/m3），取1000kg/m3；

V ——泳池容积(m3)；

C——水的比热[kJ/(kg·℃)]，取4.187kJ/(kg·℃)；

Td——游泳池的池水设计温度（℃）；

Tf——游泳池补充新鲜水的温度（℃）；

Th——加热时间（h），竞赛类和专用类游泳池初次加热时间宜采用24h-48h。

游泳池水初次加热负荷

式中

Q初——泳池初次加热所需的热量(kW)；；

ρ—— 水的密度(kg/m3)，取1000kg/m3；

C—— 水比热容[kJ(kg·℃)]，取4.187kJ/(kg·℃)；

V---泳池容积(m3)；

Tx—— 游泳设计池水温度(℃)；

Tb——游泳池补充新鲜水的温度（℃）；

T2—— 初次加热设定时间(h)；

γ—— 初次加热过程中散热系数，以泳池恒温散热为标准，取30%。

Q温——泳池水恒温加的热量(kW)。

气流组织

流程一：系统风量计算

1）泳池室内的送风量G通常按照除湿机组的送风量来确定，但是除湿机的送风量要满足以下条件：

①新风量不低于机组回风量的10%；

②除湿热泵机组设计的回风量应在换风次数的4到6次间选取；

2） 然后根据空调房间的区域面积确定风口个数，根从而主管及各分支管的风量就已经确定。

流程二：确定送风方式

1）影响气流分布的流动模式的因素

气流分布的流动模式取决于送风口和回风口位置、送风口形式等因素。其中送风口(位置、形式、规格、出口风速等)是气流分布的主要影响因素。

（2）房间内空气流动模式的类型

①单向流：空气流动方向始终保持不变；

②非单向流：空气流动的方向和速度都在变化；

③两种流态混合存在的情况。

下面介绍几种常见风口布置方式的气流分布模式。

如图a所示，这种方式无论是侧送还是下送，均适用于空间不高、外围护面不多的情况。这种方式在地下游泳池和单面外围护中应用较多，而下送效果又优于侧送。由于冬季送风温度高，致使气流的贴附性不强，空间高大时效果不佳。



如图b所示，这种方式较适用于多个外围护面、高度不高的场馆。它的中心目的是把潮湿的空气集中于大空间的中部，把干燥的空气送至两侧，一方面防止外围防结露，另一方面可使池边区湿度不至于偏高，形成一个无形的干湿分界区。同图a一样，由于冬季送风温度高，致使气流的贴附性不强，空间高大时效果不佳。



如图c所示，这是下送上回的通风方式，它利用了热空气自然上升的物理特性，充分发挥热空气在冷表面的贴附性，当场馆高度偏高时效果明显占优。不过，它的致命缺点是在清洗地面时过程之中送风口易遭受污染。因此，送风口应高出地面一定距离，同时在平时使时特别强调保护。



如图d所示，这是上侧送，同侧下部回风的通风方式送风气流贴附于顶棚，工作区处于回流区中。送风与室内空气混合充分，工作区风速较低，温湿度比较均匀，适用于恒温恒湿的空调房间。

如图e所示，这是双侧送，双侧下回的通风方式。当送冷风时，射流向下弯曲，适用于房间宽度大，单侧送风射流达不到对侧墙时的场合。

流程三：确定风管布置

根据房间面积、层高及装修要求等情况确定风管的布置：

主管走向？

支管布置？

送、回风管位置？……

流程四：计算风管尺寸

风管分类

1）按风管材料

A、镀锌钢板风管：常用在空调送、回风管道（优点：使用寿命较长，摩擦阻力小，制作快速方便，可工厂预制也可现场临时制作；缺点：受加工设备限制，厚度不宜超过1.2mm）。

B、普通钢板风管：常用在厨房灶具排油烟以及防排烟风道上（要求在2mm上只能采用普通钢板焊接而成，对焊接技术有一定要求）。

C、无机玻璃钢风管：常用于消防防排烟系统（优点：具有耐腐蚀、使用寿命长，强度较高的优点，造价与钢板风管基本相同；缺点：质量不稳定，某些厂商生产的材料质量比较差，强度和耐火性达不到要求，现场维修较困难）。

