三集一体恒温除湿热泵系统介绍

三集一体恒温除湿热泵系统介绍（精选2篇）

篇1：三集一体恒温除湿热泵系统介绍

三集一体恒温除湿热泵系统介绍

一.泳池状况分析及解决方法

泳池池水的热损失主要为池水表面蒸发损失（约占总损失的70～85%），其他如地表面、池底、池壁、管道设备等传热损失只占总热损失的15～30%左右。池水表面蒸发造成室内泳池空气湿度加大，如不及时采取除湿以控制合适的湿度，天花板、墙壁、玻璃会凝结水滴，对室内装饰产生严重腐蚀，同时人体感觉不舒适。常规的除湿方式既是外排暖湿空气，补进室外干燥空气并将其加热到室温。由此可见，常规“加热+空调”方式能源损失很大：冬季一方面需不断补充热量加热泳池水，另一方面又需补充热量加热空气，夏季还需不断补充冷量对引进室外新风进行降温处理。此设计运行费用较高。1.能耗较高的解决措施：

泳池内90%以上的能量损失是由于池水蒸发造成的，这部分能量大部分以水汽(潜热)的形式存在泳池空气中，如采用传统的通风除湿，一般排风量为每小时3倍的泳池空间容积，这在冬季会造成泳池室内的热量大量损失，在夏季则会造成泳池室内的冷量大量损失。为了补充泳池损失的能量，在传统通风除湿方式中，游泳池不得不采用锅炉、中央空调等提供大量的热源或冷源向泳池内补充能量，耗费大量的能源费用。三集一体除湿热泵利用能源再生系统，在春、夏、秋三季完全可采用除湿热泵运行过程中回收的池水表面蒸发的水蒸气热量保持室内空气恒温恒湿和池水恒温。

2.含氯的湿空气解决措施：

室内恒温游泳池由于表面水蒸发的原因，导致室内空气相对湿度过高，由于空气中含有氯离子，在遇冷时容易凝结成水，对泳池装饰建筑结构造成腐蚀。选用三集一体泳池恒温除湿热泵机组，经过合理的系统设计，可以确保室内空间的恒温恒湿、池水的恒温和新风换气，确保空气质量，避免凝结水的产生，保证室内装饰及墙体结构不受损失。3.局部凝结水解决措施：

三集一体除湿热泵在系统设计上，配备了防凝结水装置，在泳池空间死角预先安装防结霜温湿度传感器，确保在任何不利的低温气候情况下，能够预防凝结水的形成，避免含氯离子的凝结水对墙体结构的腐蚀和对内装饰的破坏。其原理是当室内最不利点的温度因室外气温下降而过低时，该处的防结霜温湿度传感器将此冷表温湿度数据传输到除湿热泵控制系统，通过除湿热泵运行，以防止冷凝结霜。

二.三集一体除湿热泵机组工作原理

设备的风机从游泳池室内抽入温暖潮湿的空气。该空气流经蒸发器（除湿器）盘管，在制冷除湿的同时将回收的因池水蒸发产生的热能传递给冷的液态制冷剂。这种能量交换使空气温度降至露点以下，在蒸发器盘管上形成结露，形成的水分流入设备的承液盘中，通过排水管排出，潮湿空气转变为干燥的冷空气。液态制冷剂流过蒸发器之后回收的空气热能就变为一种低温低压的气态制冷剂。低温气态制冷剂然后进入压缩机，经压缩变为高温气态。高温气态制冷剂流过主机风冷冷凝器或池水热泵辅助加热冷凝器或室外机冷凝器，这是高温气态制冷剂由气态转变为液态，释放回收的热量，对室内空气温度或池水温度进行加热。需要对室内空气进行加热时主机风冷冷凝器工作，送出干燥的热空气对室内空气进行升温。如果室内空气温度达到要求时，回收的冷凝热给池水加热，主机送出干燥冷空气对室内空气进行制冷。如室内空气温度和池水温度同时都达到要求时，这是回收的冷凝热通过室外冷凝器排到室外大气中。高温气态制冷剂流经冷凝器后冷凝成温暖的液态，释放冷凝热。当室内空气温度超过要求上限时，主机风冷冷凝器停止工作，通过除湿蒸发器送出冷空气，对室内空气进行冷却降温。所以说三集一体除湿热泵具备了除湿功能、空调制冷功能、室内空气加热功能、新风处理功能、池水热泵辅助加热功能。

