工程案例：泳池热泵在泳池恒温中的应用
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1、前言
随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，人们健身保健意识的增强，游泳已经不仅仅是一项体育比赛，越来越多的人喜欢游泳健身。近年来各种的公众泳池、私家泳池、沐浴、SPA的增多，因此，人们对泳池水温加热恒温设备在节能、环保方面的要求随之越来越高。
目前很多的室内外标准泳池、娱乐性泳池、按摩池、桑拿池等都考虑要求具有恒温功能的设施，在冬季能投入使用。在室外温度较低时，泳池水对外散发大量热量，使池水温度降低。泳池水恒温所需耗热量的计算，是一项很复杂的工作，因为泳池表面散热、补充水量的耗热、泳池与池壁传热等过程是一种复杂的过程。我司专门从事室内、外泳池、按摩池、桑拿池等热水恒温设备开发生产，在此以某一工程项目作为例子，对泳池散热计算进行分析参考。
2、泳池热泵工作原理
所谓泳池热泵，就是采用耐腐蚀强的钛管的水换热器,与普通热泵相同的原理，使泳池水得到加热并保持恒温状态。风冷热泵泳池热水机（简称泳池机）是目前世界上一种新型、先进、能效比高的热水加热设备之一。
①、高效率节能：热泵不是热能的转换设备，而是热量的搬运设备，利用逆卡诺循环的原理，把热量从低温中传输到高温中去，因此热泵在由低温向高温传热过程中能够产生几倍增的能量。
②、超节能产品：输入1度电可输出3-4度电的能量。
③、大功率：单机输出功率大能满足各类大功率加热或制冷的场合，占地面积小。
④、使用寿命长：主机正常寿命高达15-20年。
⑤、安全性能高：水电隔离、无明火、无漏电、确保人身安全，因此是最安全的产品。
⑥、绿色环保：采用热泵技术，与其它常规热水设备（如：燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉等）相比可节省65%～80%的运行费，对环境无污染。
3、工程实例
3.1、项目概述
该项目为室内泳池，泳池面积为330m2，容量为462m³,要求泳池是24小时恒温，首次加热时间为48小时。本设计的重点在于冬季情况下能满足泳池所损失的热量，使泳池水温维持在设计水温，泳池水加热设计水温为28℃。查《暖通空调设计规范》可知冬季空气调节室外计算参数为5℃。
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3.2、计算参数
室外计算参数
夏季
冬季
室外计算干球温度 ℃
33.5 ℃
室外计算干球温度 ℃
5
室外计算湿球温度 ℃
27.7 ℃
室外平均风速 m/s
2.4
相对湿度 (%)
83%
相对湿度 (%)
70
大气压差 (Pa)
100450
大气压差 (Pa)
101950
夏季冬季
室外计算干球温度℃33.5℃室外计算干球温度℃5
室外计算湿球温度℃27.7℃室外平均风速m/s2.4
相对湿度(%)83%相对湿度(%)70
大气压差(Pa)100450大气压差(Pa)101950
泳池计算参数：
恒温水量计算参数：室外泳池面积为330m2，恒定温度27℃。系统损耗系数：5%。相对温度60%；泳池设计水温：28℃；室内水面风速：0.35m/s;
3.3、泳池加热量计算：泳池所需的加热量包括以下4个部分；
A、水面蒸发和传导损失的热量；
B、池壁和池底传导损失的热量；
C、管道的净化水设备损失的热量；
D、补充水加热需要的热量。
A、冬季情况下泳池表面蒸发损失的热量计算：
Qx＝α•у（0.0174vf＋0.0229）(Pb－Pq)A(760/B)
式中Qx——泳池表面蒸发损失的热量（kJ/h）；
α——热量换算系数，α＝4.1868kJ/kcal；
у——与泳池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热（kcal/kg）；
vf——泳池水面上的风速（m/s），
Pb——与泳池水温相等的饱和空气的水蒸汽分压力（mmHg）；
Pq——泳池的环境空气的水蒸汽压力（mmHg）；
A——泳池的水表面面积（m2）；
B——当地的大气压力（mmHg）。
B、泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量计算：
传导所损失的热量按泳池水表面蒸发损失热量的20%计算。