D、硅酸盐板风管：常用排烟管道（优点与无机玻璃钢板相类似，显著特点是防火性能较好：缺点：综合造价比较高）。

E、复合保温板风管：常用有：上海万博（铝箔聚氨脂）、湖南中野（酚醛树脂）、北京百夏（BBS）、铝箔玻璃绵保温风管等。

F、软风管：常用有铝箔型软管、铝制波纹形半软管、玻纤管（在工程上具有施工简单、灵活方便等特点，但其风管阻力比较大，且对施工管理要求比较高）。

G、其他风管：土建、砖茄、布风管等。

2）、按风管作用分：送风、回风、排风、新风管等。

3）、按风管内风速分：低速、高速风。

采用假定流速法计算风管截面积、确定风管尺寸，每经过一个风口都要计算剩下的风量的风速是否达到要求，如果风速没有达到要求，则风管要变径。

A、确定主风管及各分支管截面积根据公式：S=G/3600V

式中S――风管截面积 （m2）；

G――风管内风量（ m3/h）；

V――风管内风速（m/h），一般做设计时候，空调送风主管风速不宜大于6m/h，支管风速不宜大于3m/h，具体风速可参照下表：

B、根据风管截面积参照风管常规尺寸表选择合适的风管尺寸，矩形风管长边与短边之比不宜大天4：1。

消声器安装位置的最佳选择

消声器的作用：消声器是一种既能允许气流通过，又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。

消声器的安装位置大致可以分为4类：A、紧贴机房内墙安装；B、在机房内离墙安装；C、在机房外离墙安装D、紧贴机房外墙安装。

有实验表明图A、B、C、D中，只有图A、D能够有效地阻止了机房的噪声传出机房外，可以充分发挥消声的效果，最理想的做法是消声器紧帖内墙或外墙安装是最佳方案。

静压箱选用

1、静压箱的作用：

①、可以把部分动压变为静压，使风吹得更远；

②、可以降低噪音；

③、风量均匀分配；

④、静压箱可用来减少噪音，又可获得均匀的静压出风，减少静压损失。而且还有万能接头的作用。把静压箱很好地应用到通风系统中，可提高通风系统的综合性能。

2、计算方法

①在设计静压箱时，如果按着规定的风速成进行设计，箱体将会很大；一般的静压箱长边要宽出风管边400mm，高度要宽出风管高度400mm。数值是从约克设计手册上搞来的，那是估算。

②用机组的风量L÷3米/秒可得到你静压箱一个面的面积，然后根据房子的高度，假如是4米，可机组是2米高，在减去软接头大概0.5米，上面留高0.5米，那静压箱只有1米高，那就可以确定宽度了，有了两个数，第三个数也就容易确定了，这个面积也要等于L/3，不过在设计院里的面风速是取用2m/s的，如果够空间，就做大点吧。

风管设计注意事项

1、连接风管的阀部件安装位置及方向应符合设计要求，并便于操作。防火分区隔墙两侧安装的防火阀距墙不应大于200mm。

2、在风管穿墙部位做好局部隔振、隔声处理、杜绝刚性接触，各穿墙套管至少比风管孔径放大100mm，并且套管与结构之间、套管与风管之间用软性隔音防火材料填充。

3、风管穿越建筑物变形缝空间时,应设置长度为200mm~300mm的柔性短管（如图1）；



3、风管穿越建筑物变形缝墙体时，应设置钢制套管，风管与套管之间应采用柔性防水材料填塞密实。穿越建筑物变形缝墙体的风管两端外侧应设置长度为150mm~300mm柔性短管，柔性短管距变形缝墙体的距离宜为150mm~200mm（如图2），柔性短管的保温性能应符合风管系统功能要求。

风管支、吊架的安装

风管支、吊架形式和规格的选用，直接影响系统的运行和使用寿命。严格按国标图集和《规范》选用强度与刚度相适应的支、吊架形式、规格，在施工过程中严格执行。

1、根据施工图纸和深化设计，按风管的走向，对支、吊架的设置与标高进行定位。

①水平风管的大边长度≤400mm，吊架的间距不应大于4m；风管的大边长度>400mm时，吊架的间距不应大于3m；

②垂直风管安装时，其支架的间距不应大于4m；单根直管至少应有2个固定点。

③对风管的大边长度大于2500mm的超宽、超重等特殊风管的支、吊架按设计规定施工。

2、为了操作和检修的方便起见，支、吊架不宜设置在风口、阀门、检修门及自控机构处，应距上述部位200mm以上。

3、为了避免系统运行时风管的摆动，影响风管系统的使用寿命或造成不可预见的事故，所以，水平悬吊的主、干风管，若长度超过20m，应设置防止摆动的固定点，每个风管系统不得少于1个。

