■衛(wèi)梁彥 ■煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，河南 鄭州 450000

隨著生活水平不斷提高，越來越多的高檔小區(qū)、會所和星級酒店配備了娛樂性恒溫游泳池。相比其他建筑，游泳館具有濕度大、能耗高等特點(diǎn)，因此空調(diào)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)合理選擇系統(tǒng)形式并降低系統(tǒng)能耗。

1 工程概況

該項(xiàng)目位于河南周口市，游泳池屬于會所一部分。游泳館建筑面積為900m2，建筑高度6m。池廳面積615m2，內(nèi)設(shè)12 ×24m 非標(biāo)準(zhǔn)泳池。

2 空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 室外設(shè)計(jì)參數(shù)

夏季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度35℃，濕球溫度28.1℃;冬季空調(diào)室外計(jì)算溫度-5.7℃，相對濕度:68%。

2.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

(1)空氣溫度:根據(jù)文獻(xiàn)池廳溫度須比池水溫度高1～2℃［1］，設(shè)計(jì)池水溫度26℃，室內(nèi)空氣溫度28℃。

(2)相對濕度:據(jù)研究表明在池水和池廳溫度不變的情況下，相對濕度70%時，空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)于60%時的情況［2］，故取相對濕度70%。

(3)池區(qū)空氣流速:泳池空氣流速一般為0.15～0.3m/s。流速越大，冷風(fēng)感越強(qiáng);流速越小，氣流組織困難。故空氣流速取0.25m/s。

3 游泳館熱、濕負(fù)荷計(jì)算

3.1 濕負(fù)荷計(jì)算

游泳館內(nèi)濕負(fù)荷(W)一般由池水蒸發(fā)量(W1)、池邊濕潤面蒸發(fā)量(W2)和館內(nèi)人員散濕量(W3)組成。

(1)泳池水面散濕量［3］:W1=0.0075(0.0152va﹢0.0178)(Pw﹣Pn)Fw式中:va為池水水面風(fēng)速，m/s;Pw為池水表面溫度下的飽和空氣水蒸氣分壓力，Pa;Pn為館內(nèi)空氣的水蒸氣分壓力，Pa;Fw為泳池水面面積，m2。

(2)泳池邊濕潤地面散濕量［3］:W2=0.0171(tn﹣ ts)Fsn 式中:tn、ts為館內(nèi)空氣干、濕球溫度，℃;Fs為泳池邊濕潤地面面積，m2，按池邊面積的30%計(jì)算［4］;n 為潤濕系數(shù)。

(3)館內(nèi)人員散濕量:W3=φmq 式中:φ 為群集系數(shù);m 為館內(nèi)的人數(shù);q 為一名成年男子的小時散濕量，kg/h。

對于娛樂性游泳館，室內(nèi)人數(shù)按3.34 m2/人［5］計(jì)算，共180 人。得W1=33.4kg/h，W2=3.1kg/h，W3=20.4kg/h?？偵窳?W=56.9kg/h。

3.2 熱負(fù)荷計(jì)算

游泳館的熱負(fù)荷包括常規(guī)負(fù)荷和空氣與水的熱交換負(fù)荷。

因池水表面的飽和空氣水蒸氣分壓力大于室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)的水蒸氣分壓力，水面上飽和水蒸氣向空氣中擴(kuò)散，形成潛熱負(fù)荷。另外，室溫高于池水溫度，空氣向池水傳遞顯熱。因此，夏季冷負(fù)荷需加上潛熱負(fù)荷，冬季熱負(fù)荷需減去潛熱負(fù)荷。

本工程夏季常規(guī)冷負(fù)荷為56kW，冬季常規(guī)熱負(fù)荷為75.6kW。

(1)池水向室內(nèi)空氣中傳遞的潛熱量:Qq=γW1/3.6 式中:γ 為26℃飽和水的汽化潛熱，kJ/kg;

(2)室內(nèi)空氣向池水傳遞的顯熱量:Qx=α(tn﹣ tw)(Fw+Fs)式中:tw為室外空氣溫度，℃;α 為對流換熱系數(shù)，W/(m2·℃)。經(jīng)計(jì)算，Qq=22.7kW，Qx=7.8kW。

在不含新風(fēng)負(fù)荷的情況下，夏季總的冷負(fù)荷為70.9kW，冬季總的熱負(fù)荷為60.7kW。

4 游泳館的除濕與通風(fēng)