查相关参数表可知：
У=2435kJ/kg=579.76kcal/kg
Vf=0.35m/s
Pb=3.782KPa=28.367mmHg
Pq=2.06KPa=15.45mmHg
A=330m2
B=764.625mmHg
则Qx＝α•у（0.0174vf＋0.0229）(Pb－Pq)A(760/B)
=4.1868×579.76×（0.0174×0.35+0.0229）（28.367-15.45）×330×760÷764.625
=2427×0.029×12.917×328
=298197（kJ/h）
加上泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量，则泳池每小时总损失热量为：298197×1.2=357836.4（kJ/h）=85880.74（kcal/h）
C、泳池补水加热所需的热量：
Qb＝αqbу（tr-tb）/t
式中Qb——游泳池补充水加热所需的热量(kJ/h)；
α——热量换算系数，α＝4.2(kJ/kcal)；
qb——游泳池每日的补充水量(L)；
у——水的密度（kg/L）；
tr——游泳池水的温度（℃）。
tb——游泳池补充水水温（℃）；
t——加热时间（h）。
查相关参数表可知：
qb=462m3×5%=23.1m3=23100L；
tr=27℃
tb=10℃
则Qb＝αqbу（tr-tb）/t
=4.2×23100×1×(27-10)/24
=68722.5kJ/h
=16493.4kcal/h
经计算得泳池平均每小时经水面蒸发和传导损失的热量、池壁和池底传导损失的热量、管道的净化水设备损失的热量、泳池补水所需的加热量合计为：
85880.74+16493.4=102374.14（kcal/h）。
一台PASRW200S-U-P泳池机每小时可提供的热量为47300kcal/h，而3台PASRW200S-U-P泳池机可提供的热量为47300×3=141900kCal/h，大于泳池每小时总的损失量。故泳池每小时损失的热量可由3台PASRW200S-U-P泳池机组提供即可满足此泳池加热水温的要求。
3、几种泳池加热系统对比分析：
在相同条件下对室内泳池进行恒温加热
在冬季泳池水温日常恒温在28℃，按每天散热泳池降温2℃计算
加热热水所需热量：4.2×1000×2/24=350KJ/h
能源价格电：0.80元/度；轻柴油：4.60元/kg；液化气12.00元/kg；天燃气：3.00元/m3；
费用对比如下：
泳池热水机组
燃油热水炉
燃气热水炉
电热水炉
使用能源
电
轻柴油
液化气
电
能源热值
860 kcal/度
10200 kcal/kg
24000 kcal/kg
860 kcal/度
加热热水
400%
80%
80%
95%
能源所耗量
268.61
113.24
48.14
1130.98
所需费用
214.89
520.90
577.68
904.78
环境影响状况
无任何污染
污染严重，一些大城市禁止止使用
有燃烧气体排放
无任何污染
安全性能
安全可靠
有漏洞、火灾、爆炸等隐患
有漏洞、火灾、爆炸等隐患
电热管易老化，有漏电隐患
泳池热水机组燃油热水炉燃气热水炉电热水炉
使用能源电轻柴油液化气电
能源热值860kcal/度10200kcal/kg24000kcal/kg860kcal/度
加热热水400%80%80%95%
能源所耗量268.61113.2448.141130.98
所需费用214.89520.90577.68904.78
环境影响状况无任何污染污染严重，一些大城市禁止止使用有燃烧气体排放无任何污染
安全性能安全可靠有漏洞、火灾、爆炸等隐患有漏洞、火灾、爆炸等隐患电热管易老化，有漏电隐患
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通过对上述工程的实例分析，我们不难看出在泳池热源的选择方面，泳池热泵机组作为维持泳池水温有着很多优势，如设备利用率高，机组可安装在室外，节省了机房的建筑面积,省去了锅炉房和其它设用房。泳池热泵机组是从空气中吸取热量来加热泳池水，所以并不构成对空气的污染，对环境几乎不造成什么影响。省掉了许多运行管理上的麻烦,节省运行管理开支。因此该机组得到了广泛地应用。加上空气源热泵高效、节能、环保等优势将使泳池热泵机组得到更加广泛的应用。
