(山東同圓設(shè)計集團有限公司 山東 濟南 250014)

太陽能、空氣源熱泵結(jié)合的游泳池?zé)崴こ淘O(shè)計

程中山

(山東同圓設(shè)計集團有限公司山東濟南250014)

空氣源熱泵熱水系統(tǒng)和太陽能熱水系統(tǒng)兩者結(jié)合起來,揚長避短、優(yōu)勢互補,既達到節(jié)能減排,又能保證全年、連續(xù)供應(yīng)熱水。本文在多個工程案例總結(jié)的基礎(chǔ)上，給出了運行較為成熟的泳池?zé)崴こ碳療崃鞒?，并給出了簡要的計算演示。

太陽能；空氣源熱泵熱水機組；熱水

一、緒論

當前一些高檔小區(qū)及商業(yè)綜合體的售樓處、會所會有相應(yīng)的游泳池配套設(shè)施，在項目的設(shè)計過程中，熱水形式需要綜合考慮設(shè)計規(guī)范、當?shù)芈毮懿块T的要求、熱源性能等方面的因素，有些工程是在參考專業(yè)廠家提供的流程上深化的，實際上這些廠家針對各自的產(chǎn)品都有一定的傾向性。對此類精簡型的項目，如何在保證系統(tǒng)運行合理的基礎(chǔ)上，做到建筑節(jié)能化，就顯的至關(guān)重要。本文在多個工程案例總結(jié)的基礎(chǔ)上，給出下述的泳池?zé)崴こ碳療崃鞒蹋槍υ摿鞒虉D，給出了泳池?zé)崴到y(tǒng)的計算步驟。設(shè)計師在類似的泳池設(shè)計中，可以做到：1、直接參照該流程，用于泳池?zé)崴募療醾?cè)；流程可局部調(diào)整，用在集中熱水的集熱側(cè)；2、通過實例計算演示，可較為明了的得出相應(yīng)的設(shè)備型號。

二、系統(tǒng)介紹

(一)運行策略和控制方案

(1)集熱器、空氣源熱泵置于屋頂；(2)采用兩個儲水箱：水箱放置在頂層機房。在天氣良好的情況下，儲水箱A中的水利用太陽能加熱，當日照不足或是陰雨天氣而恒溫箱水溫B低于設(shè)定值45°C時，熱量由空氣源熱泵或電加熱器提供。(3)溫差循環(huán)：集熱器與儲水箱之間的循環(huán)：當集熱器的水溫T1與儲水箱A的水溫T2的溫差大于10°C,且儲水箱A的溫度T2小于70°C時，電磁閥M8開啟和循環(huán)泵P1自動啟動；當兩者的溫差低于2℃時或儲水箱A的水溫T2大于70°C，電磁閥M8關(guān)閉和P1自動停止。兩儲水箱之間的循環(huán)：當儲水箱A水溫T2與儲水箱B的水溫T3的溫差大于5°C，且儲水箱B水溫T3低于50°C，循環(huán)泵P3自動啟動?？諝庠礋岜脝訒r，循環(huán)泵P3、P3'停止。(4)上水方式：采用電磁閥實現(xiàn)定水位上水，當儲水箱A中的水位低于L4水位時，電磁閥M1自動打開，到設(shè)定水位或是水滿時，自動關(guān)閉。保證儲水箱中始終有一定的水量，以滿足用戶用水的需求；(5)輔助加熱：當循環(huán)水泵P3循環(huán)2小時后，儲水箱B水溫T3仍小于45°C時，啟動空氣源熱泵及空氣源循環(huán)泵P4，同時電磁閥M3打開，電磁閥M4關(guān)閉；儲水箱B水溫大于50°C時，循環(huán)水泵P3停止。啟動空氣源熱泵加熱一小時后，T3仍小于45°C時，電磁閥M3關(guān)閉，電磁閥M4開啟，同時啟動電加熱器加熱；儲水箱B水溫T3大于50°C時，循環(huán)水泵P3停止。泳池和淋浴間不運行時，空氣源熱泵及電輔助加熱均停止工作。(6)管道循環(huán)：熱水供水采用變頻水泵供水。熱水系統(tǒng)運行時，若熱水回水管溫度T4低于40℃時，電磁閥M2打開，啟動變頻泵P2，低溫水流回水箱；若熱水回水管溫度T4高到45℃時，電磁閥M2關(guān)閉，增壓變頻泵P2啟動供水，從而保證用水舒適度。(7)防凍控制：當樓面循環(huán)管最低點溫度T5低于5°C時，電磁閥M1開啟和系統(tǒng)循環(huán)泵P1啟動系統(tǒng)循環(huán)，防止系統(tǒng)結(jié)凍。(8)泳池加熱系統(tǒng)為全自動運行,由溫控器控制加熱系統(tǒng)的啟停,溫控器上限溫度設(shè)定28度，下限溫度設(shè)定26°C。如探測池水池溫度低于26°C，則自動啟動循環(huán)泵P6和熱源間接加熱池水。如探測池水池溫度高于28°C，則自動關(guān)閉循環(huán)泵P6和熱源間接加熱池水。

