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福州空氣源熱泵熱水機組的泳池應用實例!

2020-12-10 17:30:25

   隨著我國經濟的進一步發展, 綠色能源的利用將會越來越廣泛。在文章所述項目的會所游泳池設計過程中, 對空氣源熱泵熱水機組在會所游泳池中的應用進行一些分析。

   

空氣源熱泵

   1 工程概況

   

   案例是某綜合項目, 該項目包括1幢24萬m2 的大型商場、3幢高層住宅和1 幢3 層會所。其中室內游泳池設在會所的地下1層, 泳池水容積為435m3。

   

   2 泳池機組工作原理及系統原理圖

   

   2. 1 機組工作原理

   

   泳池機組采用的是熱泵技術, 它是采用電能驅動把熱量從低溫熱源轉移到高溫熱源中的一種裝置。根據逆卡諾循環原理, 采用少量的電能驅動壓縮機運行, 高壓的液態工質經過膨脹閥后在蒸發器內蒸發為氣態, 并大量吸收空氣中的熱能, 氣態的工質被壓縮機壓縮成為高溫、高壓的液態, 然后進入冷凝器放熱,把水加熱。如此不斷地循環加熱, 可以把水加熱至50℃ ~ 65℃ 。在運行過程中, 消耗了1份的能量, 同時從環境空氣中吸收轉移了4份的能量(熱量)到水中, 相對于電熱水器而言, 節約了四分之三的電能。

   

   2. 2 系統原理圖

   

   系統原理圖見圖1。

   

   游泳池機組工藝原理圖_碧淶空氣能官網

   

   3 設計計算及選型

   

   3. 1 項目設計條件

   

   本項目設計條件: 泳池容量為435m3, 本設計在于冬季情況下能滿足泳池每小時所損失的熱量。查相應設計規范可知冬季空氣調節室外計算參數為-4℃, 將泳池水加熱設計水溫為28℃。

   

   3. 2 設計計算過程

   

   (1)室外計算參數, 見表1。

   

   室外計算參數表_碧淶空氣能官網

   

   (2)冬季情況下泳池表面蒸發損失的熱量按下式計算:

   

   Qx = 1 /β·ρ·γ( 0. 017 4νf + 0. 022 9) (Pb - Pq )A (B /B′)

   

   式中: Qx---泳池表面蒸發損失的熱量( kJ /h) ;

   

   β---壓力換算系數, β= 133. 32 Pa;

   

   ρ---水的密度( kg /L)

   

   γ---與泳池水溫相等的飽和蒸汽的蒸發汽化潛熱 /( kJ/h);

   

   νf----泳池水面上的風速/ (m/s) , 一般按下列規定采用: 室內水池νf =0.2~0.5m/s;

   

   Pb---與泳池水溫相等的飽和空氣的水蒸汽分壓力/Pa;

   

   Pq---泳池的環境空氣的水蒸汽壓力/Pa;

   

   A---泳池的水表面面積/m2;

   

   B---標準大氣壓/Pa;

   

   B′---當地的大氣壓力/Pa。

   

   而泳池的水表面、池底、池壁、管道和設備等傳導所損失的熱量, 占泳池水表面蒸發損失熱量的40%。

   

   查相關參數表可知:

   

   y = 2 435 kJ /kg

   

   νf = 0. 35m / s

   

   Pb = 3. 782 kPa

   

   Pq = 2. 06 kPa

   

   A = 290m2

   

   B = 101 323 Pa

   

   B′= 101 941 Pa

   

   則Qx = 1 /β·ρ·γ( 0. 017 4νf + 0. 022 9) (Pb - Pq )A (B /B′)

   

   = 1 /133. 32 × 1 × 2 435 ( 0. 0174 × 0. 35 +0. 0229) ( 3 782- 2 060) × 290 × 101 323 ÷101941= 262 800. 00( kJ/h)

   

   加上泳池的水表面、池底、池壁、管道和設備等傳導所損失的熱量, 則泳池每小時總損失熱量為:

   

   262 055. 05 × 1. 2 = 314 466. 16(kJ/h) = 75 471. 97(kca l/h)

   

   泳池補水加熱所需的熱量: Qb = αqb ρ( tr - tb ) /t

   

   式中: Qb---游泳池補充水加熱所需的熱量( kJ/h);

   

   α---熱量換算系數, α= 4. 186 8;

   

   qb---游泳池每日的補充水量/L; 按泳池水量的10%確定;

   

   ρ---水的密度/ (kg/L) ;

   

   tr ---游泳池水的溫度/℃ ;

   

   tb ---游泳池補充水水溫/℃ ;

   

   t---加熱時間/h。

   

   查相關參數表可知:

   

   qb = 435m3 × 10% = 43. 5m3 = 43 500(L) ;

   

   tr = 28℃   tb = 8℃

   

   則Qb =αqb ρ( tr - tb ) /t

   

   = 4. 186 8 × 43 500 × 1 × ( 28- 8) /12

   

   = 303 543( kJ/h)

   

   經計算得泳池平均每小時經水面蒸發和傳導損失的熱量、池壁和池底傳導損失的熱量、管道的凈化水設備損失的熱量、泳池補水所需的加熱量合計為315 360 + 303 543 = 618 093 ( kJ /h )。由于一臺SRW250S泳池熱泵機組每小時可提供的熱量為360 000 kJ/h, 而3臺SRW250S泳池熱泵機組可提供的熱量為360 000 ×3= 1 080 000 kJ/h, 大于泳池每小時總的損失量。故泳池每小時損失的熱量可由3 臺SRW250S泳池熱泵機組提供即可滿足此泳池的要求。

   

   泳池初次加熱時間:

   

   T = V ×18 ×4. 186 8/Q制 = 435×18 ×4. 186 8/1080= 30( h)

   

   3. 3 機組運行分析

   

   根據計算得泳池平均每小時經水面蒸發和傳導損失的熱量、池壁和池底傳導損失的熱量、管道的凈化水設備損失的熱量、泳池補水所需的加熱量合計為618 093 kJ/h, 那么一天24小時的散熱量為618 903 kJ/h × 24= 14 853 672( kJ/h), 3臺SRW250S泳池熱泵機組每天的開機時間為14 853 672 ÷1 080 000= 14( h), 所以, 機組每天運行14 h就能夠達到所需的要求了。

   

   4 結 語

   

   隨著節能要求的加強, 綠色能源的利用將滲透到各個領域??諝庠礋崴疅岜镁G色低碳, 設計靈活、安裝方便及機組能效比高、制熱量大, 工程安裝簡便、運行及維護成本低廉, 使用安全等優點將更加明顯。


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