气流循环流程：室内空气→风管回风口→回风管→静压箱→除湿热泵机组→排风（污浊湿空气排到室外）→新风、回风混合→制冷除湿→加热→送风→静压箱→送风管→送风口→室内

排风系统：室内空气→排风机→静态箱→排风管→排风口→室外

新风系统：室外空气→新风口→新风管→除湿热泵→室内

三.室内空气分布

恒温除湿热泵设备采用连续空气再循环方式，采用良好的空气分配系统确保泳池室内空气温湿度均匀性。为了保证空气温湿度满足规定的控制要求，室内游泳池必须保证充分的空气流动和风量分配，设备必须通过循环风系统抽走室内的潮湿空气，经过除湿和温度调节，通过送风系统释放到室内。送风和回风气流为抛物线循环。

四.风系统

合理的气流组织才能使室内空气整体温湿均匀，避免结露现象产生，所以风管系统的设计至关重要。三集一体风管组织设计，送风的分配可使用一条或多条管道，气流导向向下或导向易于出现冷凝的墙壁、窗户等，或从中心部位向两侧送风。回风的分配可使用一条管道或分支，回风口向下。风管设计时必须保证送风、回风之间不能出现短路，否则会超出高湿度层和气囊。新风口和排风口距离不能太近，否则会造成部分排风直接进入新风系统内。

经过多年工程实践经验证明，送风口与回风口相互斜对角安装可使设备在室内泳池内最有效的工作。风管安装时设备送风口、回风口、新风口必须安装风量调节阀，用户在使用过程中可根据室内人员的多少。季节的气候变化合理选择风量配比。送风口应安装电动防火风阀，并与消防控制并网控制。送风口、回风口、排风口应安装消音箱，以降低噪音。风管材料建议选用防腐性能好的玻璃材料或酚醛复合材料，尽量不采用防腐性能差的镀锌板加保温，如已采用镀锌板材质则必须对镀锌板风管内侧进行环氧树脂防腐喷漆处理。

五.池水恒温系统

1.日常池水恒温通过热泵提供的回收热量来维持，不能满足时池水温度要求时采用锅炉或空气源热泵或电加热器辅助加

热进行补充。

2.池水初加热由锅炉或空气源热泵或电加热器加热完成，此加热系统与三集一体恒温除湿热泵机组并联完成，池水恒温

为全自动控制运行。

3.池水→水泵→除湿热泵→池水

六.冷热水盘管

为了充分节约能源，冬季由于泳池室内初始温度较低，如采用除湿热泵压缩机加热，则时间较长，能耗较大。这时，可利用现有热水源，通过除湿热泵机内的热水盘管对室内空气迅速升温，而不需要再风管系统安装加热器。夏季可选择能耗度7-12℃冷冻水直接接入除湿热泵机冷热水换热器，利用冷冻水对室内空气温湿度进行控制。

七.防火和噪音处理措施

1.防火：在三集一体恒温除湿热泵机组送风口必须安装电动防火阀，此防火阀与恒温除湿热泵联动控制，防火阀关闭后除湿热泵自动停止工作。

2.降噪处理：三集一体恒温除湿热泵机组送风口、回风口、排风口与风管连接时中间需加静压箱降低噪音，静压箱安装在风管与设备风口之间，安装时采用软连接方式减震。

八.控制系统

1.三集一体除湿热泵机组采用PLC可编程触摸屏控制系统并带有故障显示功能，机组采用全自动控制模式。当室内空气温湿度，池水温度设置完成后，设备进入全自动运行状态，保证泳池空间恒温恒湿区域的温湿度满足使用要求和节约能源，并使池水保持恒温，无需专人看管，机组还预留通讯接口可与消防、中央控制室并网集中控制。操作简单方便，避免了用户因人员流动对设备使用不方便的缺陷。

