万科地产室内泳池综合节能解决方案

1万科地产室内泳池综合节能解决方案芬尼克兹（PHNIX）集团陈峰0前言万科柏悦湾位于大坦沙坦尾，大坦沙污水处理厂附近。目前，大坦沙只依靠珠江大桥与市区连通。作为万科在广州的又一力作，柏悦湾占地面积38111平方米，建筑面积约13万平方米，规划入住1300多户。设计方面，柏悦湾以“点”式布局，尽可能实现每套单位充分通风采光以及景观视野的最优化。园林设计上，柏悦湾采用现代、简约的风格设计，将园林景观引入建筑架空层，营造出高低错落的层级景观。万科柏悦湾规划由7栋34层的高层住宅楼组成，拥有约1100个住宅单位。小区内规划有小学、幼儿园、商业、公建等配套设施。作为万科地产的配套工程，PHNIX集团提供该项目商业会所中的室内泳池恒温设计、淋浴热水设计等等。图1万科柏悦湾项目效果图1工程概述本工程位于广州市，项目名称为广州万科柏悦湾兰乔圣菲会所室内泳池恒温项目，游泳馆总面积约1450平方米，泳池上空均高4.5米，游泳池水面积约185㎡，泳池平均深度1.5米，泳池水容量为275m³，设计水温为28℃±2℃，泳池营业时间12个小时。本设计的重点在于提供室内泳池的恒温设计要求及更衣室淋浴用热水设计需求。2工程概述1）、本工程依据建设单位提供的建施图；2）、暖气与通风工程施工及验收规范（GB50243-97）；3）、采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19-87）；4）、高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）；5）、全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调·动力(GB19-87)；6）、空气调节设计手册（中国建筑工业出版社、第二版）；7）、采暖空调制冷手册（机械工业出版社）；8）、建筑设计防火规范GBJ16－2001；9）、PHNIX泳池机组，空气源热水机组的性能参数；10）、国家现行的其他相关规范及措施。3.设计参数1）室内外计算参数如表1所示表1室内外计算参数夏季冬季2空气调节干球温度℃33.5空调计算温度℃5通风干球温度℃31通风干球温度℃13日平均温度℃30.1采暖计算温度℃7空气调节湿球温度℃27.7相对湿度70相对湿度83大气压力Pa101950大气压力Pa100450风速（m/s）2.4风速（m/s）1.82）泳池水温确定：游泳池的池水温度，可根据游泳池的用途，按下列数值进行设计：室内游泳池：A．比赛游泳池：24～26℃；B．训练游泳池：25～27℃；C．跳水游泳池：26～28℃；D．儿童游泳池：24～29℃；注：旅馆、学校、俱乐部和别墅内附设的游泳池，其池水温度可按训练游泳池池水温度数值设计。3）露天游泳池的池水温度不宜低于22℃。4）循环周期游泳池水的循环周期，应根据游泳池的使用性质、游泳人数、池水容积、水面面积和池水净化设备运行时间等因素确定。一般可按下表2采用。表2游泳池水的循环周期游泳池类别循环周期T（h）循环次数N（次/d）比赛池、训练池跳水池、私用游泳池公共池跳水、游泳合用池儿童池幼儿戏水池6～108～126～88～104～61～24～2.43～24～33～2.46～424～12游泳池水如采用间歇式循环时，应按游泳池开放前后将全部池水各循环一次计算。4.室内泳池恒温计算4.1室内泳池恒温计算本室内游泳池池水总面积约185平方米，水深1.5米，水容量275立方米，设计水温为28℃，室内温度29℃，相对湿度60%，冬季平均风速0.3m/s,初始加热时间48小时内，如右图2所示。1）冬季在室外气温最低5℃情况下泳池表面蒸发损失的热量计算：图2万科地产室内泳池3Qx＝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/hα—热量换算系数，α＝4.1868kJ/kcal（1/压力换算系数133.32Pa）×水的密度у—与泳池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热，kcal/kgVf—泳池水面上的风速，m/s一般按下列规定采用：室内水池vf＝0.2~0.5m/s露天水池vf＝2~3m/s；Pb—与泳池水温相等（28℃）的饱和空气的水蒸汽分压力，mmHg；Pq—与泳池的环境空气温度（29℃）相等的水蒸汽压力，mmHg；A—泳池的水表面面积，㎡；B—当地的大气压力，mmHg；广州大气压101950Pa=101950÷133=766.5mmHg而泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量，占泳池水表面蒸发损失热量的20%。