劉 輝 陳 捷

（廣西華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司，廣西 南寧 530011）

近年來，室內(nèi)泳池除濕熱泵系統(tǒng)在廣西區(qū)內(nèi)出現(xiàn)并應(yīng)用，相對于常規(guī)的室內(nèi)泳池除濕系統(tǒng)，該系統(tǒng)集除濕、空調(diào)、池水加熱、智能換氣于一體，通過智能化的控制系統(tǒng)，根據(jù)四季不同工況自動(dòng)運(yùn)行，有效回收和利用能量，以更加經(jīng)濟(jì)的投入獲得舒適的室內(nèi)泳池環(huán)境。

1 除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)的組成、原理及控制原理

1.1 除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)的組成

除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)的主要核心部件有兩個(gè)：除濕熱泵空調(diào)機(jī)組＋配合整個(gè)除濕熱泵系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)。

1.2 除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)的原理

將池水表面蒸發(fā)的熱損失回收利用，轉(zhuǎn)移到池水和空氣中，以提供部分池水和空氣保溫所需的熱量。

圖1 除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)的基本組成

1.3 熱泵除濕空調(diào)機(jī)組的工作原理[2]

暖濕空氣（回風(fēng)、新風(fēng)、或混合風(fēng)）流經(jīng)除濕熱泵蒸發(fā)器，溫度下降，水汽凝結(jié)成水滴從空氣中分離出來，使空氣干爽，實(shí)現(xiàn)空氣除濕功能；同時(shí)，空氣冷卻、水汽凝結(jié)及冷卻過程中釋放出的熱量被制冷劑吸收。然后制冷劑吸收的熱量，經(jīng)池水冷凝器加熱池水，實(shí)現(xiàn)池水加熱功能；或經(jīng)再熱冷凝器，加熱冷卻的空氣，實(shí)現(xiàn)空氣保溫功能；或經(jīng)空調(diào)冷凝器將熱量排至室外，實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷功能。

1.4 除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的典型模式有3種：

模式 1：夏季除濕、制冷模式.室內(nèi)泳池池水不加熱,僅需要除濕和制冷。

模式 2：冬季除濕、池水加熱、空氣加熱模式。熱泵空調(diào)機(jī)組除濕的同時(shí)將除濕所回收的熱量及部分冷卻空氣所回收的熱量用于加熱池水，室內(nèi)空氣及補(bǔ)充的新風(fēng)需要加熱，由輔助熱源提供所需熱量。

模式3：春秋季3/4時(shí)間除濕、池水加熱、空氣制熱及1/4時(shí)間全新風(fēng)模式。在氣溫較低時(shí)，熱泵空調(diào)機(jī)組除濕的同時(shí)將除濕所回收的熱量用于加熱池水，根據(jù)室外氣溫和陽光等條件因素，熱泵空調(diào)機(jī)組將冷卻空氣所回收的熱量選擇用于加熱池水或加熱室內(nèi)空氣。

1.5 除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制原理[1]

除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)能夠高效節(jié)能運(yùn)行的關(guān)鍵除了其自身系統(tǒng)可進(jìn)行能量回收利用的特點(diǎn)外，還需要依靠完善的系統(tǒng)控制以及最大程度的利用室外新風(fēng)。為了實(shí)現(xiàn)泳池室內(nèi)可靠的防結(jié)露控制，應(yīng)采用室內(nèi)空氣干球溫度及露點(diǎn)溫度的控制方式，避免采用室內(nèi)空氣干球溫度與相對濕度的控制方式。除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)建議設(shè)置9+1個(gè)探頭，其中回風(fēng)、新風(fēng)及蒸發(fā)器后設(shè)置一對溫度和濕度探頭，送風(fēng)設(shè)一個(gè)溫度探頭、池水設(shè)一個(gè)溫度探頭，室內(nèi)最冷表面設(shè)一個(gè)露點(diǎn)溫度探頭。

1.5.1 利用溫濕度探頭的控制模式

除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)一般設(shè)置9個(gè)探頭，其中回風(fēng)、新風(fēng)及蒸發(fā)器后設(shè)置一對溫、濕度探頭，送風(fēng)設(shè)一個(gè)溫度探頭、池水設(shè)一個(gè)溫度探頭，室內(nèi)最冷表面設(shè)一個(gè)溫度探頭。除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行模式與這9個(gè)探頭密切相關(guān)，具體的控制模式如下：

①除濕模式。利用回風(fēng)溫、濕度探頭，新風(fēng)溫、濕度探頭，蒸發(fā)器后的溫濕度探頭。當(dāng)回風(fēng)濕度高于設(shè)定值時(shí)，又不能實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)進(jìn)行除濕時(shí)，將啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷除濕。同時(shí)輔以冷表面的溫度探頭進(jìn)行防結(jié)露控制。根據(jù)對比蒸發(fā)器后空氣露點(diǎn)溫度與冷表面溫度高低，來判斷是否對空氣再熱。

②空氣加熱模式。利用回風(fēng)溫、濕度探頭，新風(fēng)溫、濕度探頭。當(dāng)回風(fēng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，若回風(fēng)濕度低于設(shè)定值時(shí)，優(yōu)先啟動(dòng)輔助熱源給空氣加熱；若回風(fēng)濕度高于設(shè)定值時(shí)，且不能實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)進(jìn)行除濕時(shí)，將啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷除濕，回收熱量給空氣加熱。