2.设备具有多重保护措施，制冷系统配有高、低压保护，池水热泵辅助加热循环水冷冷凝器配有池水流量开关盒温度开关，电器控制配有过流保护和漏电保护器。

九.制冷系统为双系统

根据不同气候条件和泳池内人员的多少选择使用单系统或双系统。如果其中一个系统出现故障另一系统仍可正常工作。

特殊注明：室外冷凝器，其安装条件为冷媒单程走管距离不超过25米，主机与室外冷凝器高度落差在+10米至-3米之间。三集一体恒温除湿热泵机组带室外冷凝器可维持池水的恒温。如果不选用室外机的恒温除湿热泵机组，采用池水热泵辅助加热水冷冷凝器维持空间的恒温恒湿。这种情况设计时池水的恒温必须依靠锅炉和电加热或空气源热泵维持水温的恒定。考虑到除湿热泵机组制冷工况运行过程中将回收热量对池水辅助加热功能，锅炉或电加热或空气源热泵对池水温度控制值的设定可适当调低，充分节约锅炉或电加热或空气源热泵的运营成本。

十.杀菌

机组可根据用户要求安装杀菌装置

主要具有四大功能

1.有效杀灭有害微生物：如霉菌、军团杆菌、肝炎病毒、冠状病毒、禽流感病毒、流感病毒等；

2.分解可挥发有机物：苯、甲醛、氨气、乙醚等化学有机物；

3.消除异味：通过人体呼吸、汗液、大小便等物体霉变、腐烂等化学反应产生的异味；

4.沉降可吸入颗粒物：空气中的可吸入悬浮颗粒物

十一.排风热回收

为充分节约运行费用，可根据要求在排风系统中安装排风热回收装置，污浊空气排到室外的同时充分回收排风热量在利用

篇2：浅谈室内泳池除湿热泵系统的设计

近年来, 室内泳池项目日益增多, 客户对于室内泳池品质的要求也越来越高, 而常规的室内泳池除湿系统存在着耗能大且湿度控制不准确的突出问题。室内泳池除湿热泵系统集除湿、空调、池水加热、智能换气于一体, 通过智能化的控制系统, 根据四季不同工况自动运行, 有效回收和利用能量, 防止室内结露及由此引起的维护结构氯腐蚀现象, 以更加经济的投入获得舒适、安全的室内泳池环境。

2 除湿热泵空调系统的组成及原理

2.1 除湿热泵空调系统的组成

除湿热泵空调系统的主要核心部件有两个:除湿热泵空调机组+配合整个除湿热泵系统的智能控制系统。

2.2 除湿热泵空调系统的原理

将池水表面蒸发的热损失回收利用, 转移到池水和空气中, 以提供部分池水和空气保温所需的热量。 (见图1)

2.3 热泵除湿空调机组的工作原理[1]

暖湿空气 (回风、新风或混合风) 流经除湿热泵蒸发器, 温度下降, 水汽凝结成水滴从空气中分离出来, 使空气干爽, 实现空气除湿功能;同时, 空气冷却、水汽凝结及冷却过程中释放出的热量被制冷剂吸收。然后制冷剂吸收的热量, 经池水冷凝器加热池水, 实现池水加热功能;或经再热冷凝器, 加热冷却的空气, 实现空气保温功能;或经空调冷凝器将热量排至室外, 实现空调制冷功能。 (见图2)

2.4 除湿热泵空调系统运行的典型模式

除湿热泵空调系统运行的典型模式有3种。

模式1:夏季除湿、制冷模式。室内泳池池水不加热, 仅需要除湿和制冷。

模式2:冬季除湿、池水加热、空气加热模式。热泵空调机组除湿的同时将除湿所回收的热量及部分冷却空气所回收的热量用于加热池水, 室内空气及补充的新风需要加热, 由辅助热源提供所需热量。

模式3:春秋季3/4时间除湿、池水加热、空气制热及1/4时间全新风模式。在气温较低时, 热泵空调机组除湿的同时将除湿所回收的热量用于加热池水, 根据室外气温和阳光等条件因素, 热泵空调机组将冷却空气所回收的热量选择用于加热池水或加热室内空气。