查相关参数表可计算得：Qx＝α·у（0.0174vf＋0.0229）(Pb－Pq)A(760/B)=4.1868×580.3×（0.0174×0.3+0.0229）（28.37-18.04）×185×760÷766.5=2429.6×0.02812×10.33×183.4=129434（kJ/h）2）泳池每小时总损失热量：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，泳池每小时总损失热量为：129434×1.2=155321（kJ/h）=37097（kcal/h）3）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＝4.1868(kJ/kcal)；qb—游泳池每日的补充水量，L；按泳池水量的7%确定；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，取12小时。查相关参数表可知：qb=275m³×7%=19.25m3=19250L；tr=28℃tb=10℃则:Qb＝αqbу（tr-tb）/t=4.1868×19250×1×(28-10)/12=120893kJ/h=28875kcal/h4）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37097+28875=659724（kcal/h）=77KW。所以泳池每小时总的热损失量为77KW。4.2初始加热计算泳池的初始加热时间所需热量分为三部分，275立方水从10度升到28度所需要的热量、加热过程中泳池表面的散热量及加热过程中设备传导所需的热量。泳池水表面的散热量和设备传导散热量近似以线性变化计算:37097/2kcal/h=21.6kw/h泳池初始加热量=275×1.163×(28-10)+21.6×48=5756.85+1036.8=6794kw泳池初始加热每小时提供的热量=6494/48=142kw/h由于甲方对初始加热时间不做要求，只需要求提供泳池恒温的热量，故按照泳池恒温所需热量为77KW/小时，故选择PHNIX泳池机两台，型号为PASRW250S-V-P,在冬季最寒冷时满足泳池恒温的热量需求。4.3泳池循环加热过滤原理图5.泳池运行费用对比分析国内现行泳池恒温设备产品效率对比分析表供热方式燃油锅炉电辅助加热PHNIX泳池恒温热泵机组种类柴油电电环境污染情况比较严重无无安全性能比较比较安全不安全安全特殊功能恒温功能恒温功能恒温功能恒温所需热量66220kcal/h燃值10200kcal/kg860kcal/kwh860kcal/kwh5热效率90%90%400%单价4.8元/kg1元/kwh1元/kwh泳池水恒温每小时需燃料量7.21kg85.6kwh19.25kwh泳池水恒温每小时需费用（元）34.685.619.25泳池每天工作时间（小时）121212泳池水恒温每天需费用（元）415.31027.2231泳池每年运行天数（天）200200200年运行费用（万元）8.320.54.62设备使用年限6～86～810～15从上表可以看出，燃油锅炉的年运行费用为8.3万元,电辅助加热的运行费用为20.5万元，泳池恒温热泵的年运行费用为4.62万元，泳池恒温热泵的年运行费用最低，节能优势明显。6.淋浴热水设计作为万科地产旗下的配套项目，该泳池也设计了淋浴热水，用来清洗游泳后身上的含氯水分，避免对身体的伤害。总共有6个淋浴头，设计PHNIX空气源热泵，型号为PASHW060SB-2-C和一个4吨的保温水箱，保证充足的淋浴用热水。7.机组特点规格齐全：机组规格齐全，适用于各种大小泳池，对于大型泳池，可根据实际负荷大小进行模块拼接组合；高效节能：采用热泵技术，机组直接加热泳池水，全年平均能效高达5.0，与传统加热方式（锅炉+板式换热器）相比，运行费用可节省65%-80%；安全环保：水电隔离，无燃烧，不漏电漏气，无污染，彻底消除触电、中毒、爆炸等危险，使用安全环保；经久耐用：采用专利技术的双流程钛盘管换热器，能够抵御水中氯离子的侵袭，完全对人体无害，性能稳定，经久耐用。安全方便：整体式设计，结构紧凑，外形美观，占用空间小，安装方便。8.结语综上所述，泳池恒温热泵在泳池综合节能解决方案中的节能优势明显，性能特点突出，应用广泛而普遍。6