陳錦標(biāo)

（廣東聯(lián)盛泳池水療設(shè)備有限公司，廣東 中山 528400）

引言

近年來，很多高級(jí)會(huì)所和私人別墅都配置了高檔的室內(nèi)游泳場所，而選用何種設(shè)備以滿足泳池有效地運(yùn)作成為了考慮的首要問題。直接采用電加熱和燃料供熱來單一加熱水體，由于成本較高也不能滿足泳池環(huán)境濕度和空氣溫度的需要將逐漸淘汰。隨著熱泵技術(shù)的發(fā)展，目前已有各種類型的熱泵機(jī)組被運(yùn)用到泳池當(dāng)中。熱泵機(jī)高效環(huán)保的性能已經(jīng)得到普遍認(rèn)可，但室內(nèi)泳池的封閉性和腐蝕性，使得室內(nèi)泳池環(huán)境波動(dòng)較大，而很多熱泵機(jī)組由于功能單一也缺乏自動(dòng)化調(diào)節(jié)功能，在運(yùn)行時(shí)很難保持室內(nèi)泳池環(huán)境各項(xiàng)參數(shù)始終達(dá)到一種理想的平衡狀態(tài)。本文在分析了室內(nèi)泳池環(huán)境問題和恒溫設(shè)備運(yùn)作效益問題的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種新型的多功能泳池?zé)岜脵C(jī)組，通過實(shí)際使用提出了其送回風(fēng)系統(tǒng)和冷媒管道系統(tǒng)的改進(jìn)方案，體現(xiàn)了多功能泳池?zé)岜脵C(jī)組的經(jīng)濟(jì)和舒適性，自動(dòng)化調(diào)節(jié)的優(yōu)越性。

一、多功能泳池?zé)岜脵C(jī)組的概述

（一）特點(diǎn)

集水加熱、除濕、制冷為一體的泳池?zé)岜脵C(jī)組，可稱為多功能泳池?zé)岜脵C(jī)組。它不僅實(shí)現(xiàn)了泳池水體加熱，控制室內(nèi)濕度，熱量回收，提高經(jīng)濟(jì)效益多重功能，還對(duì)室內(nèi)空氣溫度進(jìn)行控制，并針對(duì)其封閉性可引入新風(fēng)的功能，使室內(nèi)泳池環(huán)境始終保持在一個(gè)潔凈舒適的理想平衡狀態(tài)。

（二）運(yùn)行邏輯

1.模式運(yùn)行

典型的室內(nèi)多功能泳池?zé)岜脵C(jī)組，壓縮機(jī)輸出的熱量首先通過熱交換器滿足池水加熱的需要，水溫達(dá)到后進(jìn)行除濕，除濕過程也是個(gè)能量交換的過程：圖中機(jī)組通過回收泳池區(qū)域水蒸發(fā)而損失到周邊環(huán)境空間的熱量。熱量回收指的是將高濕空氣冷凝所得的能量轉(zhuǎn)移到池水，并可以用來維持水溫在一個(gè)理想的溫度，同時(shí)濕氣也在空氣冷凝過程中被分離出來，余熱主要用于加熱由于除濕被冷卻的空氣。當(dāng)水溫和濕度要求后，對(duì)空氣進(jìn)行控制：夏季通過室外散熱器制冷，冬季可選用機(jī)組配置的輔助加熱或者其它空氣加熱方式投入運(yùn)行。當(dāng)室內(nèi)游泳池水溫，空氣溫度和濕度三者都滿足的情況下壓縮機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行，而為保持泳池大廳良好的通風(fēng)，送、回風(fēng)機(jī)會(huì)繼續(xù)運(yùn)行。

2.節(jié)能運(yùn)行

當(dāng)室內(nèi)溫度和戶外的溫度點(diǎn)相差不大時(shí)，而室內(nèi)濕度大于戶外的濕度并高于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，可打開排風(fēng)閥和新風(fēng)閥，讓泳池內(nèi)溫濕空氣被加風(fēng)機(jī)送到過濾器被排至室外，新鮮空氣被送風(fēng)風(fēng)機(jī)送至室內(nèi)游泳池，在泳池水體溫度滿足要求的情況下，可以停止壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

3.泳池機(jī)組工作原理

泳池機(jī)組采用的是熱泵技術(shù)，它是采用電能驅(qū)動(dòng)把熱量從低溫?zé)嵩崔D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗械囊环N裝置。根據(jù)逆卡諾循環(huán)原理，采用少量的電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)行，高壓的液態(tài)工質(zhì)經(jīng)過膨脹閥后在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)為氣態(tài)，并大量吸收空氣中的熱能，氣態(tài)的工質(zhì)被壓縮機(jī)壓縮成為高溫、高壓的液態(tài)，然后進(jìn)入冷凝器放熱，把水加熱。如此不斷地循環(huán)加熱，可以把水加熱至50℃～65℃。在運(yùn)行過程中，消耗了1份的能量，同時(shí)從環(huán)境空氣中吸收轉(zhuǎn)移了4份的能量(熱量)到水中，相對(duì)于電熱水器而言，節(jié)約了四分之三的電能。