3 实例考察

3.1 实例一:李宁体育园游泳馆

李宁体育园游泳馆在设计之初由于业主对初投资的控制, 未设计空调系统, 仅设计了机械通风系统, 池水加热采用燃气锅炉。待开馆后实际运行中发现运行费用高, 室内结露严重, 大面积滴水 (见图3) , 为避免热量损失及大量冷风灌进来, 冬季不开窗, 也不开启通风系统。屋面钢结构因结露及空气中氯含量较高, 腐蚀严重。经过改造, 增加了除湿热泵空调系统后, 室内结露现象仅偶尔出现在铝合金门窗边框处, 室内环境大为改观, 改造后仅开启除湿热泵空调系统, 再未运行燃气锅炉, 运行费用大幅减少 (见图4) 。但冬季室内温度无法满足游泳池规范要求中高于池水1℃~2℃的要求, 可能是由于造价问题, 未配置足够容量的除湿热泵或者因运行成本问题未启用燃气锅炉提供辅助热源。冬季运行时新风量较少, 有明显氯味。

3.2 实例二:深圳京基100大厦室内游泳池

该项目为瑞吉酒店的室内游泳池, 位于京基100大厦第75层, 泳池室内空间面积560m2, 层高5.5m, 泳池面积140m2。采用除湿热泵空调系统, 西北角靠内区设置冷表面温度探头, 室内无结露, 体感舒适, 空气清新, 无氯味。泳池加热、水处理、除湿及空调系统全自动运行。 (见图5、图6)

4 除湿热泵空调系统的设计方法

4.1 与常规空调系统设计方法比较

为突出除湿热泵空调系统设计方法的特点, 将其与常规空调系统进行比较, 见表1。

4.2 除湿热泵空调系统的设计要点

4.2.1 湿负荷的确定[2]

湿负荷主要包括泳池池水表面的散湿量、池边散湿量、人员散湿量、新风湿负荷。

(1) 泳池池水表面散湿量

式中, W1——泳池水面蒸发量, kg/h;

Vf——泳池池面风速, 0.2m/s;

F池——室内泳池水面面积, m2;

Pb——26℃水表面温度饱和空气水蒸气分压, 25mm Hg;

Pq——28℃泳池空间空气的水蒸气分压, 18.4mm Hg;

B——当地大气压力, 760mm Hg。

(2) 池边散湿量

W2=0.0171× (t干-t湿) ×F边

式中, W2——散湿量 (kg/h) ;

t干——室内空调计算干球温度, ℃;

t湿——室内空调计算湿球温度, ℃;

F边——池边面积, m2;

(3) 室内人员散湿量

式中, W3——散湿量, kg/h;

η——群体系数;

r——人体散湿量;

n——室内人员数量。

室内散湿量WS=W1+W2+W3。

(4) 新风湿负荷

新风量LX计算按如下原则进行计算和校核:

1) 新风循环一般取每小时0.5~1次;

2) 人均新风量不小于30m3/h;

3) 按美国ASHRAE标准校核:新风量与湿区面积比值不小于8.64m3/ (h·m2) 。

式中, dw——室外空气含湿量;

dn——室内空气含湿量;

ρ——空气密度, 1.15kg/m3。

综上, 总的湿负荷W总=WS+WX。需特别注意, 应分别计算夏季、冬季及春秋季时对应的总湿负荷。

4.2.2 泳池保持恒温所需热负荷的确定[3]

泳池保持水温恒定所需要的热负荷主要包括泳池池水表面蒸发热损失, 泳池池水表面、池底、池壁、管道和设备等传导热损失, 补充水加热所需要的热量。

(1) 泳池池水表面蒸发热损失

式中, Q1——泳池表面蒸发损失的热量, k J/h;

W1——泳池水面蒸发量, kg/h;

γ——对应泳池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热, k J/kg。

(2) 泳池池水表面、池底、池壁、管道和设备等传导热损失

泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量按泳池水表面蒸发损失热量的20%考虑, Q2=Q1×20%。

(3) 补充水加热所需要的热量

式中, Q3——游泳池补充水加热所需的热量, k J/h;

α——热量换算系数, α=4.1868k J/kcal;

qb——游泳池每日的补充水量, L;按泳池水量的5%确定;

