一、工程概況

本工程位于廣東省廣州市，項目名稱為 廣東奧體游泳館 。該游泳館訓練池尺寸為50*25米。平均深度為1.6米， 水容量約2000立方；比賽池尺寸為50*25米，水深3米，水容量約3750立方；跳水池尺寸為25*25米，水深5米，水容量約3125立方；要求提供一年四季三個游泳池水體恒溫熱量。

二、涉及范圍

本工程主要設計內容包括提供三個池子一年四季泳池水恒溫熱量要求等等。

三、設計依據(jù)

1）、本工程依據(jù)建設單位提供的建施圖

2）、<<通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范>>（GB50283-2002）

3）、<<采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范>>（GB50019-2003）

4）、<<高層民用建筑設計防火規(guī)范>>（GB50045-95）2005版

5）、<<全國民用建筑工程設計技術措施>>(2009版)

6）、<<空氣調節(jié)設計手冊>>（中國建筑工業(yè)出版社、第二版）

7）、<<采暖空調制冷手冊>>（機械工業(yè)出版社）

8）、<<建筑設計防火規(guī)范>>（GB50016－2006）

9）、廣東締普泳池恒溫機組的性能參數(shù)

10）、國家現(xiàn)行的其他相關規(guī)范及措施。

四、設計資料

4.1計算參數(shù)

1 ）夏季室外設計參數(shù):

夏季室外設計參數(shù):

2 ）冬季室外設計參數(shù):

冬季室外設計參數(shù)

3） 室內設計參數(shù):

室內設計參數(shù):

4.2 泳池水溫確定：

游泳池的池水溫度，可根據(jù)游泳池的用途，按下列數(shù)值進行設計：

室內游泳池：

A．比賽游泳池：24～26℃；

B．訓練游泳池：25～27℃；

C．跳水游泳池：26～28℃；

D．兒童游泳池：24～29℃；

注：旅館、學校、俱樂部和別墅內附設的游泳池，其池水溫度可按訓練游泳池池水溫度數(shù)值設計。露天游泳池的池水溫度不宜低于22℃。

4.3 循環(huán)周期

游泳池水的循環(huán)周期，應根據(jù)游泳池的使用性質、游泳人數(shù)、池水容積、水面面積和池水凈化設備運行時間等因素確定。一般可按下表采用。（游泳池水如采用間歇式循環(huán)時，應按游泳池開放前后將全部池水各循環(huán)一次計算。）

循環(huán)周期

五、泳池恒溫計算

5.1 訓練池恒溫計算

奧體游泳館訓練池游泳池池水總面積為1250平方米，水深平均1.6米，容積2000立方米；設計水溫為28±2℃，相對濕度65%，夏季室內平均風速0.3m/s,冬季室內溫度25℃，相對濕度65%，冬季室內平均風速0.3m/s，初始加熱時間48小時內。

5.1.1 冬季在室外氣溫最低5℃情況下泳池表面蒸發(fā)損失的熱量計算：

Qx＝α·у（0.0174Vf＋0.0229）(Pb－Pq)A(760/B)

式中 Qx—泳池表面蒸發(fā)損失的熱量，kJ/h

α—熱量換算系數(shù)，α＝ 4.1868 kJ/kcal

（1/壓力換算系數(shù)133.32Pa ）×水的密度

у—與泳池水溫相等的飽和蒸汽的蒸發(fā)汽化潛熱，kcal/kg

Vf —泳池水面上的風速，m/s。

一般按下列規(guī)定采用：室內水池 vf ＝ 0.2~0.5 m/s ，露天水池 vf ＝ 2~3 m/s ；

Pb—與泳池水溫相等（28℃）的飽和空氣的水蒸汽分壓力，mmHg；

Pq—與泳池的環(huán)境空氣溫度（25℃）相等的水蒸汽壓力，mmHg；

A—泳池的水表面面積，㎡；

B—當?shù)氐拇髿鈮毫?，mmHg；

冬季廣州市大氣壓101950Pa=101950÷133.32=765mmHg

查相關參數(shù)表可計算得：

Qx＝α·у（0.0174vf＋0.0229）(Pb－Pq)A(760/B)