③空氣制冷模式。利用回風(fēng)溫、濕度探頭，新風(fēng)溫、濕度探頭。當(dāng)回風(fēng)溫度高于設(shè)定值時(shí)，若回風(fēng)濕度低于設(shè)定值時(shí)，優(yōu)先啟動(dòng)輔助冷源給空氣制冷，若回風(fēng)濕度高于設(shè)定值時(shí)，且不能實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)進(jìn)行除濕時(shí)，將啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷除濕。

④池水加熱模式。利用回風(fēng)溫、濕度探頭、池水溫度探頭。當(dāng)回風(fēng)溫度和濕度均高于設(shè)定值，且池水溫度低于設(shè)定值時(shí)，將啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷除濕，回收熱量給池水加熱，若熱回收不能滿足池水加熱要求，再啟動(dòng)輔助熱源給池水加熱。在不需要啟動(dòng)壓縮機(jī)的情況下，優(yōu)先啟動(dòng)輔助熱源給池水加熱。

1.5.2 充分利用室外新風(fēng)的控制模式

在采用室內(nèi)干球溫度及露點(diǎn)溫度的控制圖表（表1）中，設(shè)定值為28℃干球溫度線和65%相對濕度線的交叉點(diǎn)?？刂葡到y(tǒng)利用這二個(gè)設(shè)定值，沿著28℃的干球溫度豎直線和絕對濕度點(diǎn)的水平線(亦是露點(diǎn)溫度線)將圖表劃分為四個(gè)區(qū)。

表1

A.從泳池回來的回風(fēng)(處于A區(qū))是太熱太濕?？刂葡到y(tǒng)監(jiān)測判斷出新風(fēng)是否比從泳池來的回風(fēng)冷和干。在這種狀態(tài)下，控制系統(tǒng)將查找新風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)是落在豎直干球溫度線的左邊且低于露點(diǎn)溫度線下邊，因?yàn)檫@個(gè)空氣狀態(tài)點(diǎn)比回風(fēng)冷和干。當(dāng)這些室內(nèi)和室外空氣狀態(tài)發(fā)生時(shí)，控制系統(tǒng)將引100%的新風(fēng)到泳池空間去，將回風(fēng)全部排出室外，從而將泳池空間的空氣狀態(tài)點(diǎn)拉回到設(shè)定值點(diǎn)。

B.處于B區(qū)的回風(fēng)是太熱但濕度合適K?？刂葡到y(tǒng)將監(jiān)測判斷新風(fēng)是否比回風(fēng)冷，在這種狀態(tài)下，濕度不被涉及到。當(dāng)B狀態(tài)發(fā)生時(shí)，無論新風(fēng)落在28℃干球溫度線左邊任何地方，控制系統(tǒng)會(huì)引100%的新風(fēng)，空氣將逐漸變冷，得到免費(fèi)的經(jīng)濟(jì)的制冷。

C.處于C區(qū)的回風(fēng)太冷和太濕。在這種狀態(tài)下，控制系統(tǒng)將監(jiān)測判斷新風(fēng)是否比回風(fēng)熱和干，處于表1右下部分區(qū)域的新風(fēng)將適合這個(gè)狀態(tài)。當(dāng)新風(fēng)處于這個(gè)區(qū)域時(shí)，控制系統(tǒng)引入最大到100%的熱的干的新風(fēng)，以使泳池空間狀態(tài)回到設(shè)定值點(diǎn)。

D.處于D區(qū)的回風(fēng)太冷但濕度合適?？刂葡到y(tǒng)引入比回風(fēng)熱的新風(fēng)，這意味著控制系統(tǒng)只要新風(fēng)在28℃干球溫度線右邊的任何區(qū)域內(nèi)都會(huì)引入新風(fēng)。

綜上所述：加熱制冷和除濕的節(jié)能邏輯應(yīng)總是以不啟動(dòng)壓縮機(jī)而維持空間溫度和濕度為優(yōu)先。即當(dāng)新風(fēng)對調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度濕度有利用價(jià)值的時(shí)候，優(yōu)先關(guān)閉壓縮機(jī)，利用全新風(fēng)模式，或除濕，或加熱，或制冷。

2 除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的比較

表2 除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的比較

3 結(jié)束語

（1）除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)在除濕過程中回收熱量，自帶完善的控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同季節(jié)及不同運(yùn)行工況自動(dòng)選擇運(yùn)行不同的模式，較常規(guī)冷卻除濕空調(diào)系統(tǒng)有較大的節(jié)能效果。

（2）除濕熱泵空調(diào)系統(tǒng)采用露點(diǎn)溫度控制，能夠切實(shí)保證泳池室內(nèi)不發(fā)生結(jié)露。

（3）該技術(shù)的適用性：

①在北方年平均氣溫較低及氣候干燥地區(qū)應(yīng)用，節(jié)能效果要好于夏熱冬暖地區(qū)。過渡季長及晝夜溫差大的地區(qū)可以充分利用全新風(fēng)運(yùn)行模式進(jìn)行除濕或利用池水蓄放熱節(jié)能運(yùn)行。

②適用于已設(shè)置了集中冷熱源的建筑物內(nèi)的室內(nèi)泳池，對于作為獨(dú)立建筑的室內(nèi)泳池，還需要額外設(shè)置一套提供輔助冷熱源的設(shè)備。

③適用于對室內(nèi)泳池環(huán)境要求高的星級會(huì)所、酒店、專業(yè)運(yùn)動(dòng)場館。