у——水的密度, kg/L;

tr——游泳池水的温度, ℃;

tb——游泳池补充水水温, ℃;

t——加热时间, h, 取24。

综上, 泳池恒温所需要的总热负荷Q总=Q1+Q2+Q3。

4.2.3 泳池室内冷热负荷的确定

泳池区室内冷热负荷计算方法基本同常规空调冷热负荷计算方法, 只是对于人体散热量的计算可参考以下标准确定[4]:30%的人在池边室温下活动, 散热量134W/ (h·p) ;65%的人在水中慢游, 散热量235W/ (h·p) ;5%的人在水中快游, 散热量407W/ (h·p) 。

4.2.4 除湿热泵机组的选型

根据泳池对应不同季节的最大湿负荷及保持水温恒定所需要的总热负荷这两个参数初步选择除湿热泵空调机组, 并根据以下要求对除湿热泵空调机组进行校核:

(1) 泳池初次加热时间校核

根据游泳池设计规范, 游泳池的初次加热必须在48h内完成。泳池初次升温所需时间定为2d, 升温时散热量按维持水温热量的1/3计算。

Q升=Cs×V池×ρ水×ΔT

式中, Q升——初次加热池水升温所需要的热量, k J/h;

Cs——水的比热容, k J/kg·K;

V池——泳池内水的总体积, m3;

ρ水——水的密度, 1000kg/m3;

ΔT——温升, K。

升温时散热量按维持水温热量的1/3计算, Q散=1/3×Q升, 则初次加热所需要的加热量为Q初=Q升+Q散。

(2) 室内换气次数的校核

室内换气次数应满足规范要求的2~4次/h。

4.2.5 辅助冷热源的选择

根据计算得出的室内冷热负荷及除湿热泵空调机组参数比较, 当除湿热泵空调机组制冷量和空气加热量无法满足要求时, 应设置辅助冷热源。

4.2.6 气流组织设计及风管材料

合理的气流组织才能使室内空气整体温湿均匀, 避免结露现象产生, 所以风管系统的设计至关重要。泳池空调的送风口不应直吹池水, 原因是池水表面风速加大, 将加速池水蒸发, 从而引起散湿量和散热量的增加。送风口应布置在易于出现冷凝的墙壁、窗户或天窗等位置, 使送风气流导向这些易出现冷凝的部位。回风口尽量靠近水面或在池水上部布置, 保证热湿空气直接回到除湿热泵空调机组内。此外, 还应保证送风、回风之间不出现短路。 (见图7、图8)

风管材料建议选用防腐性能好的玻璃材料或酚醛复合材料, 尽量不采用防腐性能差的镀锌板加保温, 如已采用镀锌板材质则必须对镀锌板风管内侧进行环氧树脂防腐喷漆处理。

4.2.7 防结露探头的设置[5]

除湿系统的主要目的是使泳池区的水分保持在不对建筑造成破坏的湿度。在空气实际含水量不发生任何变化的情况下, 相对湿度是随着干球温度的升高而降低的。当泳池空气干球温度高于设计值, 相对湿度在未超出控制系统的设定值时, 室内冷表面温度已经低于露点温度而发生结露现象, 因此以相对湿度为参数的控制不能准确体现含水量对建筑维护结构的真实影响。泳池空调系统应采用露点温度控制的方式, 通过改变泳池空气干球温度和空间相对湿度设定值, 从而改变露点设定值, 使泳内空气露点温度始终高于其室内维护结构冷表面温度, 防止室内结露现象的发生。防结露探头应设置在泳池空间阴冷角落的冷表面, 如金属窗框或玻璃处。

5 结论

由于室内泳池除湿热泵空调系统自身的特点, 在计算和设计过程中, 要特别注意气流组织的设计及防结露探头的设置, 这是室内泳池除湿热泵系统可靠有效运行的前提, 也是实现舒适、安全的室内泳池环境的保证。

参考文献

[1]江苏高科公司产品技术资料[Z].

[2]贺绮华, 邹月琴.体育建筑空调设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 1991.

[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[4]马最良, 姚杨.民用建筑空调设计[M].北京:化学工业出版社, 2003.