=4.1868×580×（0.0174×0.3+0.0229）×（28.3-15.5）×1250×760÷765

=1085568（ kJ/h ）

=300（ kW ）

5.1.2 泳池每小時總損失熱量：

泳池的水表面、池底、池壁、管道和設備等傳導所損失的熱量，占泳池水表面蒸發(fā)損失熱量的20%。泳池每小時總損失熱量為：300×1.2= 360（ kW ）

5.1.3 泳池補水加熱所需的熱量：

Qb＝αqbу（tr- tb）/t

式中 Qb—游泳池補充水加熱所需的熱量，kJ/h；

α—熱量換算系數(shù)，α＝4.1868(kJ /kcal)；

qb—游泳池每日的補充水量，L；按泳池水量的5%確定100m3（100000L）；

у—水的密度，kg/L；

tr—游泳池水的溫度，tr=28℃；

tb—游泳池補充水水溫，tb=12℃廣東廣州冬季自來水最低水溫

t—加熱時間，h，取16小時。

則: Qb＝αqbу（tr- tb）/t

=4.1868×100000×1×(28-12)/16

=418680 kJ/h

=116（ kW ）

經(jīng)計算得泳池平均每小時經(jīng)水面蒸發(fā)和傳導損失的熱量、池壁和池底傳導損失的熱量、管道的凈化水設備損失的熱量、泳池補水所需的加熱量合計為360. +116=476 KW。所以泳池每小時總的熱損失量為476 KW。

5.1.4 標準泳池初始加熱計算

泳池的初始加熱時間按國標規(guī)定48小時內，所需熱量分為三部分，2000立方水從12度升到28度所需要的熱量、加熱過程中泳池表面的散熱量及加熱過程中設備傳導所需的熱量。

泳池水表面的散熱量和設備傳導散熱量近似以線性變化計算:360/2 = 180kw/h

泳池初始加熱量= 2000×1.163×(28-12)+ 180×48=37216+8640=45856 kw

泳池初始加熱每小時提供的熱量=45856/48=955kw/h

5.1.5 小結

即：泳池恒溫所需熱量為476 kw/h，初始加熱所需熱量為955 kw/h。

5.2 比賽池恒溫計算

奧體游泳館比賽池池水總面積為1250平方米，水深平均3米，容積3750立方米；設計水溫為28±2℃，相對濕度65%，夏季室內平均風速0.3m/s,冬季室內溫度25℃，相對濕度65%，冬季室內平均風速0.3m/s，初始加熱時間48小時內。

5.2.1 冬季在室外氣溫最低5℃情況下泳池表面蒸發(fā)損失的熱量計算：

Qx＝α·у（0.0174Vf＋0.0229）(Pb－Pq)A(760/B)

式中 Qx—泳池表面蒸發(fā)損失的熱量，kJ/h

α—熱量換算系數(shù)，α＝ 4.1868 kJ/kcal

（1/壓力換算系數(shù)133.32Pa ）×水的密度

у—與泳池水溫相等的飽和蒸汽的蒸發(fā)汽化潛熱，kcal/kg

Vf —泳池水面上的風速，m/s。

一般按下列規(guī)定采用：室內水池 vf ＝ 0.2~0.5 m/s ，露天水池 vf ＝ 2~3 m/s ；

Pb—與泳池水溫相等（28℃）的飽和空氣的水蒸汽分壓力，mmHg；

Pq—與泳池的環(huán)境空氣溫度（25℃）相等的水蒸汽壓力，mmHg；

A—泳池的水表面面積，㎡；

B—當?shù)氐拇髿鈮毫?，mmHg；

冬季廣州市大氣壓101950Pa=101950÷133.32=765mmHg

查相關參數(shù)表可計算得：

Qx＝α·у（0.0174vf＋0.0229）(Pb－Pq)A(760/B)

=4.1868×580×（0.0174×0.3+0.0229）×（28.3-15.5）×1250×760÷765

=1085568（ kJ/h ）

=300（ kW ）

5.2.2 泳池每小時總損失熱量：

泳池的水表面、池底、池壁、管道和設備等傳導所損失的熱量，占泳池水表面蒸發(fā)損失熱量的20%。泳池每小時總損失熱量為：300×1.2= 360（ kW ）

5.2.3 泳池補水加熱所需的熱量：

Qb＝αqbу（tr- tb）/t

式中 Qb—游泳池補充水加熱所需的熱量，kJ/h；

α—熱量換算系數(shù)，α＝4.1868(kJ /kcal)；

qb—游泳池每日的補充水量，L；按泳池水量的5%確定185m3（185000L）；

у—水的密度，kg/L；

tr—游泳池水的溫度，tr=28℃；

tb—游泳池補充水水溫，tb=12℃廣東廣州冬季自來水最低水溫

t—加熱時間，h，取16小時。

則: Qb＝αqbу（tr- tb）/t

=4.1868×185000×1×(28-12)/16

=774558kJ/h

=215（ kW ）

經(jīng)計算得泳池平均每小時經(jīng)水面蒸發(fā)和傳導損失的熱量、池壁和池底傳導損失的熱量、管道的凈化水設備損失的熱量、泳池補水所需的加熱量合計為 360. +215=575 KW。所以泳池每小時總的熱損失量為575 KW。

