泳池空调方案
由于游泳池处于地下并且前后左右以及上方均为空调区域,使得室内负荷以照明与设备负荷为主,冬夏季恒定为60w/ m2 ,夏季将新风处理到较低露点后,与回风混合再热送入室内,为减少再热量,对处理后的新风进行排风显热回收,同时考虑将回收后的新风部分送入设备监控室与配电间,力求控制电加热器再热温差在1~2℃之内;冬季将新风处理到送风状态点承担室内余热余湿。
为安装方便以及夏季为了提高除湿能力而使设备必须能够进行的大焓差处理特选用大金新风机,依据风系统阻力判断是否需要串联机械风机。
为提高舒适性,同时减小地下对室内热湿负荷的影响,再游泳池供水管接入泳池之前先沿池厅表面走一循环,以提高地面温度。
在气流组织上为不破坏虚空效果采用侧上送侧下回。
风管外包装饰柱状隔断均匀布置,在离吊顶0.5米处有环形风道连接各柱并与机房连接。
A.散湿量的计算
1. 室内游泳池敞开水面的散湿量
--泳池水表面散湿量,kg/h;
---蒸发系数(常规30度以下可取19.1736);
--相对于水表面温度下的饱和空气的水蒸气分压力,bar;
---空气中水蒸气分压力,bar;
---水池表面积,m2;
----标准大气压,Pa,101325;
----当地实际大气压,Pa。
2. 人体散湿量
=NQ/1000
---人体散湿量,kg/h;
N------人数,本项目取20;
Q------成年男子极轻劳动下散湿量,g/h,本项目取109 g/h;
3.合计W= + =3
4.33kg/h
B.风量计算
1.夏季新风量的计算
根据新风机的处理能力(制冷量)反算处理焓差,考虑一定安全系数(1.15),得出计算焓差,由此与90%等相对湿度线相交可以得出机器露点X1,与室内状态点N1,绝对湿差为2g/kg,根据散湿量可取新风量为14000m3/h.
2.冬季新风量的计算
根据冬季室外状态,与室内状态点N2,得出绝对湿差为10.2g/kg,根据散湿量可取新风量为3000 m3/h
因此可选新风机3000 m3/h,一台,5000 m3/h一台,6000 m3/h一台,夏季开三台,冬季开一台3000 m3/h,排风均为新风80%并相互匹配。
C.送风状态点
根据室内冬夏设计状态与室内冬夏热湿负荷以及各自的风量可以得出送风状态点O1与O2.
D.夏季再热计算
14000 m3/h的风量处在机器露点X1,如果直接利用电加热到送风状态点O1,再热功率将达到44.63kw,十分的不节能,所以对于处理后新风采用显热回收装置回收排风热,可温升4.4℃(取显热效率40%),节约再热功率20.6kw,本项目刚好设备监控室与一配电间散热功耗达到20kw,因此再热功率只需要4.63kw,根据风量平均分配到各新风机的再热器上,本次设计考虑了一定的系统连续性最终选用了总耗电量为7kw的电加热器。
E.冬季送风状态点的校核
根据设备工况与设计工况的不同,对新风机加热能力进行换算,加上分配到的再热器再热量,仍然只能达到14℃,低于室内露点所以冬季仍然需要送入配电间再热。
F.自动控制
对于新风机将传感器设置在新风送风管靠近新风机的送风侧,夏季恒定送风温度在16℃(机器露点),经过配电间与监控室后由机械排风机将排风排入泳池区域,将配电间与监控室作为大的再热静压箱,再经电加热微调后送入室内。
而在冬季与过渡季节将依靠设在电加热器微调后的送风管上的温度传感器,来控制新风制冷剂流量。
由于配电间常年热负荷稳定所以整个系统常年是恒定风量运行,只是阀门通断控制了风量的流通路径。
如下表
风系统风量夏季通路冬季通路
A 3000
m3/h 新风引入口-管道井-新风机A-设备监控室-机械送风机A-泳池-机械排风机A—排风井新风引入口-管道井-新风机A-设备监控室-机械送风机A-泳池-机械排风机A—排风井
B 5000
m3/h 新风引入口-管道井-新风机B-配电间-机械送风机B-泳池-机械排风机B—排风井新风引入口-管道井-新风机B-设备监控室 -机械排风机B1—排风井
C 6000
m3/h 新风引入口-管道井-新风机C-配电间-机械送风机C-泳池-机械排风机C—排风井新风引入口-管道井-新风机C-配电间-机械排风机C1—排风井
G.夏冬工况示意图及相关过程参数
分析与小结
1.由于池水温度是根据人的体温,人体热湿平衡与舒适性原则来选定的所以在相同的舒适条件下冬夏水温恒定;
2.夏季设计温度提高有利于节能,冬季由于水池水温是26℃,空气温度如果低于26℃,节约的那部分能源只是转嫁到水恒温处理那部分上去了并没有真正节能,而且由于空气比热小容易调节,控制空气温度将会做到真正意义上的节能。
至于湿度控制是根据虚幻天空投影仪与相关吊顶材料的特性设定的。
由于实际影响设备和材料寿命的是露点温度和设备元件角落温度,所以冬季可以适当提高相对湿度的设计值;
3.充分利用新风机的大焓差处理能力,利用冷冻除湿的原理除去泳池多余的湿度;
4.空调系统按湿度优先的原则进行空调系统方案设计;
5.为防止结露采用了三种方法严格控制送风状态干球温度高于相关露点;
6.为防腐采用镀锌钢板加镀锌玻璃棉外包铝板的风管施工工艺,所有与氯环境直接接触均进行了适当的保护措施。
7.如果是一般的地下游泳池,可能配电间功率并不是正好相匹配,如果过大可以考虑再加一组新风或机械通风设施恒定机房温度;如果过小或者无法利用,建议使用升温或恒温型冷冻除湿器进行处理。
结束语
1. 由于虚幻天空的功能要求使得该空调系统以湿度控制优先的原则进行控制;
2. 由于泳池位于地下室,且四周均为空调区域,对于常规泳池四周墙壁结露的问题反而可以忽略,本项目防结露的关键点在于控制送风干球温度与室内露点温度;
3. 由于采用直接蒸发式制冷,与供热,并不存在防冻问题,只是需要解决外机除霜问题;
4. 常规空调系统设计中对于风量设计与湿度控制经常选择性忽略,而本项目刚好相反重点控制湿度与风量,对于温度的平衡确是辅助控制项目。
参考资料
【1】体育建筑空调设计
【2】实用制冷与空调工程手册
【3】空气调节
【4】大金VIII技术资料。