二、多功能游泳池?zé)岜脵C(jī)組的改進(jìn)

（一）風(fēng)系統(tǒng)的改進(jìn)

由于室內(nèi)泳池是封閉性的熱濕環(huán)境，因此保持室內(nèi)良好的通風(fēng)非常重要。從圖1中看出，該多功能泳池?zé)岜脵C(jī)組的送回風(fēng)系統(tǒng)都裝有風(fēng)閥，即回風(fēng)閥、排風(fēng)閥、新風(fēng)閥。通過前面的分析知道這些風(fēng)閥在給室內(nèi)更換空氣時(shí)也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能運(yùn)行。目前很多室內(nèi)泳池的熱泵機(jī)組都安裝了風(fēng)閥，但 卻很少利用，不能自行開啟，需人工自行根據(jù)室內(nèi)外空氣的質(zhì)量進(jìn)行判斷來開啟，這樣的方式自然有很大的局限性，不能隨時(shí)對(duì)風(fēng)系統(tǒng)作出調(diào)節(jié)，也起不到節(jié)能運(yùn)行的良好效果。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用繼電器— —接觸器控制系統(tǒng)的泳池?zé)岜脵C(jī)組很難實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)閥的自行調(diào)節(jié)，而采用具有可編程控制的PLC控制系統(tǒng)能夠很好地解決這個(gè)問題。本文所分析的泳池?zé)岜脵C(jī)組正是采用PLC控制系統(tǒng)，為了讓風(fēng)閥在對(duì)比泳池室內(nèi)外空氣的參數(shù)后自動(dòng)調(diào)節(jié)開啟度，在已裝有室內(nèi)溫濕度的基礎(chǔ)上，可另增加一個(gè)溫濕度傳感器放在新風(fēng)口以測量室外空氣參數(shù)，在原有的風(fēng)閥上安裝三個(gè)風(fēng)閥驅(qū)動(dòng)器，通過對(duì)裝入新程序的多功能機(jī)組運(yùn)行實(shí)驗(yàn)觀察得知，該邏輯能夠很好地自動(dòng)調(diào)節(jié)各風(fēng)閥的運(yùn)行，從而達(dá)到保持室內(nèi)泳池潔凈舒適的空氣環(huán)境，同時(shí)更提高了泳池?zé)岜玫墓?jié)能性能，同時(shí)，降低壓縮機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，減少機(jī)組的耗電量，達(dá)到節(jié)能的最佳效果。

（二）冷媒系統(tǒng)的改進(jìn)

多功能熱泵機(jī)組是根據(jù)泳池多種需要而設(shè)計(jì)的，極大程度地滿足泳池環(huán)境和游泳者的舒適感。通常機(jī)組經(jīng)過現(xiàn)場的安裝，初期調(diào)試以及后期的保養(yǎng)等過后，有出現(xiàn)機(jī)組冷媒系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)壓力不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)，出現(xiàn)這種風(fēng)險(xiǎn)后會(huì)打破泳池環(huán)境的平衡，既給泳池周邊結(jié)構(gòu)造成腐蝕，也給游泳的人們帶來身體的各種不適。在針對(duì)此機(jī)組可能會(huì)出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)問題上，本文經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，提出了一種減少風(fēng)險(xiǎn)的參考設(shè)計(jì)方案。機(jī)組將自動(dòng)檢測濕度和空氣溫度，濕度還在保持舒適范圍而空氣溫度高出設(shè)定點(diǎn)時(shí)，則系統(tǒng)將轉(zhuǎn)入制冷運(yùn)行，這時(shí)閥V1、V2都得電，制冷蒸氣經(jīng)過室外散熱盤管冷卻，再經(jīng)過室內(nèi)蒸發(fā)器吸收從泳池來的熱量蒸發(fā)，從而使泳池室內(nèi)溫度降低保持在理想的溫度范圍。

結(jié)語

隨著國家節(jié)能要求的加強(qiáng)，綠色能源的利用將滲透到各個(gè)領(lǐng)域。空氣源熱水熱泵節(jié)能環(huán)保，設(shè)計(jì)靈活、安裝方便及機(jī)組能效比高、制熱量大，工程安裝簡便、運(yùn)行及維護(hù)成本低廉，使用安全等優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。