游泳館除濕一般采用通風(fēng)除濕和冷卻除濕兩種方式。采用通風(fēng)除濕的方式，可節(jié)約能耗，降低初投資和運(yùn)行費(fèi)用。

游泳館通風(fēng)量應(yīng)選取以下風(fēng)量中的最大值:通風(fēng)除濕所需的風(fēng)量;使游泳館空氣中氯含量小于1 ×10-6所需的風(fēng)量;館內(nèi)人員所需的新風(fēng)量;夏季空調(diào)所需送風(fēng)量。

4.1 通風(fēng)除濕的風(fēng)量

L=W/ρ(dn-dw)式中，ρ 為濕空氣的密度，kg/m3;dn、dw為室內(nèi)、外空氣的含濕量，kg/kg干。

經(jīng)計(jì)算，過渡季節(jié)除濕通風(fēng)量L1=11028m3/h，冬季除濕通風(fēng)量L2=3141m3/h。

4.2 降低氯含量所需的通風(fēng)量和人員新風(fēng)量

為控制館內(nèi)空氣中氯含量，換氣次數(shù)應(yīng)取1～4 次/h。取2 次/h，通風(fēng)量L3=7380m3/h。人均新風(fēng)量為30m3/h，人員所需新風(fēng)量為L4=5400m3/h。

綜上所述，過渡季節(jié)通風(fēng)量取L1=11028m3/h，冬季通風(fēng)量取L3=7380m3/h。

4.3 夏季空調(diào)送風(fēng)量

為避免送風(fēng)產(chǎn)生霧化現(xiàn)象，送風(fēng)溫度應(yīng)高于露點(diǎn)溫度，因此送風(fēng)溫度設(shè)為23℃?？捎?jì)算出夏季送風(fēng)量為L5=18238m3/h。

5 新風(fēng)負(fù)荷

(1)冬季新風(fēng)為等濕冷卻過程，新風(fēng)負(fù)荷為:Qf=1.01L3ρ(tn-tw)/3600。

(2)夏季新風(fēng)負(fù)荷:Qf’=L5ρ(iw-in)/3600

式中，in、iw為室內(nèi)、外空氣焓值，kJ/kg干。

經(jīng)計(jì)算，Qf=116.8kW，Qf’=116.8kW。

含新風(fēng)負(fù)荷的情況下，夏季總負(fù)荷為187.7kW，冬季總負(fù)荷為144.5kW。

6 游泳館的采暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)

(1)由于游泳館內(nèi)空氣中含有大量的腐蝕性氯氣，不能循環(huán)利用，不及時排除，危害健康。而采用直流式空氣系統(tǒng)，對排風(fēng)中攜帶的冷、熱量和空調(diào)機(jī)組所消耗的電能都是浪費(fèi)，因此采用帶顯熱回收的空氣處理機(jī)組，熱回收效率達(dá)70%。

(2)由于過渡季節(jié)和夏季的通風(fēng)量接近，和冬季通風(fēng)量相差較大，通過選用風(fēng)量為8000/20000m3/h 的顯熱回收空氣處理機(jī)組，節(jié)約能源。而過渡季節(jié)新風(fēng)可通過旁通管直接送入室內(nèi)。

(3)空調(diào)系統(tǒng)采用下送上回式，主送風(fēng)管敷設(shè)在地下一層頂板下，沿一層外窗下距地200mm 處布置球形噴口，與墻面成30°斜送風(fēng)，回風(fēng)口集中設(shè)置游泳館頂部，可防止側(cè)壁和外窗結(jié)露。

(4)冬季地面溫度偏低會使腳部產(chǎn)生冷感。為提高舒適性，采用空調(diào)機(jī)組的回水在泳池邊增加地板輻射采暖，熱負(fù)荷為33.3kW。

7 結(jié)論

對于娛樂性游泳館的空調(diào)設(shè)計(jì)，應(yīng)合理確定室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)、熱濕負(fù)荷和除濕的方式。有效的氣流組織形式，防止圍護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)露和腐蝕。選用帶有熱回收裝置的空調(diào)機(jī)組，從排風(fēng)中回收熱量，降低能耗，節(jié)能效果顯著。

［1］賀綺華，鄒月琴.體育建筑空調(diào)設(shè)計(jì)［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1991.

［2］楊森.游泳館空調(diào)的熱濕負(fù)荷計(jì)算與節(jié)能［J］.制冷空調(diào)與電力機(jī)械，2010，31(1):5-14.

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［4］孫麗婧.帶顯熱回收裝置的娛樂性游泳館空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討［J］.建筑節(jié)能，2013，41(1):10-13.

［5］馬最良，姚楊.民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009.