游泳池恒温系统：除湿加热泵在泳池中的深度应用
热泵热水器在泳池中的创新应用解析
1.1游泳池热量流失的奥秘（在别墅泳池设计中尤为重要）
游泳池分为室外露天与室内温水两种类型，根据使用性质可分为比赛池、训练池、跳水池、儿童戏水池等；按照经营性质则分为公用泳池、商业宾馆泳池以及私人别墅泳池。无论哪种类型的泳池，都需维持恒定的水温，而泳池水温因用途不同而有所差异。泳池热量流失主要体现在以下几个方面（在别墅泳池设备传导中尤为显著）：
1）泳池水面蒸发、水面传导以及池底和池壁传导导致热量不断流失。
2）游泳者在泳池中活动时，泳池水分会减少，需要不断补充，而补充的水需要加热，从而增加热量需求。
3）泳池的设备和管道也会持续向周围环境排放热量。
以上这些热量流失，都需要不断补充，以保持泳池水温的稳定。这些热量损失加上游泳场馆淋浴等热负荷，可统称为日常热量需求。
泳池水还需满足一次性全部更换的新鲜要求。为了清洗和消毒，泳池水需定期排空并重新注入温水。如果补充的水温较低（5-15℃），那么加热整池水所需的热量就构成了一次性冲击负荷。
1.2 游泳池水温设定（恒温泳池设备的关键）
一般而言，室内泳池水温设定在24-29℃，室外泳池为22-30℃。若室内游泳馆具备完善的空调采暖设施，水温可设定为25℃；若气温较低，可设定为27℃。热量流失与水温高低及周围环境（如空气）温度密切相关。通常，室内环境温度比泳池水温度高1-2℃。根据国外资料，室内泳池的佳环境参数为：
空气温度：26-30℃
池水温度：25-28℃
地面温度：30-32℃
风速：0.05-0.1m/s
相对湿度：50-60%
1.3室内游泳馆湿度控制（恒温泳池设备的重要环节）
维持室内游泳馆内一定的相对湿度至关重要。当室外温度为-10℃，室内空气相对湿度为50-60%，双层窗的传热系数为2.9W/m2时，玻璃窗户上仍会出现潮湿和结露现象；室外气温为-1℃，室内温度为28℃时，也会结露。游泳馆必须进行湿度控制。
1.4 游泳池热量需求计算
如前所述，泳池日常热量需求包括：
a.水面蒸发散热
b.水面传导散热
c.池底、池壁传导散热
d.设备及管道散热
e.补水加热量
f.游泳场馆淋浴等热需求
由于蒸发散热和传导散热等计算较为复杂，且需详细泳池结构尺寸、气象、土壤等资料，为简化估算，可以将a、b、c、d四项合并为游泳池水面面积m2的平均热散失量。具体数据可见表1。
表1：不同环境温度下的平均热散失量
| 环境温度(℃) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 露天泳池(KJ/h) | 4522 | 4187 | 3852 | 3433 | 2931 | 2847 | 2721 | 2596 | 2470 | 2302 |
| 露天泳池(W) | 1256 | 1163 | 1070 | 953 | 814 | 791 | 756 | 721 | 686 | 639 |
| 室内泳池(KJ/h) | 2345 | 2177 | 2010 | 1842 | 1507 | 1465 | 1382 | 1340 | 1256 | 1172 |
| 室内泳池(W) | 651 | 605 | 558 | 512 | 419 | 407 | 384 | 372 | 349 | 325 |
表中数值按下列条件计算：水温27℃，空气相对湿度50%，风速：室内0.5m/s，室外2m/s。国外资料介绍，对于露天泳池的热损失，也可按以下数据估算：水温23℃，平均气温10-12℃时，对流热损失70-95W/㎡，辐射热损失60-80W/㎡（夜间），辐射得热量≤180 W/㎡（白天），蒸发热损失350-700 W/㎡，补充水时的补热量400-600W/㎡。
补水热损失可根据补水量及补水温差进行计算。泳池每天补水量占泳池容积的比例可见表2。
表2：不同类型泳池的补水量比例
| 游泳池类别 | 比赛池 | 训练池 | 跳水池 | 室内公共池 | 露天公共池 | 儿童池 | 幼儿池 | 水球池 | 游泳跳水合一池 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 补水量(%) | 3-5 | 3-5 | 3-5 | 5-10 | 10-15 | 10-15 | 15 | 5 | 5 |
方案设计中建议：露天泳池取10%=B1，室内泳池取5%=B2。补水需补热的小时功率可按下式计算：
\[ P = \frac{(V \times B \times 1000/ 24) \times (t_2 - t_1) / 860} \text{ kW} \]
式中：P为补水的补热功率，kW；V为泳池容积，m³；B为补水量的比例，%；t₁为补水初温，℃；t₂为泳池水温度，℃。
至于游泳馆所用的淋浴、洗涤等生活热水用量的计算及制热所需负荷，可按常规方法计算。
对于一次性冲击负荷，则按照换水量及水温升来计算其总用热功率和小时用热功率（机器所需的制热功率）。总用热功率计算公式为：
\[ Q_{Zh} = 1.15 \times V \times(t_2 - t_1) \times 1000 / 860 \text{ kW} \]
小时热功率计算公式为：
\[ P_h = \frac{Q_{Zh}}{T} \text{ kW}\]
式中：V为泳池总容积，m³；t₂为泳池所需温度，℃；t₁为冷水温度，℃；T为换水周期，h；1.15为考虑换水周期内热损失附加值的系数。
一般初次充水或换水的周期T为24-48h。也就是说，要求在24-48h内完成整池的换水。至于间隔多长时间换一次水，应根据用户对泳池的使用要求和经营情况而定。由于池水是在不断循环过滤和消毒的，间隔时间相对较长，可以是一个月、半年甚至一年。对于桑拿浴性质的水池，可能需要每天更换一次水。对于拥有多个泳池的场馆，在计算负荷时，可以将换水时间错开。在选择主机时，可按一个大容积的泳池一次性负荷来计算，也可以根据换水周期的时间长短进行调整。不同类型泳池的循环次数和可见表3。
表3：不同类型泳池的循环次数和周期
| 类别 | 循环次数(n/日) | 循环周期(T/小时) | 类别 | 循环次数(n/日) | 循环周期(T/小时) |
|---|---|---|---|---|---|
| 比赛、训练池 | 4-2.4 | 6-10 | 公共池 | 4-3 | 6-8 |
| 跳水、私人池 | 3-2 | 8-12 | 儿童池 | 6-4 | 4-6 |
| 跳水、游泳合一池 | 3-2.4 | 8-10 | 幼儿池 | 24-12 | 1-2 |
通过以上深度解析，我们不仅揭示了泳池恒温系统的核心要素，还详细阐述了除湿加热泵在泳池中的创新应用，为泳池设计和运营提供了更为全面和生动的参考。
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