(二)案例介紹

某濟南公寓樓地上6層為游泳池、5層局部為泳池循環(huán)機房。泳池水表面面積為300m2，泳池平均水深h=1.8m，設(shè)計泳池水溫為28℃，泳池初次加熱,熱損失為315KW，泳池維持恒溫需要的熱量為193KW。淋浴熱水量為55L/(人.天)(按建筑給排水設(shè)計規(guī)范GB50015-2003的表(5.1.1-1)計算,總用水人數(shù)為300人。泳池設(shè)計小時耗熱量Qh=163KW，設(shè)計小時熱水量qrh=2750L/h。6層屋面空間較大，可充分擺設(shè)太陽能集熱板。

1.設(shè)計參數(shù)及設(shè)備選擇

(1)年均溫度14.7℃，年均日輻照量17447KJ/m2，冷水計算溫度4℃。

(3)按照屋頂太陽能集熱板計算集熱水量(Vr=qrjd·Aj)：17.47m3

(4)太陽能集熱側(cè)水箱循環(huán)泵流量(qx=qgzAj):6.0L/s

根據(jù)06SS128太陽能集中熱水系統(tǒng)選用與安裝，雙水箱時，恒溫水箱的容積不宜小于集熱水箱容積的40%。調(diào)整后集熱水箱及恒溫水箱容積為：6.8m3

(7)空氣源熱泵供熱量(Qg=Qg1+Qg2)：985798KJ/h

(10)空氣源熱泵選型(Q=(Qg/k2*k3))：2464494.168KJ/h

(11)電輔助加熱

此流程中，電輔助加熱在非采暖季作用，最不利工況為春、秋分時刻，電輔助加熱供熱量為空氣源熱泵設(shè)計小時供熱量的30%計。

三、結(jié)論

1.太陽能與熱泵結(jié)合,取長補短,互為輔助,可以保證全年全氣候供熱,節(jié)能、環(huán)保和減排效果良好；2.該系統(tǒng)綜合考慮了太陽能、空氣源熱泵的特點，能夠在設(shè)計中方便設(shè)計師的工作，而不僅僅是依賴于設(shè)備廠家的設(shè)備選型，同時，由于太陽能供熱和空氣源熱泵,都會受天氣的影響,應(yīng)在空調(diào)管路上或蓄熱水箱里適當加上輔助電加熱,這樣從總體來說,是經(jīng)濟合理的。

[1]李德英.建筑節(jié)能技術(shù).機械工業(yè)出版社，2006：1-15.

[2]十二五規(guī)劃全文，2011.

[3]太陽能與空氣源熱泵結(jié)合的熱水工程設(shè)計及技術(shù)經(jīng)濟比較[J]，制冷技術(shù)，2009,1:5～11.

[4]鄭瑞澄等.民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)工程技術(shù)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

程中山(1983.05-)，男，漢族，工程師，碩士研究生，山東同圓設(shè)計集團有限公司，研究生方向城市管網(wǎng)優(yōu)化。