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一、工程概況
1、項目概況:
北京市某室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)游泳池規(guī)格為長度:50米,寬度:21米,深度:1.8米,通過計算得出泳池總?cè)萘繛?890立方米。泳池專用空氣源熱泵安裝在室外,北京在2019-12-30最低氣溫零下12度,固選用噴氣增焓壓縮機系統(tǒng)的超低溫泳池?zé)岜?,泳池水恒溫?8~31℃。
超低溫泳池?zé)岜貌捎妹绹容唶姎庠鲮蕢嚎s機、超大面積蒸發(fā)器、防腐蝕鈦管換熱器、電子膨脹閥、自動除霜裝置、整個智能控制系統(tǒng):采用全自動控制、恒溫補水,24小時準(zhǔn)確進行水溫、水位檢測,保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,實現(xiàn)無人管理。
2、需增設(shè)備:
熱 泵:24臺25P泳池?zé)岜脵C組
水 泵:熱水循環(huán)泵
熱水管線:PPR管 DN80
保溫材料:戶外管線為保溫管
3、設(shè)計依據(jù)及原則:
01、《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GB50015-2009)
02、《屋面工程質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50207-2002)
03、《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50242-2002)
04、《建筑電氣安裝工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50303-2002)
05、《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50300)
06、《設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則》(GB 4272)
07、《建筑荷載規(guī)范》(GBJ17-88)
08、《電氣裝置安裝工程低壓工程施工及驗收規(guī)范》(GB50254)
09、《制冷設(shè)備、空氣分離設(shè)備安裝工程施工及驗收規(guī)范》(GB/50274-98)
10、《自動化儀表安裝工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ131-90)
二、方案設(shè)計
1、設(shè)計參數(shù):
1.1室外氣象條件:
冬季室外干球溫度(當(dāng)?shù)刈罾湓缕骄鶜鉁兀毫阆?℃;
冷水計算溫度(當(dāng)?shù)刈罾湓缕骄疁兀?℃
1.2. 設(shè)計參數(shù):
1)游泳池恒溫設(shè)定:30±1℃。
2)水的比熱C取1kcal/kg·℃。
2、熱力計算及設(shè)備選擇:
假設(shè)泳池設(shè)計水溫為30℃,由于池區(qū)位于室內(nèi),在冬季時室內(nèi)平均環(huán)境溫度約17℃,空氣相對濕度70%。
(1)初始加溫(未加上加熱過程中的散熱)
由于泳池水量過大,初始加溫時間設(shè)計為48小時,則
式中:——游泳池加熱所需的熱量(kcal/h);
——平日均用水量,1890000L;
c——水的定壓比熱容,c=1kcal/(kg);
——水的密度,1kg/L;
——貯熱水箱內(nèi)水的終止溫度,30;
——水的初始溫度,8;
——加溫設(shè)計時間,48h;
Q1=1890000L×(30℃-8℃)/ 48h=866250kcal/h
(2)恒溫
池水平時恒溫系統(tǒng)熱負荷包括:池水水面蒸發(fā)損失的熱量;池水表面、池底、池壁、管道和設(shè)備的傳熱熱損失;補充水所需要的熱量。
1、游泳池水表面蒸發(fā)損失的熱量。按下式計算:
式中 Qz——游泳池水表面蒸發(fā)損失的熱量(kcal/h);
β——壓力換算系數(shù),取133.32Pa;
ρ——水的密度,1.0kg/L;
у——與游泳池水溫相等的飽和蒸汽的蒸發(fā)汽化潛熱,580kcal/kg;
VW ——游泳池或水上游樂池水面上的風(fēng)速(m/s),一般按下列規(guī)定采用:室內(nèi)
游泳池或水上游樂池VW =0.2~0.5 m/s;露天VW =2~3 m/s;
Pb——與泳池水溫30℃對應(yīng)的飽和空氣的水蒸汽分壓力,4241Pa;
Pq——在70%濕度下,與室內(nèi)溫度17℃對應(yīng)的水蒸汽壓力,1900Pa;
A——游泳池的水表面面積,m2;
B——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力,101325Pa;
B’——當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫Γ?01325Pa。
Qz =(1/133.32Pa)×1.0kg/L×584kcal/kg×(0.0174×0.5m/s+0.0229)
×(4241Pa-1900Pa)×1050m2×(101325Pa/101325Pa)=340247kcal/h
2、游泳池的水表面、池底、池壁、管道和設(shè)備等傳導(dǎo)所損失的熱量,應(yīng)按游泳池水表面蒸發(fā)損失熱量的20%計算確定:
即:Qs=20%×Qz=340247kcal/h×20%=68049kcal/h
3、游泳池補充水加熱所需的熱量,應(yīng)按下式計算:
式中 Qb——游泳池補充水加熱所需的熱量(kcal/h);
qb——游泳池每日的補充水量(L),1890000L×5%;
у——水的密度,1.0kg/L;
tr——游泳池水的溫度,30℃;
tb——游泳池補充水水溫,8℃;
T——加熱時間,24h。
Qb=1890000L×5%×1.0kg/L×(30℃-8℃)/24=86625kcal/h
5、熱負荷總歸納:
水池初次加溫:Q1+(Qz+Qs)/2=866250kcal/h+(340247kcal/h+68049kcal/h)/2=1070398kcal/h
水池平時恒溫:Qz+Qs+Qb=340247kcal/h+68049kcal/h+86625kcal/h =494921kcal/h
3、設(shè)備選型:
每臺25匹超低溫泳池?zé)岜迷谑彝猸h(huán)境溫度-1℃時的輸出功率為45580kcal/h。
①初始加溫裝機容量:1070398kcal/h÷45580kcal/h.臺=23.48臺
②水池恒溫裝機容量:494921kcal/h÷45580kcal/h.臺=10.85臺
③選型該項目選擇24臺25匹空氣源熱泵熱水機組可滿足加熱恒溫。
三、運行成本分析
1、基本數(shù)據(jù):
1、能源單價:電費1元/kwh(平均電價)
2、運行費用計算:
水池平時恒溫時,維持一天的熱量:Q=494921kcal/h×24h=11878104kcal。
年均熱量約為50%左右,即5939052kcal
不同冷水溫度,所需加熱熱量不同,運行費用亦會有所變化。
泳池恒溫:5939052kcal÷(860kcal×350%)×1元/kwh = 1973元/天
-1℃環(huán)境溫度初次加熱費用:21.5KW×24臺×48小時×1元/kwh = 24768元