5.2.4比賽泳池初始加熱計算

泳池的初始加熱時間按國標規(guī)定48小時內，所需熱量分為三部分，3750立方水從12度升到28度所需要的熱量、加熱過程中泳池表面的散熱量及加熱過程中設備傳導所需的熱量。

泳池水表面的散熱量和設備傳導散熱量近似以線性變化計算:360/2 = 180kw/h

泳池初始加熱量= 3750×1.163×(28-12)+ 180×48=69780+8640=78420 kw

泳池初始加熱每小時提供的熱量=78420÷48=1634kw/h

5.2.5小結：

即：泳池恒溫所需熱量為575 kw/h，初始加熱所需熱量為1634 kw/h。

5.3 跳水池恒溫計算

奧體游泳館跳水池池水總面積為625平方米，水深平均5米，容積3125立方米；設計水溫為28±2℃，相對濕度65%，夏季室內平均風速0.3m/s,冬季室內溫度25℃，相對濕度65%，冬季室內平均風速0.3m/s，初始加熱時間48小時內。

5.3.1 冬季在室外氣溫最低5℃情況下泳池表面蒸發(fā)損失的熱量計算：

Qx＝α·у（0.0174Vf＋0.0229）(Pb－Pq)A(760/B)

式中 Qx—泳池表面蒸發(fā)損失的熱量，kJ/h

α—熱量換算系數(shù)，α＝ 4.1868 kJ/kcal

（1/壓力換算系數(shù)133.32Pa ）×水的密度

у—與泳池水溫相等的飽和蒸汽的蒸發(fā)汽化潛熱，kcal/kg

Vf —泳池水面上的風速，m/s。

一般按下列規(guī)定采用：室內水池 vf ＝ 0.2~0.5 m/s ，露天水池 vf ＝ 2~3 m/s ；

Pb—與泳池水溫相等（28℃）的飽和空氣的水蒸汽分壓力，mmHg；

Pq—與泳池的環(huán)境空氣溫度（25℃）相等的水蒸汽壓力，mmHg；

A—泳池的水表面面積，㎡；

B—當?shù)氐拇髿鈮毫?，mmHg；

冬季廣州市大氣壓101950Pa=101950÷133.32=765mmHg

查相關參數(shù)表可計算得：

Qx＝α·у（0.0174vf＋0.0229）(Pb－Pq)A(760/B)

=4.1868×580×（0.0174×0.3+0.0229）×（28.3-15.5）×625×760÷765

=541910（ kJ/h ）

=150（ kW ）

5.3.2 泳池每小時總損失熱量：

泳池的水表面、池底、池壁、管道和設備等傳導所損失的熱量，占泳池水表面蒸發(fā)損失熱量的20%。泳池每小時總損失熱量為：150×1.2= 180（ kW ）

5.3.3 泳池補水加熱所需的熱量：

Qb＝αqbу（tr- tb）/t

式中 Qb—游泳池補充水加熱所需的熱量，kJ/h；

α—熱量換算系數(shù)，α＝4.1868(kJ /kcal)；

qb—游泳池每日的補充水量，L；按泳池水量的5%確定155m3（155000L）；

у—水的密度，kg/L；

tr—游泳池水的溫度，tr=28℃；

tb—游泳池補充水水溫，tb=12℃廣東廣州冬季自來水最低水溫

t—加熱時間，h，取16小時。

則: Qb＝αqbу（tr- tb）/t

=4.1868×155000×1×(28-12)/16

=648954kJ/h

=180（ kW ）

經(jīng)計算得泳池平均每小時經(jīng)水面蒸發(fā)和傳導損失的熱量、池壁和池底傳導損失的熱量、管道的凈化水設備損失的熱量、泳池補水所需的加熱量合計為180. +180=360 KW。所以泳池每小時總的熱損失量為360KW。

5.3.4跳水池初始加熱計算

泳池的初始加熱時間按國標規(guī)定48小時內，所需熱量分為三部分，3125立方水從12度升到28度所需要的熱量、加熱過程中泳池表面的散熱量及加熱過程中設備傳導所需的熱量。

泳池水表面的散熱量和設備傳導散熱量近似以線性變化計算:180/2 = 90kw/h

泳池初始加熱量= 3125×1.163×(28-12)+ 90×48=58150+4320=62470 kw

泳池初始加熱每小時提供的熱量=62470÷48=1300kw/h

5.3.5 小結：

即：泳池恒溫所需熱量為360 kw/h，初始加熱所需熱量為1300 kw/h。

六、機組選型

1）機組選型為:

泳池熱泵選型表

七、運行費用分析

運行費用對比表

總結：采用廣東締普泳池熱泵加熱恒溫廣東奧體游泳館泳池，每年運行費用比燃氣鍋爐的運行費用節(jié)省243.9萬元；比電加熱恒溫器的運行費用節(jié)省394萬元；兩年至三年收回所有設備與工程初投資。