4、对于风管直径或大边≥630mm的防火阀必须设单独支架；水平安装的边长（直径）大于200mm的风阀等部件与非金属风管连接时，应单独设置支、吊架。

5、支、吊架距风管末端不应大于1000mm，距水平弯头的起弯点间距不应大于500mm，设在支管上的支吊架距干管不应大于1200mm。

6、水平安装的复合风管与支、吊架接触面的两端，应设置厚度大于或等于1.0mm，宽度宜为60mm~80mm，长度宜为100mm~120mm的镀锌角形垫片。

7、消声弯头或边长（直径）大于1250mm的弯头、三通等应设置独立的支、吊架。

风口设计选型

1、风口知识整理

有看台的游泳馆的气流组织

有固定看台的大型比赛用场馆，对温湿度要求比较高，如何才能使池边和看台温湿度场分开，使各区达到要求。

在英国，一些人建议用玻璃或有机玻璃进行隔断，但是由于大型游泳馆跨度大、高度高，所以玻璃固定困难，安全性差，而且为了固定，需设柱子和金属框架，影响视线。另外，有人把玻璃改为塑料薄膜，空调效果不错，两区温差可在7℃以上，但是该材料不易平整，会产生失真现象，影响观赏效果，而且该材料耐用性差。在日本，有些人主张只要分区送风就可以解决问题，只需各自区域的送回风量各看自平衡即可，但是由于两区存在温差，必然有自然对流，加之送向池区气流的引射作用，使看台的冷空气从下部侵入池区，而热空气由上部侵入看台，不仅池区温度难以保证，而且看台闷热难当。

综上所述，得出除分区送回风外，还必须设置必要的空气隔断。

（1）风幕的应用

如上图所示，在看台下部送风为水平方向，形成一个水平气流面，托住上部下侵的气流为水平风幕。

如上图所示在看台下部送风为垂直方向，在看台和池区之间形成一个垂直气流面，构成风屏蔽，防止看台冷空气下侵，形成两个空调分区的气流为垂直风幕。

（2）风幕设计建议

①采用多股平行射流组成的垂直空气幕时，有冷空气从看台前经“三角区”内侵入游泳区下部池边地带。为减少这种不利影响，建议喷口间距控制在喷口直径的5倍左右，如空间高度不高时，可用条缝风口。

②空气幕采用圆喷口时，建议喷口直径为100~150mm为宜，当然也可采用扁喷口，扁喷口的宽度建议采用30~50mm为宜。

③利用看台前栏板对空气幕射流的贴附作用，可以增加射流的作用距离，减少三角区的面积，从而改善分区效果。

④采用垂直空气幕进行分区空调时，对流热（冷）转移为观众区基本负荷的 1.1~1.3倍。

⑤空气幕采用的送风温度等于或高于游泳区平均温度，但不宜超过2℃。

⑥观众区送风方式，实验证明观众区采用上部侧送方式是能够满足空调要求的，但在计算射程时，可以只计算全程的60%~80%，绝对不能按满射程计算，否则会影响池边的温度。

⑦布置回风口时应考虑使观众区上部（即后排）回风量大些，而前排可以少布置或不布置，回风口可设置在座席底下。

⑧游泳区的温度分布和湿度分布方向相反，顶棚附近的温度最高，而水面附近的湿度最大。因此采用下部回风有利限制水池和池边蒸发的水分扩散到周边和观众区，也有利于池边温度的保持，在上部排风有利于排热回收。

流程六：阻力平衡计算及气流组织校核

1、计算最不利环路的压力损失并校核各支管阻力平衡

1）、简单计算最不利环路的压力损失

A、摩擦压力损失值：

Pm为0.8~1.5Pa/m

B、P=Pm × L × (1+k)

L 为风管总长度

弯头三通少时，k=1~2

弯头三通多时，k=3~5

2）、校核各支管阻力平衡，如分支管比较多时，需在各分支管上装风量调节阀。

2、室内气流组织校核

校核各空调风系统的气流组织是否出现短路？

校核室内空气循环是否合理，避免空调死区的出现？

风口的距离是否合理？…